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具体实施方式

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图1和图2的核燃料组件2包括核燃料棒束4和设计成支撑核燃料棒4的支撑框架6。

核燃料棒4彼此平行并且平行于核燃料组件2的纵轴L延伸。

当核燃料组件2被布置在核反应堆堆芯中时，纵轴L竖直地延伸。在操作中，冷却流体从下到上竖直地流过核燃料组件2，如箭头F所示。

在说明书的其余部分中，术语“竖直”、“水平”、“纵向”、“横向”、“顶部”、“底部”、“上”和“下”通过参考竖直布置的核燃料组件2来理解。

支撑框架6包括下管嘴8、上管嘴10、多个导向管12和多个定位格架14。

下管嘴8和上管嘴10沿着纵轴L隔开。导向管12沿着纵轴L延伸，并通过维持下管嘴8与上管嘴10之间的距离而在它们之间连接下管嘴8和上管嘴10。核燃料棒4接收在下管嘴8与上管嘴10之间。

各个导向管12在其上端开口，以允许控制棒(未示出)通过上管嘴10插入到导向管12内部。这种控制棒允许控制其中插入核燃料组件2的核反应堆堆芯的反应性。

定位格架14沿着导向管12分布，沿着纵轴L彼此隔开。各个定位格架14刚性地固定至导向管12，导向管12延伸穿过各个定位格架14。

各个定位格架14被设计成纵向支撑核燃料棒4，同时将它们维持在彼此隔开的构造。核燃料棒4优选地侧向定位在基本规则的假想网络的节点处。

各个定位格架14包括例如相交的内板和外围带，该外围带围绕内板并且由四个外围板16形成，由此形成多个栅元。

被设计成接收相应核燃料棒4的各个栅元通常设有保持元件，该保持元件与核燃料棒4的外表面接触，以纵向和横向地维持它。

用于接收相应核燃料棒4的各个栅元可以包括至少一个冷却流体混合叶片，该混合叶片相对于核燃料组件2的纵轴L从定位格架向上突出，并且优选地向上倾斜并向内倾斜到栅元。

各个栅元的保持元件包括例如至少一个弹性弹簧和/或至少一个刚性凹陷，各个弹簧例如设计成推动核燃料棒4抵靠一个或多个凹陷。

各个定位格架14通常设有例如由外围板16形成的外围带，该外围带承载在其下边缘和/或其上边缘上突出并朝向定位格架14的中心倾斜的导向叶片18，以在核燃料组件2的处理操作期间引导定位格架14与周围物体。

参照图2，干预装置20设计成在水下的核燃料组件2上进行干预。

核燃料组件2浸没在核电站的水池中的水体中。例如，核燃料组件2被悬在水体中。

在图2中仅核燃料组件2的下部可见。为了附图清楚起见，在图2中省略了定位格架14。

干预装置20包括铰接式机械臂22和由机械臂22承载的干预构件24，在这种情况下为夹具。

机械臂22包括位于机械臂22的一端处用于将机械臂22固定在支撑件上的底座26、以及位于机械臂22的另一端处用于将干预构件24固定在机械臂22上的末端构件28。

机械臂22具有至少一个位于底座26与末端构件28之间的臂段(arm segments)30、32。各个臂段30、32沿着各自的臂段轴线A1、A2是细长的。

机械臂22包括例如串联布置在底座26与末端构件28之间的几个臂段30、32。连接到底座26的臂段30铰接在底座26上，并且各个随后的臂段32铰接在前面的臂段30、32上。

在示例性实施方式中，臂段轴线A1、A2是共面的，并且臂段30、32铰接在底座26上并且在它们之间仅围绕分开且平行的旋转轴线B1、B2铰接，旋转轴线B1、B2基本上垂直于臂段轴线A1、A2。

因此，臂段30、32相对于底座26在固定位移平面中移动，位移平面由臂段轴线A1、A2限定。

在示例性实施方式中，各个臂段30、32可相对于底座26或相对于其所安装在的另一臂段旋转至少120°，优选地旋转大约180°。

在这种情况下，机械臂22包括正好两个臂段30、32，即铰接在底座26上的近端臂段30和铰接在近端臂段30上并承载末端构件28的远端臂段32。

近端臂段30围绕单个旋转轴线B1铰接在底座26上，而远端臂段32围绕单个旋转轴线B2铰接在近端臂段30上，该旋转轴线B2与臂段30相对于底座26的旋转轴线B1分开并平行。

