一种核电厂堆顶电缆布置的电缆桥架结构

摘要

本发明提供了一种核电厂堆顶电缆布置的电缆桥架结构，包括支撑柱（5）、柔性电缆布置装置（6）、电缆连接板（8）、电缆桥架（9）、导轨结构（10）、桥架移动限位装置（11）、齿轮齿条副（12）、电缆桥架安装座（17）、垫板（21）、垫块（22）、连接副（23）、连接销（26）、限位装置（27）和垫板转动装置（29）；本发明减少了一体化堆顶组件的重量，减轻了提升一体化堆顶组件结构的风险，同时减少了一体化堆顶组件重心偏离几何中心的距离；还保证电缆桥架在运行期间及换料操作电缆桥架不同位置的变换。

说明书

技术领域

本发明属于核电厂核反应堆设计技术领域，具体涉及一种核电厂堆顶电缆 布置的电缆桥架结构。

背景技术

核反应堆是位于核电厂的安全壳内，是核蒸汽供应系统的关键设备之一， 由压力容器、堆内构件、驱动机构、一体化堆顶组件（IHP）等多个子设备组成。 其中一体化堆顶组件是反应堆上一项将堆顶不同功能要求的几个设备或部件整 合成一体以简化反应堆的换料操作的重大设备。一体化堆顶组件的主要作用是 在反应堆停堆换料期间，通过与反应堆压力容器顶盖作一体化操作，实现堆顶 组件的整体提升、转移和存放，其中通过电缆的集中布置大大简化了电缆的拆 卸时间，提高了核电厂的可利用率。

驱动机构电缆、堆顶中子注量率测量系统电缆、驱动机构棒位指示器电缆 等各种核级和非核级电缆经一体化堆顶组件到达带钢腹板上的主控室入口并与 主控室相连。当前最新的电缆布置方式大多采用电缆集中布置方式以缩短拆卸 和安装电缆的时间，而电缆桥架的功能则用于支撑电缆以跨越反应堆堆腔。

如果将电缆桥架安装在一体化堆顶组件上，在反应堆运行期间电缆桥架可 以直接搁置在水池操作平面上。由于换料过程中一体化堆顶组件（包括电缆桥 架）需和反应堆压力容器顶盖整体提升。电缆桥架与一体化堆顶组件一起提升 会增加吊具的提升重量；又由于电缆桥架的重心远远偏离一体化堆顶组件的几 何中心，这必然会引起提升时倾覆力矩的增加而增加提升的风险。而且，同时 由于电缆桥架的存在导致提升过程中与占用了其它设备的布置空间不利于缩小 安全壳的尺寸。

在专利“用于核电站的组合式头部密封装置的电缆托架”（专利号 95192122.3）中，布置电缆的电缆托架由原动装置、可动电缆托架、枢轴旋转 装置和导向装置等组成。换料期间，电缆托架通过缩回装置缩回到空腔内，该 专利描述的电缆托架需要在水池操作平面下面预留较大的空间。在操作平面的 水池壁上设计了一个平台用于安装和拆卸电缆托架上的电缆。由于堆腔中辐射 剂量较高，这也增加了安装及维护人员受辐射的风险。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种电缆的安装维护操作 均在一体化堆顶组件的操作平台上进行、能减少人员受辐射风险的电缆桥架结 构。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种核电厂堆顶电缆布置的电 缆桥架结构，包括支撑柱、柔性电缆布置装置、电缆连接板、电缆桥架、导轨 结构、桥架移动限位装置、齿轮齿条副、电缆桥架安装座、垫板、垫块、连接 副、连接销、限位装置和垫板转动装置；其中，电缆连接板和电缆桥架均为长 方形，其电缆接口相互对应；操作平台与电缆连接板的一边安装固定，形成摆 动结构；操作平台与电缆连接板安装固定部位前后还分别设置有支撑柱和限位 装置；通过支撑柱和限位装置的限位，电缆连接板实现与操作平台夹角呈20°～ 90°的摆动；水池操作平面上的钢腹板上开有滑槽，滑槽上设有导轨结构，导 轨结构上设齿轮齿条副；通过齿轮齿条副的驱动，导轨结构可沿着滑槽方向移 动；导轨结构上部左边水平固定设置电缆桥架安装座，电缆桥架垂直安装固定 在电缆桥架安装座上；在电缆连接板、电缆桥架下设置有柔性电缆布置装置， 以实现不同安全级别电缆之间的实体分隔，同时还能够在电缆移动或转动过程 中相关电缆参数，如电缆弯曲半径等参数，满足相关规范要求；水池操作平面 的左上角设有预埋件，预埋件上从上倒下依次固定有垫板转动装置和垫块，垫 板转动装置和垫板的一端固定，垫块在水平方向上对垫板沿垫板转动装置的摆 动进行限位；在操作平台上限位装置的外侧设置有桥架移动限位装置，其作用 是对导轨结构的水平滑动进行限位，从而限制电缆桥架的水平移动；桥架移动 限位装置和导轨结构上均设有连接一对配合的连接副安装孔，核电厂运行期间 连接副安装孔内安装连接副。

