一种慢化器反射体吊装转运系统及吊装定位、转运方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安装在氦容器内的慢化器反射体的维护设备及维护方法，尤指一种安装在氦容器内超大超重超强辐射的慢化器反射体可方便吊装、转运维护的一种慢化器反射体吊装转运系统及吊装定位、转运方法。
【背景技术】
[0002]中子是人们了解物质微观结构和运动状态的重要探针之一，中国散裂中子源(以下简称CSNS)靶站的主要目标就是高效产生和利用中子，为中子的科学应用服务；CSNS项目作为我国第一台基于质子源加速的脉冲型中子源，必将在加速器、中子物理和中子探测等领域带动一大批重要关键技术的突破和发展。
[0003]慢化器反射体插件是靶站核心部件之一，具有很强的放射性，高能质子入射靶后通过散裂反应产生的高能量中子经过慢化器慢化为低能量中子供中子散射实验使用，反射体集反射、慢化和新产生中子的能力为一体；CSNS的慢化器和反射体接合在一起，设计成整体式插件结构，称之为慢化器反射体插件；散裂反应产生中子的同时也会产生大量的放射性核素，并向外发射二次粒子，如γ射线，α射线等。慢化器反射体插件在辐射环境中被活化，某些活化物质甚至要经过上百年的衰变；慢化器反射体插件属于大型设备，结构复杂，四周布置各种管道，总重约33吨，最大直径1300mm，最小直径1000mm，整体高度5411mm ；慢化器反射体插件结构被安装在氦容器中，设计寿命为10年，期满后将被维护更换，更换工作必须遥控操作，但目前国内抗辐射动力机械手以及机器人的研发技术不成熟，必须耗费巨资从国外进口，且该种环境下大型放射性部件的维护更换在国内尚属首例；由于慢化器反射体在深井氦容器内，而慢化器反射体的吊装转运的维护过程在热室环境内，且整个维护更换过程必须遥控操作，因此需要有一种实用设计的可提高更换效率以及减少工作人员累计辐照时间的吊装和转运设备及吊装、转运工艺以将慢化器反射体从氦容器中吊出并转运至存储设备中。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明旨在公开一种安装在氦容器内的慢化器反射体的维护设备及维护方法，尤指一种安装在氦容器内超大超重超强辐射的慢化器反射体可方便吊装、转运维护的一种慢化器反射体吊装转运系统及吊装定位、转运方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种慢化器反射体吊装转运系统，慢化器反射体储存在氦容器内，氦容器上、下表面均设有屏蔽块，上表面屏蔽块上开设销孔，吊装转运系统通过远程遥控辅助装置工作于密闭热室和地下室；其特征在于，所述的吊装转运系统主要包括吊运装置、储存铅罐、工业内窥镜以及依次轴向安装为吊装组装体的起重装置、吊装屏蔽罩和匹配板；
所述的起重装置为主要由起重平台、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、Z轴起重葫芦装置和垂直吊具组成的可移动三轴吊装装置，起重平台为立方体框状支撑平台，垂直吊具安装在Z轴起重葫芦装置上，且垂直吊具分别与X轴驱动装置、Y轴驱动装置、ζ轴起重葫芦装置电性连接形成垂直吊具在起重平台的支撑作用下沿坐标系X、γ、ζ三轴方向移动；
所述的吊装屏蔽罩为衔接在起重平台底部并连接有支撑底板的大型圆柱状罐体，罐体顶部中心开设有可供垂直吊具竖直贯穿的吊装孔，罐体底面连接有封闭底部通孔的活动屏蔽门，且设在罐体底板之上，罐体靠近底部处设置有环绕侧壁一周的方形支撑架，支撑架底面与活动屏蔽门底面在同一水平面上齐平，活动屏蔽门以其中线为接合线而分割为可开合连接结构的两半式推板，两推板接合时，活动屏蔽门的边长比吊装屏蔽罩底面通孔的通径长300-500mm，两推板拉开时，每块推板重心落在吊装屏蔽罩底板的承重边缘以内，同时两推板连接有电动推杆装置，电动推杆装置主要包括两电动推杆及电动推杆固定座，两电动推杆分别电连接在两推板的相对的两边边沿上以驱动两推板接合或打开，电动推杆固定座安装在匹配板上；
所述匹配板通过两半式板块拼合为一体，其中部开设有适配慢化器反射体上下移动时贯穿的通口，匹配板上表面与吊装屏蔽罩的支撑架通过螺栓连接固定，下表面与氦容器的屏蔽块衔接并通过销钉定位；