作为选择，干预构件24被安装成可相对于承载末端构件28的臂段(在这种情况下为远端臂段32)围绕与该臂段32的延伸轴线A2同轴或平行的旋转轴线B3旋转移动。

优选地，当臂段30、32相对于底座26在固定位移平面中移动时，干预构件24相对于承载末端构件28的臂段的旋转轴线位于臂段30、32的位移平面中。

一旦干预构件24使用机械臂22定位，干预构件24绕旋转轴线B3的旋转就使得可以将干预构件24定向为便于其插入核燃料组件2中，例如插入核燃料棒4之间或插入下管嘴8或上管嘴10中。

在示例性实施方式中，机械臂22被构造成使得安装在机械臂22上的干预构件24可围绕旋转轴线B3旋转运动360°。干预构件24优选地可在没有角度限制的情况下旋转运动。干预构件24可在任一方向上多次转弯。

机械臂22具有至少一个致动器34、36、38，这些致动器控制机械臂22的移动，并且可选地控制干预构件24的移动。在这种情况下，机械臂22具有控制近端臂段30相对于底座26的定向的致动器34和用于控制远端臂段32相对于近端臂段30的定向的致动器36。

机械臂22可选地并入控制干预构件24绕旋转轴线B3的定向的致动器38。致动器38例如集成在承载干预构件24的臂段中，在这种情况下为流线型的远端臂段32。

在图2例示的构造中，干预装置20包括平移组件42，机械臂22安装在该平移组件上，平移组件42被设计成使机械臂22在平移方向T1上平移地移动。

平移方向T1基本上垂直于机械臂22的臂段30、32的移动平面。由此，平移方向T1基本上平行于各个臂段30、32相对于底座26或前一臂段的旋转轴线B1、B2。

平移组件42包括致动器44，该致动器设计成控制底座26在平移方向T1上的平移移动。在这种情况下，致动器44是线性千斤顶，例如液压千斤顶或电动千斤顶。

平移组件42包括底座46和安装在底座46上以在平移方向T1上滑动的滑架48，致动器44布置在底座46与滑架48之间，以控制滑架48相对于底座46的移动。

通过将底座26固定在滑架48上，机械臂22安装在滑架48上。

平移组件42限定了用于平移地移动机械臂22的机械“平移台”。

在图2的构造中，干预装置20被构造成布置在栅元上，该栅元存在于水池中，并且旨在接收水下的核燃料组件2，例如存储栅元或下降筐。

为此，干预装置20包括设计成装配到栅元的上部52中的支撑底座50。

栅元通常为竖直延伸并具有大体正方形的横截面的管的形式。

支撑底座50包括设计成竖直地装配到栅元的上部52中的插入元件54、以及支撑机械臂22并相对于插入元件54为悬臂式的支撑元件56。

一旦插入元件54插入到栅元的上部52中，干预装置20就通过其自身重量保持在适当位置。

有利地，干预装置20在高位放置在下降装置的篮上，即当栅元的上部52离开水时，以便于干预装置20的对接和插入元件54的插入。然后通过将下降装置下降来浸没干预装置20，同时浸没任何电力电缆并控制干预装置20，直到干预装置20相对于核燃料组件2布置在期望的高度并且具有足够的水高度以完全安全地执行干预为止。

在干预期间，例如，核燃料组件2使用提升工具悬在水中。

在图2的构造中，平移组件42固定在支撑底座50上，更准确来说固定在支撑构件56上，并且机械臂22固定在平移组件42上。

作为选择，平移组件42可以固定在支撑底座50上，以便能够在几个调节位置(例如离散调节位置)中调节平移组件42在垂直于滑架48的平移方向T1的平移方向T2上的位置。

为此，支撑底座50例如设置有至少一个轨道58，例如两个轨道58，各个轨道58在平移方向T2上延伸，并且设置有围绕轨道58分布的若干固定孔59。

可选地，干预装置20可包括容器，该容器用于存放从核燃料组件2取出的碎片并且用于接收在干预期间可能落在核燃料组件2上的碎片。该容器可以例如以设置有边缘的板60的形式提供。

可选地，干预装置20包括设计成将核燃料组件2和干预装置20相对于彼此定位的引导系统62。

引导系统62有利地构造成在沿着核燃料组件2隔开的一个或多个点处支承在核燃料组件2的侧面上。

有利地，在操作中，核燃料组件2悬在水下，附接到独立的提升工具。在该构造中，引导系统62在核燃料组件2上的支撑力受到限制。事实上，如果核燃料组件2以钟摆方式保持，则当引导系统62的支撑力增加时，其被引导系统62推回。

