球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置

摘要

本发明涉及一种球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置，属于反应堆工程技术领域。该装置包括活塞、固定件、压轮和卡爪等。活塞置于活塞筒内，活塞杆安装于活塞端部。固定件的上端部为圆形，固定件在圆形部分与活塞筒相对固定，固定件的下部为十字筒状，安装于活塞端部的活塞杆伸进固定件中。卡爪通过销钉对称固定在十字筒状固定件的细端部上，卡爪之间形成T形通道。压轮安装于活塞杆的端部，并沿T形通道上、下滑动。本装置可远距离遥控带有放射性的罐塞的开启和封压操作，避免被抓取的设备因放射性而对近距离操作的人员造成伤害。

说明书

技术领域

本发明涉及一种球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置，用于球床高温气冷堆放射性乏燃料贮存罐罐塞的抓取、开启与封压，属于反应堆工程技术领域。

背景技术

球床高温气冷堆乏燃料元件贮存在铅屏蔽的乏燃料罐中，每个罐约贮存2000个乏燃料元件，每个乏燃料元件平均燃耗深度为80000MWD/tU，贮罐中乏燃料元件的辐射剂量很高，在贮罐罐口敞开的情况下，绝对不允许人员接近。只有在罐塞被放入罐颈中人员方可接近，或在附近进行其他操作。为了卸料的安全，罐塞的提取和放入罐颈中的操作必须是远距离自动控制操作。球床高温气冷堆由德国最先研制，其建造的实验堆成功运行多年，这两座堆的乏燃料贮存在乏燃料贮存罐内，由于乏燃料贮存罐在装入乏燃料后，其附近辐射剂量非常大，不允许人员接近，因此必须采用远程控制的办法，远距离遥控乏燃料罐的开启与关闭，德国为此进行了非常复杂的设计，虽实现了远距离操作的功能，但设备结构和操作都过于复杂。

发明内容

本发明的目的是提出一种球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置，对乏燃料罐的开启和封压，基于气动原理进行设计，以实现对放射性乏燃料罐的罐塞进行远距离的控制和操作。

本发明提出的球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置，包括活塞、活塞筒、弹簧、活塞杆、固定件、压轮和卡爪。活塞置于活塞筒内，活塞杆安装于活塞端部。固定件的上端部为圆形，固定件在圆形部分与活塞筒相对固定，固定件的下部为十字筒状，安装于活塞端部的活塞杆伸进固定件中。卡爪通过销钉对称固定在十字筒状固定件的细端部上，卡爪之间形成一个T形通道。压轮安装于活塞杆的端部，并沿T形通道上、下滑动。

上述球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置包括卡爪控制气缸、两个辅气缸、内筒、外筒、外筒密封螺母和进球管。卡爪控制气缸活塞通过连杆与所述的抓取装置中的活塞筒相对固定，连杆与抓取装置同轴安装于所述的内筒中。外筒套在内筒外，外筒与内筒呈滑动配合，外筒的一端伸入所述的密封螺母中，密封螺母的端部套有密封圈。两个辅气缸分别置于所述的卡爪控制气缸两侧，固定在支撑架上，辅气缸的活塞杆通过第一连接件和第二连接件与外筒相对固定。进球管置于外筒的一侧。

本发明提出的球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置，其优点是，可远距离遥控带有放射性的罐塞的开启和封压操作，避免被抓取的设备因放射性而对近距离操作的人员造成伤害；采用成熟的气动原理技术，设备可靠性高；主气缸的结构设计能够保证操作过程中活塞的对中性，从而提高操作的准确可靠性；辅气缸和密封套的设计保证了设备的密封性和安全性。

附图说明

图1是本发明提出的球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置的结构示意图。

图2是本发明的抓取装置中用于固定卡爪的固定件的结构示意图。

图3是图2的M-M剖视图。

图4是本发明装置的一个实施例。

图1～图4中，1是活塞，2是活塞筒，3是弹簧，4是活塞进出气口，5是活塞杆，6是销钉，7是压轮，8是卡爪，9是罐盖，10是固定件，11是固定件上端部的圆形部分，12是固定件的粗端部，13是固定件的细端部，14是销钉孔，15是卡爪控制气缸，16是辅气缸，17是辅气缸活塞，18是辅气缸的活塞连杆，19是辅气缸进出气口，20是第一连接件，21是支撑板，22是内筒，23是第二连接件，24是外筒，25是进、出气口，26是进球管道，27是密封螺母，28是密封圈，29是燃料罐，30是卡爪控制气缸活塞与活塞1之间的连杆，31是卡爪控制气缸活塞，32和33分别是卡爪控制气缸的进、出气口。