所述的吊运装置有两台，分别安装在密闭热室与地下室内，吊运装置由一对直线钢轨、吊车横梁、激光测距传感器和移动天车组成，一对直线钢轨对称安装在密闭热室或地下室顶部相对长边的两侧壁上，直线钢轨两端贯穿到相对短边的两侧壁以内以固定直线钢轨的安装位置，吊车横梁活动架设在直线钢轨上形成吊车横梁可沿直线钢轨滑行的安装结构，移动天车活动安装在吊车横梁上，并连接有一天车垂直吊具，形成移动天车带动天车垂直吊具可沿吊车横梁横向滑行并且随吊车横梁沿直线钢轨纵向滑行的安装结构，激光测距传感器安装在其中一侧直线钢轨以及吊车横梁上，实时测量移动天车的移动距离。
[0006]所述的密闭热室与地下室为两个分别由重型混凝土外墙封闭设置的工作空间，地下室设置在密闭热室的下方，密闭热室顶壁开设有吊装入口，密闭热室与地下室之间开设有相通的传输口，吊装入口与传输口在竖直位置上错开。
[0007]所述的匹配板为长方形板块状，其宽度大于密闭热室吊装入口和氦容器顶部屏蔽块的内通径。
[0008]所述的工业内窥镜设有20-25米长的检测线，线径6mm，检测线一端连接可360度旋转、水平翻转的镜头，另一端连接手持式控制显示器，通过镜头伸入氦容器底部进行监测从而反馈信息到显示器上。
[0009]所述的X、Y轴驱动装置分别由伺服电机和丝杠组成，通过伺服电机带动丝杠旋转以驱动垂直吊具在x、Y轴方向上移动；所述ζ轴起重葫芦装置设有一环链气动葫芦，通过环链气动葫芦驱动垂直吊具在Ζ轴方向上移动。
[0010]所述的激光测距传感器主要由激光二极管、发射模块、接收模块、光学传感模块组成，激光二极管以移动天车为目标而对准目标发射激光脉冲，经光学传感模块接收及处理信息后发射信息从而测定移动天车的运动距离。
[0011]所述的储存铅罐设置在地下室以存储慢化器反射体，包括储存罐体和密封盖。
[0012]—种慢化器反射体吊装定位方法，其特征在于，所述的吊装定位方法主要包括以下步骤:
1)匹配板定位:将匹配板安装在内部储存有慢化器反射体的氦容器之上，氦容器顶部屏蔽块与匹配板通过销孔与销钉配合连接而使二者定位；
2)起重装置与吊装屏蔽罩组装固定:利用吊机将起重装置吊运至吊装屏蔽罩顶部，通过起重平台与吊装屏蔽罩螺栓衔接以使起重装置与吊装屏蔽罩安装为一体，同时吊装屏蔽罩底部的活动屏蔽门为闭合状态；
3)垂直吊具与吊装屏蔽罩吊装孔定位:通过X轴、Y轴驱动装置和Z轴起重葫芦装置控制垂直吊具平移以调整至垂直吊具正对准在吊装屏蔽罩吊装孔的中心位置；
4)吊装屏蔽罩与匹配板定位:将连接为一体的起重装置与吊装屏蔽罩吊运至匹配板上方，匹配板与吊装屏蔽罩的支撑架销孔配合固定，匹配板上的电动推杆装置与吊装屏蔽罩的活动屏蔽门电性连接为通路；
5)将工业内窥镜从吊装屏蔽罩顶部吊装孔经过匹配板伸入到氦容器底部，调整至合适视角，用以观察垂直吊具与慢化器反射体中心处吊装螺栓的咬合情况；至此完成吊装组装体的吊装定位。
[0013]—种慢化器反射体转运方法，其特征在于，所述转运方法主要包括以下步骤:
1)慢化器反射体转运至吊装屏蔽罩:打开吊装屏蔽罩底部活动屏蔽门，遥控控制Z轴起重葫芦装置将垂直吊具下放至氦容器底部，通过工业内窥镜的显示器观察垂直吊具与氦容器内的慢化器反射体的吊装螺栓咬合是否到位，咬合后起吊慢化器反射体，工业内窥镜跟随慢化器反射体上升，直至观察到慢化器反射体完全吊至吊装屏蔽罩，移开工业内窥镜，关闭活动屏蔽门；
2)慢化器反射体转运至密闭热室:将步骤1)吊装组装体吊运至密闭热室的吊装入口处，打开吊装入口，匹配板抵在吊装入口外，即匹配板及安装在匹配板以上的部分定位在密闭热室外顶壁，然后将垂直吊具起吊慢化器反射体穿过活动屏蔽门、匹配板缓慢平稳地下吊至密闭热室内；
3)慢化器反射体转运至地下室:定位密闭热室移动天车的天车垂直吊具至吊装入口中心，控制天车垂直吊具往下降，直至天车垂直吊具与慢化器反射体的吊装螺栓咬合，随后起吊慢化器反射体并将其中心定位至地下室传输口中心，控制慢化器反射体继续缓慢下放至地下室已定位的储存铅罐内，盖上密封盖，至此完成慢化器反射体转运。
[0014]本发明的有益效果体现在:本发明提供了一种将慢化器反射