处理辐照过的燃料元件的推进器

摘要

一种处理辐照过的燃料元件时安装在箱体内的推进器，此推进器可以使燃料元件向剪切装置移动。依照本发明的推进器允许横截面较小的燃料元件在横截面较大的箱体内移动。在剪切结束时，推进器使它的平板靠在辅助固定夹板上形成一个连续表面，并且燃料元件被推板推动，而推进器的机身固定不动。

说明书

本发明涉及一种处理辐照过的燃料元件时在箱体内移动辐照过的燃料的装置，其又称为推进器。

在回收辐照过的燃料的装置中，把从反应堆取出的燃料元件贮存在水池中，然后在剪切装置中剪切并且将得到的碎片溶解。

一个燃料元件包括两个金属制的将燃料元件细棒的两端固定住的所谓端块，细棒箍住了燃料，但在细棒的尾端一小段中无燃料。

燃料元件的长度和截面是可以改变的，这取决于使用这些燃料元件的反应堆类型。在加压水冷却反应堆中，燃料元件的截面大约为270mm²;在沸水反应堆中，大约是120mm²。沸水反应堆的燃料元件比加压水冷反应堆的略短一些。

取出存放在水池中的燃料元件放置在合适的箱体内送到剪切装置。这个箱体的截面通常是矩形的或正方形的，（与燃料元件的形状相适应）;这个箱体由固定的金属壁构成。借助于一种与所谓驱动部件相连的推进器可使箱体内的燃料元件前后移动。推进器作用在燃料元件端块上。

这个推进器使燃料元件向剪切装置刀片的前移成为可能，并且，如果在推进器上装有抓紧装置，还可以使燃料元件退回。驱动装置对推进器施加推力（或者是往后作用的力）;这个驱动装置可能是一套作动筒，一条推进链。

箱体的尺寸与固定夹板（固定衬垫）的尺寸和配置有关，该固定夹板特定地安装在箱体的自由端并且该固定夹板能将被剪切的燃料元件压紧。因此，当需要将一种燃料元件换为另一种时，首先必须更换夹板及剪切装置的其它有关零件。通过遥控（由于有放射性而禁止人接近）并且借助于吊车来处理固定着需要更换零件的樑可进行这项操作。

从大尺寸（加压水冷反应堆）燃料元件转变为小尺寸（沸水反应堆）燃料元件的时候，为了避免上述的操作，允许保留同一箱体。

然而，在这种情况下，燃料元件尾端的切割会产生问题。在附图1和附图2中表明了这种情况。

图1和图2所示的是没有装备按照本发明的装置，在用于处理加压水冷反应堆燃料元件的箱体内，剪切沸水反应堆燃料元件尾端的情况。（图3至图8所示的是根据本发明的装置）。

根据图1（垂直剖面图），小尺寸（沸水反应堆）的燃料元件1带有端块2和燃料元件细棒3，安置在箱体4内，该箱体4的尺寸与较大尺寸的燃料元件相适应。由金属壁形成的推进器5实际上具有加压水冷反应堆燃料元件端块的截面和深度。该推进器可以固定加压水冷反应堆燃料元件的端块，但它不能固定较小的沸水反应堆燃料元件的端块。

在图1和图2中，在推进器中装有嵌件以便固定端块2，并且确保在推进链10作用下的受控推力。

为了便于剪切，将燃料元件水平安放;燃料元件紧靠在箱体的下部6（图1，垂直剖面图）和箱壁7上，箱壁7与副刀片相对应（图2，平面图），箱壁7安装在与固定夹板8和9（固定衬垫）作用力相对的位置上。

为了便于剪切，主夹板9压住燃料元件细棒以便使它们相互靠紧，借助于辅助夹板8的作用保持燃料元件细棒正常的弯曲。

当剪切到一端的时候，辅助夹板8必须缩回以便能够剪切靠近端部的燃料元件细棒，按照指出的这种方式，会剩下大约500mm的燃料元件细棒。

所述的夹板8的向后移动，在推进器5和所说的夹板8之间留下一个凹槽，在这个凹槽中还留有燃料元件细棒，在剪切燃料元件时，该部分燃料元件细棒受到变形作用，被挤成块状并且被破碎，这种现象如图2所示。

此外，如图1所示，燃料元件细棒垂直方向的扩张是没有约束的，（箱体的截面比燃料元件的截面大，并且夹板在水平方向上压紧燃料元件细棒），加剧了端块2附近燃料元件细棒的破损量。

打开夹板9是燃料元件前移所必需的，在夹板9打开期间，没有夹住的燃料元件细棒，可能会翻倒并且塞住供给溶解装置的出口。

为了避免这些缺点，本发明提出一种作用在燃料元件端块上的推进器，以使在水平箱体内的燃料元件向剪切装置移动，该剪切装置由辅助固定夹板，主固定夹板和与副刀片相配合的剪切刀片组成，所说的推进器由机身和一套驱动机身的装置组成，这个机身的最大横截面与箱体的横截面基本相等，其特征在于：

-一个横断面基本上与端块的尺寸相等的内腔，开口分别朝向箱体的下壁，与副刀片相应的侧壁和机身的前表面，

-一个凹槽开在机身的全高度上，其通向与固定夹板相对应的箱体侧壁和机身的前表面，辅助固定夹板能安放在这个凹槽中，

-在机身内的凹槽和内腔之间限定的一平板，以便，当辅助夹板施加在燃料元件上的推力时，所述的平板与辅助夹板的推力面相配合，可在侧面保持燃料元件，

-一块安置在内腔的底部活动推板，与燃料元件的端块相接触，并被驱动装置致动，当平板的前表面接触到主夹板时能使燃料元件移动;这时把推板和驱动装置连接到推进器机身上的锁紧装置被松开。