引导系统62包括具有两个尖齿的叉形式的导向构件64，两个尖齿被设计成抵靠核燃料组件2的侧面应用，核燃料组件2被接收在两个尖齿之间。

在这种情况下，导向元件64由固定到支撑底座50的托架66承载。

板60例如设有槽口，该槽口形成在板60的边缘中，并且旨在接收核燃料组件2，以确保干预装置20和核燃料组件2的相对定位。

由此，干预装置20在沿着核燃料组件2隔开的两个点处搁置在核燃料组件2上。

在图3的构造中，干预装置20设计成从核燃料组件2的下管嘴8的下方干预。

干预装置20设置有具有竖直固定表面68A的中间支撑件68，机械臂22的底座26固定在该固定表面68A上。

这使得可以修改机械臂22相对于核燃料组件2的定向，因此便于机械臂22的工作。特别地，机械臂22使得可以平行于固定表面68A移动干预构件24，即在这种情况下竖直地移动干预构件，以便将干预构件24插入下管嘴8中。

中间支撑件68在这里固定到平移组件42的滑架48。

如图3例示，干预装置20包括可去除的容器69，操作者将由干预构件24取出或切割的碎片或部件碎块存放在该容器中。

通过绕旋转轴线B1、B2旋转臂段30、32可接近容器69。

此外，设置有槽口的板60由矩形或正方形板70代替，该板70能够在核燃料组件2下方延伸，以便接收在干预期间从核燃料组件2落下的碎片或部件碎块。

应当注意，相对于图2的构造，平移组件42相对于支撑底座50在第二平移方向T2上偏移。

图3的装置特别通过末端构件28的旋转移动来允许取出已经部分地穿过下管嘴8的碎片型碎屑或螺旋弹簧。

在图4的构造中，干预装置20设计成在核燃料组件2的上管嘴10的顶部上进行干预。

机械臂22安装在操纵杆71的下端，该操纵杆可以从执行该过程的水体表面进行操纵。

底座26在此固定在面向下的固定表面72上。固定表面72相对于水平面以-60°至+60°之间的角度倾斜，优选地在-30°至+30°之间的角度倾斜。这种固定使得可以将机械臂22定向为在上管嘴10中、特别是在上管嘴10的边缘下方进行干预。固定表面72的形状以及特别是倾斜角度可以根据需要进行调整。

机械臂22优选地被设计成接收若干可互换的干预构件。特别地，机械臂22的末端构件28被设计用于各个干预构件的可去除附接。

图5至图8中示出了不同的干预构件24。

各个干预构件24都设有固定系统74，用于将干预构件固定在机械臂22的末端构件28上。固定系统74例如是卡口型，允许通过沿着轴线平移然后围绕该轴线旋转来固定干预构件24。

在其他实施方式中，干预构件24的固定系统可以是例如榫头和榫眼或燕尾或球销类型的机械组件等、或螺钉连接。

图5所示的干预构件是设计用于夹持位于核燃料组件2的核燃料棒4之间的碎片的夹具76。

夹具76包括在延伸方向E上为细长刀片形式的第一钳口78和第二钳口80。第一钳口78和第二钳口80在它们之间限定夹紧空间82。

第一钳口78和第二钳口80可相对于彼此移动，以便改变夹紧空间82的尺寸，以夹持或释放碎屑。

第一钳口78具有弯曲端部84。夹紧空间82限定在弯曲端部84和第二钳口80的端之间。

第一钳口78和第二钳口80可在其长度方向上(即，沿着延伸方向E)相对于彼此移动，以改变夹紧空间82的尺寸，以夹持或释放碎屑。

在示例性实施方式中，第一钳口78是固定的，而第二钳口80可沿其长度方向(即，沿延伸方向E)平移移动。

这里，夹具76具有线性致动器86，该致动器被布置成使第一钳口78和第二钳口80相对于彼此移动，在这种情况下，使第二钳口80相对于第一钳口78移动。

弯曲端部84设有构成夹具76最前端的圆形边缘84A。该圆形边缘84A防止在夹具76插入核燃料棒之间期间损坏核燃料棒4。

夹具76具有低夹持力，并且特别有利于去除小碎片或位于难以到达的区域的碎片，这些区域包括：在核燃料棒束4中、在核燃料棒4与和端件8、10之间、在定位格架14中或在端件8、10的隐藏区域中，例如在边缘下方。

图6所例示的干预构件24也是夹具88。该夹具与图5的夹具的不同之处在于，该夹具具有杠杆形式的第一钳口90和第二钳口92，并且被安装成围绕彼此平行的相应旋转轴线M1、M2旋转，以便将第一钳口90和第二钳口92的夹持端90A、92A分开或聚在一起。

第一钳口90和第二钳口92更短，并且它们的夹紧端90A、92A是尖的。该夹具88使得可以取出碎屑，碎屑的取出需要更大的夹紧力，或者该夹具88使得可以使例如核燃料组件2的定位格架14的外围板16的一部分、特别是导向叶片18局部弯曲，使得其恢复其原始几何形状。