所述电缆连接板的一边通过连接销连接固定在操作平台上。

所述柔性电缆布置装置为不锈钢电缆拖链。

所述垫板转动装置为铰链或销连接结构。

所述导轨结构的左端最外沿为楔形结构，以保证轨结构10能够顺利达到操 作平台上。

所述导轨结构的最左端设置有限位传感器限位传感器，控制电机运行以实 现电缆桥架运行和换料期间的电缆桥架两个极限位置的定位控制。

所述连接副为销轴结构或螺栓结构。

本发明的有益效果如下：（1）将电缆桥架从一体化堆顶组件中移除并放置 在水池操作平面上，减少了一体化堆顶组件的重量，减轻了提升一体化堆顶组 件结构的风险；（2）电缆桥架固定在导轨结构上，导轨结构通过滑槽结构连接 在操作平台面钢腹板上，导轨结构通过齿轮齿条副传动与电机相连。保证电缆 桥架在运行期间及换料操作电缆桥架不同位置的变换；（3）采用旋转结构。一 体化堆顶组件整体提升时降低了一体化堆顶组件的重心，同时减少了一体化堆 顶组件重心偏离几何中心的距离。减少了提升一体化堆顶组件结构的风险；（4） 采用柔性电缆拖链技术。一方面实现了不同安全级别电缆之间的实体分隔，同 时还能够在电缆移动过程中的如电缆弯曲半径等参数满足要求。

附图说明

图1为核电厂运行期间堆顶电缆布置主视图。

图2为为核电厂换料期间电缆布置图。

图3为核电厂运行期间堆顶电缆布置俯视图。

图4为核电厂运行期间电缆桥架与电缆连接板连接的局部示意图。

图5为图4的A向视图。

图中，1-反应堆压力容器顶盖，2-一体化堆顶组件围筒，3-电缆托盘，4- 操作平台，5-支撑柱，6-柔性电缆布置装置，7-电缆，8-电缆连接板，9-电缆 桥架，10-导轨结构，11-桥架移动限位装置，12-齿轮齿条副，13-钢腹板，14- 水池操作平面，15-人员斜梯，16-主控室入口，17-电缆桥架安装座，19-电缆 开口，21-垫板，22-垫块，23-连接副，24-反应堆堆腔，25-电缆输入装置，26- 连接销，27-限位装置，28-电缆拖链安装平台，29-垫板转动装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

