专利名称：乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及核反应 堆工程技术领域，尤其涉及一种乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封
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背景技术：
核电站使用的核燃料主要由可裂变材料和可转换材料组成。反应堆中的可裂变材料，在裂变过程中会释放大量的热量，即核能；裂变材料消耗到一定程度后，裂变材料将成为乏燃料，乏燃料的主要特征是，具有很强的放射性，并仍产生衰变热。我国已进入核电相对快速的发展阶段，核电的快速发展以及核电机组的增多，使乏燃料的产生速度加快。我国在积极发展压水堆核电站的同时，也在积极开发球床模块式高温气冷堆核电站，高温堆核电站被公认为是具有第四代核电主要特征的核电站，具有固有安全、防止核扩散、可产生高温工艺热等优点。球床高温气冷堆采用的是球形燃料元件，球形燃料元件内弥散有涂敷燃料颗粒。 涂敷燃料颗粒的直径约1mm。球形燃料元件是将一定数量的燃料颗粒和基体石墨充分混合， 压成直径50mm的石墨球，然后再在外部包裹压制一层纯石墨作为燃料元件的外壳，压制好的燃料元件外径为60mm。由于球床高温气冷堆的燃料元件与压水堆核电站不同，从堆芯排出的球形乏燃料，需要采用适合球形燃料元件贮存的乏燃料贮罐进行贮存，为降低乏燃料贮罐的制造成本，乏燃料贮罐设计为薄壁容器，为防止在贮存期间乏燃料衰变产生的放射性气体逸出到贮罐外部环境，贮罐罐塞设置了 2道0型密封圈，在罐塞就位后，如果将罐塞与罐口间的边界线焊接密封，就可以保证乏燃料贮罐在整个贮存期间密封性良好，在现有技术中，将罐塞与罐口间的边界线焊接密封的装置因为需要使用焊丝，所以输送机构很复杂，因此整个装置复杂、笨重并且成本高。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明所解决的技术问题是提供一种将贮罐罐塞与罐口进行焊接密封的结构简单、成本低的自动焊接密封装置。( 二 )技术方案为了达到上述目的，本发明提出了一种乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，包括焊接支架；升降电机，所述升降电机设置在焊接支架的顶端；升降丝杠，所述升降丝杠与所述升降电机的下部连接；升降滑轨，所述升降滑轨的两端设置在所述焊接支架上；升降机架，所述升降机架的侧端设置在所述升降滑轨上，从而沿所述升降滑轨上下移动；升降螺母，所述升降螺母设置在所述升降机架上，并与所述升降丝杠间隙配合；焊枪旋转电机，所述焊枪旋转电机设置在所述升降机架的下部；
电机传动齿轮，所述电机传动齿轮设置在所述焊枪旋转电机下端的输出轴上；转轴传动齿轮，所述转轴传动齿轮与所述电机传动齿轮啮合；焊枪转轴，所述焊枪转轴的上端与所述转轴传动齿轮固定在一起；轴承，所述轴承的内圈固定在所述焊枪转轴的顶端，所述轴承的外圈固定在所述升降机架上；焊枪，所述焊枪设置在所述焊枪转轴的下部；其中，还包括中心定位机构，其设置在所述焊枪转轴的底端。其中，还包括具有开孔的屏蔽罩顶盖，所述焊枪转轴通过所述屏蔽罩顶盖的开孔。其中，还包括横向调节机构，其设置于所述焊接支架的底端。其中，还包括固定板，所述固定板设置在所述焊机支架上。其中，还包括氩气瓶和焊接电源。(三)有益效果本发明的技术方案具有如下优点本发明的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置能够对贮罐罐塞与罐口的边界线在氩气保护下焊接一周，焊接采用烧边焊，避免了复杂的焊丝输送机构，且能保证贮罐的密封长期可靠和有效。
图1为本发明的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置实施例的示意图。其中，1 升降电机；2 升降丝杠；3 升降滑轨；4 升降螺母；5 升降机架；6 焊枪旋转电机；7 电机传动齿轮；8 转轴传动齿轮；9 轴承；10 焊枪转轴；11 屏蔽罩顶盖； 12 焊枪；13 环缝；14 中心定位机构；15 贮罐罐塞；16 贮罐罐口 ；17 横向位置调节机构；18 固定板；19 焊机支架；20 混凝土墙壁；21 氩气瓶；22 焊接电源。