具体实施方式

本发明提出的球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置，其结构如图1所示，包括活塞1、活塞筒2、弹簧3、活塞杆5、固定件10、压轮7和卡爪7。活塞1置于活塞筒2内，活塞杆5安装于活塞1的端部。固定件10的上端部11为圆形，如图2所示，固定件10在圆形部分11与活塞筒2相对固定，固定件10的下部为十字筒状，其剖视图如图3所示，安装于活塞1端部的活塞杆5伸进固定件中。卡爪8通过销钉6对称固定在十字筒状固定件的细端部13上，两个卡爪8之间形成一个T形通道。压轮7安装于活塞杆5的端部，并沿T形通道上、下滑动。

本发明球床高温气冷堆乏燃料罐罐塞气动抓取装置的一个实施例，其结构如图4所示，包括卡爪控制气缸15、两个辅气缸16、内筒22、外筒24、外筒密封螺母27和进球管26。卡爪控制气缸15的活塞31通过连杆30与上述抓取装置中的活塞筒2相对固定，连杆30与整个抓取装置同轴安装于所述的内筒22中。外筒24套在内筒22外，外筒24与内筒22呈滑动配合，外筒24的一端伸入所述的密封螺母27中，密封螺母27的端部套有密封圈28。两个辅气缸16分别置于所述的卡爪控制气缸15的两侧，并固定在支撑架21上，辅气缸16的活塞17的活塞杆通过第一连接件20和第二连接件23与外筒24相对固定。进球管26置于外筒24的一侧。

下面结合附图，详细介绍本发明装置的工作过程：

首先两个辅气缸16的活塞17的下部进气，气缸活塞压缩弹簧向上运动，通过活塞连杆18带动与外筒24相对固定的第一连接件20和第二连接件23，进而带动外筒24和固定在外筒端部的密封螺母27向上运动。燃料元件贮存罐29对准本装置下部卸料口，即卡爪8的正下方。两个辅气缸活塞17的下部放气，气缸活塞17在弹簧力作用下向下运动，使密封螺母27下移，同时密封圈28密封住储存罐29的颈部，防止在卸料时放射性石墨粉尘释放到周围环境中。

然后，卡爪控制气缸15的上部从进出气口32进气(见图4)，活塞31的上部空腔的压力增大，活塞31向下移动，同时通过连杆30使活塞筒2向下运动。活塞筒2带动卡爪8向下运动，使卡爪8伸入储存罐29的罐塞9中。

接着，如图1所示，活塞1下部的进、出气口4排气，使活塞1向下运动，并通过活塞杆5带动压轮7沿两个卡爪8之间的T形轨道向下运动，使两个卡爪8在罐塞9内相对张开，从而抓住罐塞。

最后，卡爪控制气缸15的上部从进出气口33进气(见图4)，活塞31的下部空腔的压力增大，使活塞31向上移动，同时通过连杆30使活塞筒2向上运动。活塞筒2带动卡爪8向上运动，使卡爪8和罐塞9一起沿内筒22向上运动至一定位置，直到燃料球能够从进球管26直接进入储存罐29。

当储存罐29装满球时，进行反方向操作，即卡爪控制气缸15的上部从进出气口32进气(见图4)，活塞31的上部空腔的压力增大，活塞31向下移动，同时通过连杆30使活塞筒2向下运动。活塞筒2带动卡爪8向下运动，使罐塞9塞入储存罐29中。然后活塞1下部的进、出气口4进气，使活塞1向上运动，并通过活塞杆5带动压轮7沿两个卡爪8之间的T形轨道向上运动，进而使两个卡爪8在罐塞9内相对靠拢，卡爪8从罐塞9上脱开。