一种核电厂堆顶电缆布置的电缆桥架结构，包括支撑柱5、柔性电缆布置装 置6、电缆连接板8、电缆桥架9、导轨结构10、桥架移动限位装置11、齿轮齿 条副12、电缆桥架安装座17、垫板21、垫块22、连接副23、连接销26、限位 装置27和垫板转动装置29；其中，电缆连接板8和电缆桥架9均为长方形，其 电缆接口相互对应；操作平台4上与电缆连接板8的一边通过连接销26安装固 定，形成摆动结构；操作平台4与电缆连接板8安装固定部位前后还分别设置 有支撑柱5和限位装置27；通过支撑柱5和限位装置27的限位，电缆连接板8 实现与操作平台4夹角呈20°～90°的摆动；水池操作平面14上的钢腹板13 上开有滑槽，滑槽上设有导轨结构10，导轨结构10左端最外沿为楔形结构，以 保证轨结构10能够顺利达到操作平台4上；轨结构10的最左端设置有限位传 感器限位传感器，控制电机运行以实现电缆桥架9运行和换料期间的电缆桥架9 两个极限位置的定位控制；导轨结构10上设齿轮齿条副12，通过齿轮齿条副 12的驱动，导轨结构10可沿着滑槽方向移动；导轨结构10上部左边水平固定 设置电缆桥架安装座17，电缆桥架9垂直安装固定在电缆桥架安装座17上；在 电缆连接板8、电缆桥架9下设置有柔性电缆布置装置6，柔性电缆布置装置6 为不锈钢电缆拖链，以实现不同安全级别电缆7之间的实体分隔，同时还能够 在电缆7移动或转动过程中相关电缆参数，如电缆弯曲半径等参数，满足相关 规范要求；水池操作平面14的左上角设有预埋件，预埋件上从上倒下依次固定 有垫板转动装置29和垫块22，垫板转动装置29为铰链或销连接结构，且和垫 板21的一端固定，垫块22在水平方向上对垫板21沿垫板转动装置29的摆动 进行限位；在操作平台4上限位装置27的外侧设置有桥架移动限位装置11，其 作用是对导轨结构10的水平滑动进行限位，从而限制电缆桥架9的水平移动； 桥架移动限位装置11和导轨结构10上均设有连接一对配合的连接副安装孔， 核电厂运行期间连接副安装孔内安装连接副23，连接副23为销轴结构或螺栓结 构。

反应堆压力容器顶盖1上是一体化堆顶组件围筒2，一体化堆顶组件围筒2 上安装固定有操作平台4和电缆托盘；电缆7包括驱动机构电缆、堆芯中子注 量率测量系统电缆、棒位指示器电缆，从电缆托盘3穿出的电缆7在柔性电缆 布置装置6的支撑或牵引下，经操作平台的电缆开口19达电缆连接板8，通过 电缆连接板8、电缆桥架9间电缆接口引向电缆桥架9；电缆7从电缆桥架9引 出后，再在柔性电缆布置装置6的支撑或牵引下，经主控室入口16到达主控制 室的电缆输入装置25。

在图1、图2中说明电缆桥架和电缆连接板的结构组成及运行期间和换料期 间电缆在电缆桥架及电缆连接板上的布置方式。图3为运行期间电缆布置俯视 图，说明采用柔性电缆布置方式及电缆之间的实体分隔。图4、图5为运行期间 电缆桥架与电缆连接板连接图，说明电缆桥架与电缆连接板的连接方式。

换料期间，操作人员通过人员斜梯15到达一体化堆顶组件操作平台4，上 安装和拆卸电缆连接板8和电缆桥架9的电缆7；断开电缆桥架9和电缆连接板 8的电缆7连接后，驱动导轨结构10将电缆桥架9移回到水池操作平面14位置， 同时，用电动或液压方式将电缆连接板8翻转到接近水平位置，并通过支撑柱5 固定电缆连接板的位置；最后，反应堆压力容器顶盖1、一体化堆顶组件围筒2、 操作平台4、电缆托盘3、电缆连接板8等一并由吊具提升并吊出反应堆堆腔24。

上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实 施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识 范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。