核电站装卸料机轻重组件载荷模拟一体化的水下切换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明应用于核电站装卸料机调试及定期试验，具体涉及一种核电站装卸料机轻重组件载荷模拟一体化的水下切换装置。
【背景技术】
[0002]压水堆核电站利用核燃料的受控自持链式裂变反应所释放的热量进行发电，随着裂变反应的持续进行，装载在反应堆堆芯中的燃料组件富集度也逐渐降低，因此在一定运行周期后，需对堆芯相应位置的燃料组件进行更换。燃料组件在反应堆中的装载和卸出的更换工作主要利用燃料操作与贮存系统(简称PMC系统)来完成，装卸料机是PMC系统的核心设备，其工作的安全可靠性与核安全直接相关。
[0003]燃料组件在反应堆堆芯与相邻组件间隙只有1mm，燃料棒包壳厚度仅为0.8mm，因此燃料组件起升及下降过程中，与相邻组件存在较大挂碰风险。挂碰会产生载荷变化，触发装卸料机的超载或欠载保护系统动作，及时停止主提升运动，避免因组件挂碰后继续运动导致燃料组件破损，甚至燃料棒包壳破裂，突破第一道核安全屏障(也是换料大修期间，唯一一道屏障)。因此，装卸料机调试及定期试验中，对其负载后称重传感器精度进行标定，以及超载、欠载保护功能有效性进行动态验证尤为重要。
[0004]燃料组件因其配插的相关组件不同，导致其重量不同，因此装卸料机的载荷标定，超载保护、欠载保护值设定也分为“轻燃料组件”、“重燃料组件”两种模式。对其载荷试验装置同样需要进行两种模式的切换。
[0005]目前，核电站使用真实载荷的试验装置只能在水下对其中一种模式进行试验，无法实现两种模式的水下切换。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是解决现有装置在进行无法在水下进行轻重组件载荷模式的切换的问题，提供了一种核电站装卸料机轻重组件载荷模拟一体化的水下切换装置。
[0007]本发明是这样实现的:
[0008]—种核电站装卸料机轻重组件载荷模拟一体化的水下切换装置，包括底板、支撑架、基础重量模块、欠载配重补偿模块、超载配重补偿模块、提升杆、抓取模块、顶板、吊耳、超载配重补偿模块支撑环、欠载配重补偿模块支撑环、基础重量模块支撑环、重组件补偿模块和提升板；
[0009]底板为圆形板状结构；支撑架为板状结构，共有3块呈120°均布，下端与底板焊接连接，支撑架内侧为阶梯形状，为各支撑环提供安装位置；顶板为环形板状结构，与支撑架顶端螺栓连接；超载配重补偿模块支撑环、欠载配重补偿模块支撑环、基础重量模块支撑环均为环形结构，且内、外径依次减小，放置于支撑架内侧的台阶上，与支撑架采用螺栓连接；基础重量模块为若干块圆饼，且中心开圆形孔，圆孔直径略大于提升杆外径，放置于基础重量模块支撑环上，其外径略小于欠载配重补偿模块支撑环内径；欠载配重补偿模块为若干块圆饼，且中心开圆形孔，圆孔直径略大于提升杆外径，放置于欠载配重补偿模块支撑环上，其外径略小于超载配重补偿模块支撑环内径；超载配重补偿模块为若干块圆饼，且中心开圆形孔，圆孔直径略大于提升杆外径，放置于超载配重补偿模块支撑环上；重组件补偿模块为圆饼，放置于底板上，其外径略小于基础重量模块支撑环内径，中心处中空，并加工有3个120°均布的挂接凸台；提升杆为圆杆，下端与提升板焊接连接，上端与抓取模块螺纹连接；提升板为板状结构，上面加工有3个120°均布的凹槽，与重组件补偿模块中心的挂接凸台形状互补；抓取模块为方形，结构与核燃料组件上管座完全相同，用于与装卸料机抓具连接；吊耳共有3个，为板状结构，中间开孔，分别焊接在支撑架外侧上部，用于装置吊装。
[0010]如上所述的抓取模块、提升杆、提升板、基础重量模块载荷相加，为轻燃料组件水下欠载载荷。
[0011]如上所述的抓取模块、提升杆、提升板、基础重量模块、欠载配重补偿模块载荷相加，为轻燃料组件水下实际载荷.