参考附图阅读下面的说明更加容易理解本发明：

图1和图2如同上面所陈述的;

图3为依据本发明装置的透视图，图中没示出锁紧装置和箱体;

图4至图8（平面图）也显示了本发明的装置和它的实施例。

根据图3，推进器的机身12由一平行六面体的金属块组成，该金属块的横截面比箱体略小一点（如图4所示）-只要保证金属块能够滑动即可。

在这个金属块上有两个凹槽。

一个凹槽开在金属块的大的底面14上，其长沿纵向的长度（尺寸平行于纵向轴）方向，但不超过金属块的全长，形成内腔15。为了使被剪切的燃料元件可以滑动，这个凹槽的横截面基本上与端块2的横截面相等。

所说的内腔15有一个底面16，并且该内腔开在金属块前表面17上。（在加工时，该金属块的横截面与箱体的横截面基本相等）。另一个凹槽18开在垂直侧面上，与底面14相对并且与前表面17相邻，这个凹槽在金属块的全高度上开出（即：所有的侧面和辅助夹板的垂直高度与箱体的垂直高度相等）并且其长度（沿纵向轴的尺寸）至少等于辅助夹板8的长度。在剪切结束时，夹板8应能安放在这个凹槽18中。

平板28被确定在推进器的机身12内，机身12有前表面17，一个与箱体底面接触的面，机身的侧面也就是两个凹槽的面。

在内腔15的底面16处，设置了一个活动的推板19，推板19上可以装有卡爪。根据图3，该推板19的驱动系统由可伸缩的柱塞22连结在推进链21前组成;这个系统也可以是一个作动筒，一套螺杆/螺母系统，或者类似的系统。

根据实施例所示，推板的驱动系统20也是推进器的驱动系统。这种便利的安排不是必须的;可以另外给推进器提供一套驱动装置。比如，推进器和推板的驱动装置可以各为一套作动筒。

锁紧装置27（图4所示的是它的实施例）将带有推板19的驱动装置20与推进器机身12相连接。锁紧装置可以安装在驱动装置20和推进器机身之间（图4至图8）或者安装在推板和推进器机身之间（没有图示出）。

当锁紧装置锁住时，整个推进器可以移动。当锁紧装置放松时，驱动装置20单独作用在推板19上移动燃料元件，而推进器的机身保留在应有的位置上。

图4至图8描述了这套装置。

在平面图中可以看见箱体13的侧壁23和24，在箱体进行剪切操作的适当位置时，箱体13紧靠在剪切机构的框架25上。这个框架承受着副刀片，主固定夹板9压着燃料元件细棒3对着该副刀片，副刀片的表面26与剪切刀片相配合，剪切刀片安装在紧贴近夹板9的地方。辅助夹板8安装在紧贴着箱体口的地方。

推进器12设置在箱体内，以使凹槽18与对应于夹板的箱体侧壁24相对。以这种方式，内腔15的开口通向箱体的下壁和对应于副刀片的箱体的侧壁23。

剪切步骤如下：

为了便于剪切，箱体内的燃料元件1被水平放置，端块2与推板19相接触，由作用在整个推进器上的单个驱动装置20按需要的剪切长度（“剪切步长”）推动燃料元件前移，锁紧装置处于推进器机身和驱动装置之间的适当位置。

在燃料元件每次前移之间，夹板8和9轻微地松开，而后为了剪切再夹紧。

当内腔15的前端17接近夹板8时，（所谓前期剪切），一套自动控制（基于测量距离或/与出现刻度，等……）触发辅助夹板8的相反运动其移动距离刚好允许推进器的平板28通过，并且，在主夹板9向回运动和燃料元件按剪切步长前移时，能确保为支承燃料元件的实际连续平面。（图5）。

因而，实际上产生的每一情况好似剪切发生在沸水反应堆的箱体内（适合于小截面的燃料元件）。在前期剪切和剪切结束时保持燃料元件向夹板移动。

平板28应该具有较小的宽度，以便减少该平板和夹板（图5）之间的空间。这只要使凹槽18有较大的宽度就够了。

当推进器的前表面17实际上接触到主夹板9（图6）时，该前表面17代替了夹板8的表面，于是确保了连续的平面。

然后控制安置在驱动装置20和被控制的推进器12的机身之间的锁紧装置27的释放（图6）。

推进器12保持在适当位置上，而驱动装置20单独作用在推板19上，以便前移燃料元件和结束剪切。

在这些图表示的实施例中，锁紧装置27由一根通过推进器机身的并且长出一部分的水平推杆29组成。它的一端30伸进内腔18，另一端31是一个斜面。当推杆端30紧靠在夹板8上时，推杆29被推回。

斜面起到了辊子上凸轮的作用，斜面与装有弹簧的推杆32紧靠，推杆32与推杆29相垂直;推杆32的自由端在驱动装置20的孔33内。推杆29推回时，推杆32下降，推杆的自由端从孔里退出。于是，驱动装置20可以自由地向前移动。当然，其它锁紧装置也可适用。

进行最后的剪切时（图8），推板继续它的行程，将端块2推出。在向后移动时，推板19恢复到推进器机身内驱动装置20被锁紧的位置上。