夹具88具有用于控制夹具88的打开和闭合的线性致动器94，该致动器94通过传动机构96连接到钳口90、92，该传动机构被设计成将致动器94的线性运动转换成第一钳口90和第二钳口92两者的旋转运动。

传动机构96包括控制杆98，该控制杆可沿着延伸方向E平移移动，并通过相应的连接杆99连接到第一钳口90和第二钳口92两者的与钳口的夹紧端相对的端。

图7所例示的干预构件24是夹具100。该夹具与图6的夹具的不同之处在于被设计用于切割的第一钳口102和第二钳口104的形状。第一钳口102和第二钳口104的端102A和104A为切割刃的形式。夹具100是切割夹具。

有利地，夹具100设置有夹紧装置106，该夹紧装置设计成在切割之前和切割之后保持待切割的元件，由此避免切割之后的碎块的分散。

夹紧装置106包括例如弹性垫圈108、110，这些弹性垫圈布置在钳口102、104上，以将待切割元件夹紧在一起。

弹性垫圈108、110例如由例如为类型的弹性体材料制成。

该夹具100使得可以切割和取出在给定局部构造的情况下在单个件中不可能取出的碎片。该夹具还使得可以在不可能使例如核燃料组件2的定位格架14的外围板16的一部分、特别是导向叶片18恢复其原始几何形状时，局部切割该部分，或者在处理期间由于局部撕裂而溢流之后局部切割定位格架14的一部分。

图8所例示的干预构件24是抽吸构件112，该抽吸构件具有经由抽吸管116流体连接到抽吸和过滤装置118的抽吸套管114。碎片被抽吸和过滤装置118保留。来自水池的、被抽吸而带有碎片的水在抽吸和过滤装置118的出口处被排入到水池中。

在这种情况下，抽吸和过滤装置118被集成到抽吸构件112中。作为变型，抽吸和过滤装置118可相对于抽吸构件112偏移，并且例如位于池水的自由表面附近。抽吸和过滤装置118然后通过管流体地连接到抽吸构件112。

与图5的夹具76类似，该抽吸构件112能够回收小的碎片或位于难以接近的区域中的碎片，只要该碎片未被牢固地卡在核燃料组件2中。

如图2到图4例示，干预装置20可选地包括安装在机械臂22上的照相机120，以便拍摄干预区域。由机械臂22承载的干预构件24位于照相机120的轴线上。照相机120例如固定到承载末端构件28的臂段，在这种情况下为远端臂段32，并且覆盖横向场，即沿着平移方向T1。

有利地，干预装置20包括安装在托架66上的第二照相机122，以便从另一角度拍摄干预区域。如图2和图3例示，照相机122覆盖沿纵轴L的区域。

照相机120、122通过允许操作者更好地看到干预区域来促进对干预装置20的远程控制。

优选地，各个致动器34、36、38、44、86、94是马达，该马达的功率被电子地限制，以便限制可以施加到核燃料组件2的元件的推力或拉力。

有利地，致动器86、94设计成使得夹具76、88、100在电气故障的情况下打开，以避免干预装置20卡在核燃料组件2中的任何风险。

在图2中可见而在图3中未示出的返回线缆124允许在平移方向T2上施加返回力，以确保在元件失效的情况下收回接合在核燃料组件2中的干预构件24。

在这种情况下，返回线缆124被布置成作用于平移组件42(或平移台)。

本发明的干预装置便于从核燃料组件中取出碎片的操作和重新构造核燃料组件的部件的几何形状的操作。可容易地远程控制机械臂以定位和致动由机械臂承载的夹具或抽吸套管。机械臂具有足够的自由度，以便为所需的干预适当地定位干预工具。如果需要附加的自由度，则必要时可以增加臂段和/或旋转轴线或平移轴线。

与在杆的端上承载的并且手动操作的工具相比，机械臂允许更容易地定位和控制干预工具。这限制了损坏核燃料组件和特别是燃料棒和/或将核燃料棒保持在定位格架中的元件的风险。

干预装置可容易地构造成执行各种干预，例如，取出卡在核燃料棒之间的碎片，取出下管嘴、定位格架和/或上端下方或上的碎片，例如通过折叠导向叶片或通过切断来重新设置定位格架。

干预装置允许生成足够的夹紧力来去除严重卡住的碎片，甚至允许使用线切割机来切断碎片，例如以更容易地去除碎片。线切割机还可用于切割零件的变形部分，当操作核反应堆或处理核燃料组件时，该变形部分可能损坏其它零件。

干预装置可以例如通过单个操作者远程控制机械臂来容易地实施。