[0012]如上所述的抓取模块、提升杆、提升板、基础重量模块、欠载配重补偿模块、超载配重补偿模块载荷相加，为轻燃料组件水下超载载荷。
[0013]如上所述的重组件补偿模块的载荷等于重燃料组件与轻燃料组件的水下载荷差值。
[0014]如上所述的底板、支撑架、基础重量模块、欠载配重补偿模块、超载配重补偿模块、提升杆、抓取模块、顶板、吊耳、超载配重补偿模块支撑环、欠载配重补偿模块支撑环、基础重量模块支撑环、重组件补偿模块和提升板均采用不锈钢材料制成。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]本发明包括底板、支撑架、基础重量模块、欠载配重补偿模块、超载配重补偿模块、提升杆、抓取模块、顶板、吊耳、超载配重补偿模块支撑环、欠载配重补偿模块支撑环、基础重量模块支撑环、重组件补偿模块和提升板。本发明可实现“轻燃料组件”、“重燃料组件”两种模式下载荷差值进行补偿，可在水下完成切换，实现了装卸料机负载、超载、欠载试验装置一体化设计，且在试验过程中无需改变装置结构或增减附件。本装置采用不锈钢加工，不易被硼酸水腐蚀，强度较高。
[0017]本发明已应用于方家山1#、2#机组装卸料机的现场调试，以及首次装料前的超载、欠载试验，效果良好。方家山1#及2#机组首次装料时间49小时及43小时，先后刷新国内核电机组首次装料的最短用时，两台机组装卸料机在首次装料过程中，主提升在“轻燃料组件”及“重燃料组件”两种模式下载荷显示精准，超载、欠载功能正常。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的核电站装卸料机轻重组件载荷模拟一体化的水下切换装置的结构示意图；
[0019]图2是本发明的核电站装卸料机轻重组件载荷模拟一体化的水下切换装置的“轻组件模式”工作示意图；
[0020]图3是本发明的核电站装卸料机轻重组件载荷模拟一体化的水下切换装置的“重组件模式”工作示意图。
[0021]其中:1.底板，2.支撑架，3.基础重量模块，4.欠载配重补偿模块，5.超载配重补偿模块，6.提升杆，7.抓取模块，8.顶板，9.吊耳，10.超载配重补偿模块支撑环，11.欠载配重补偿模块支撑环，12.基础重量模块支撑环，13.重组件补偿模块，14.提升板。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
[0023]如图1和图2所示，一种核电站装卸料机轻重组件载荷模拟一体化的水下切换装置，包括底板1、支撑架2、基础重量模块3、欠载配重补偿模块4、超载配重补偿模块5、提升杆6、抓取模块7、顶板8、吊耳9、超载配重补偿模块支撑环10、欠载配重补偿模块支撑环11、基础重量模块支撑环12、重组件补偿模块13和提升板14。
[0024]底板I为圆形板状结构；支撑架2为板状结构，共有3块呈120°均布，下端与底板I焊接连接，支撑架2内侧为阶梯形状，可为各支撑环提供安装位置；顶板8为环形板状结构，与支撑架2顶端螺栓连接；超载配重补偿模块支撑环10、欠载配重补偿模块支撑环11、基础重量模块支撑环12均为环形结构，且内、外径依次减小，放置于支撑架2内侧的台阶上，与支撑架2采用螺栓连接；基础重量模块3为若干块圆饼，且中心开圆形孔，圆孔直径略大于提升杆6外径，放置于基础重量模块支撑环12上，其外径略小于欠载配重补偿模块支撑环11内径；欠载配重补偿模块4为若干块圆饼，且中心开圆形孔，圆孔直径略大于提升杆6外径，放置于欠载配重补偿模块支撑环11上，其外径略小于超载配重补偿模块支撑环10内径；超载配重补偿模块5为若干块圆饼，且中心开圆形孔，圆孔直径略大于提升杆6外径，放置于超载配重补偿模块支撑环10上；重组件补偿模块13为圆饼，放置于底板I上，其外径略小于基础重量模块支撑环12内径，中心处中空，并加工有3个120°均布的挂接凸台，见图2 ;提升杆6为圆杆，下端与提升板14焊接连接，上端与抓取模块7螺纹连接；提升板14为板状结构，上面加工有3个120°均布的凹槽，与重组件补偿模块13中心的挂接凸台形状互补，当提升板14处于图2位置时，可从3个凸台形成的间隙中通过，当提升板14旋转180°处于图3位置时，提升过程中正好与3个凸台相碰，完成与由重组件补偿模块13的挂接；抓取模块7为方形，结构与核燃料组件上管座完全相同，用于与装卸料机抓具连接；吊耳9共有3个，为板状结构，中间开孔，分别焊接在支撑架2外侧上部，用于装置吊装。
[0025]其中，抓取模块7、提升杆6、提升板14、基础重量模块3载荷相加，为轻燃料组件水下欠载载荷；
[0026]抓取模块7、提升杆6、提升板14、基础重量模块3、欠载配重补偿模块4载荷相加，为轻燃