具体实施例方式为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图作进一步的说明。如图1所示，为本发明的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置实施例的示意图，包括焊枪旋转电机5、焊枪转轴10、焊枪12、升降电机1、丝杠2和滑轨3等部件。固定板18固定在混凝土墙壁20上，固定板18设置在焊机支架19上。升降电机 1设置在焊机支架19的顶端，并与其下部的升降丝杠2连接，升降电机1转动时可驱动升降丝杠2同时转动。升降螺母4设置在升降机架5上，并与升降丝杠2间隙配合，当升降丝杠2转动时，升降螺母4被丝杠2驱动升降，侧端设置在升降滑轨3 (其两端设置在焊机支架19上)上的升降机架5会随着升降螺母4，沿着升降滑轨3作同样的升降操作。焊枪旋转电机6设置在升降机架5的下部，电机传动齿轮7设置在焊枪旋转电机6的下端输出轴上，当焊枪旋转电机6启动后，会带动电机传动齿轮7作旋转运动，与电机传动齿轮7啮合的转轴传动齿轮8会随其转动而转动。焊枪转轴10的上端与转轴传动齿轮8固定在一起， 会随其转动而转动。轴承9的内圈设置在焊枪转轴10的顶端，外圈设置在升降机架5上，焊枪12设置在焊枪转轴10的下部，当焊枪转轴10转动时，焊枪12会随其转动，同时对被焊环缝13进行焊接操作，中心定位机构14设置在焊枪转轴10的底端，可以与贮罐罐塞15 上端的定位椎孔配合，用于将焊枪转轴10定位到与贮罐罐塞15同轴布置，以便使焊接位置准确。屏蔽罩顶盖11位于贮罐罐口 16之上，用于屏蔽乏燃料装料过程中的放射性，焊枪转轴10通过屏蔽罩顶盖11上的开孔插入到贮罐罐口 16的上端进行焊接操作。横向位置调节机构17设置于焊机支架19的底端，在中心定位机构14定位到贮罐罐塞15上端定位椎孔的过程中，横向位置调节机构17可以带动整套焊接装置作横向的位置调整。氩气瓶21 位于焊接装置附近，用以提供焊接所需的氩气，焊接电源22也位于焊接装置附近，用以提供焊接所需的电力。本发明的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，操作过程如下1.操作初始状态 升降机架5位于升降滑轨3的上部，焊枪转轴10和焊枪12位于屏蔽罩顶盖11的上部，贮罐罐口 16和贮罐罐塞15位于屏蔽罩顶盖11开孔的下部。2.将焊枪下落到待焊环缝上启动电机1，驱动升降丝杠2转动，升降丝杠2驱动升降机架5沿着升降滑轨3向下滑动，升降机架5带动焊枪转轴10和焊枪12向下滑动，焊枪转轴10和焊枪12穿过屏蔽罩顶盖11上的开孔，中心定位机构14插入贮罐罐塞15上端的定位椎孔，横向位置调节机构17带动整套焊接装置进行横向位置调节，使焊枪转轴10定位到与贮罐罐塞15同轴布置，焊枪12的端部则落在待焊环缝13上，焊枪下落操作完毕。3.焊枪旋转将待焊环缝焊接密封将氩气瓶21和焊接电源22与焊枪12连接，启动焊接电源22，打开氩气瓶21上的阀门，启动焊枪旋转电机6，焊枪旋转电机6带动电机传动齿轮7旋转，电机传动齿轮7带动与其啮合的转轴传动齿轮8旋转，转轴传动齿轮8则带动焊枪转轴10旋转，焊枪转轴10 带动焊枪12旋转，焊枪12旋转一周，将待焊环缝13焊接密封完毕，然后将焊枪旋转电机6 停机，断开焊接电源22，关闭氩气瓶21上的阀门，环缝焊接操作完毕。4.将焊枪从被焊环缝上提起开动电机1，驱动升降丝杠2转动，升降丝杠2驱动升降机架5沿着升降滑轨3向上滑动，升降机架5带动焊枪转轴10和焊枪12向上滑动，焊枪转轴10和焊枪12穿过屏蔽罩顶盖11上的开孔，从被焊环缝13上提起到屏蔽罩顶盖11的上方，将电机1停机，焊枪12 提起操作完毕。本发明的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，具有以下优点1.通过采用升降丝杠驱动焊枪，可以远程控制完成焊枪的升降操作，能有效降低操作人员的辐照剂量，有利于操作过程的辐射防护。2.通过采用电机作为升降操作的动力源，操作可靠性高，降低了误动作发生的可能性。3.通过采用旋转电机和齿轮啮合的方式，完成贮罐罐口环缝的焊接，操作简单可罪。4.通过焊枪转轴上的中心定位机构，能够插入贮罐罐塞上端的定位椎孔，定位准
确度高。
5.通过横向位置调节机构，可以调整焊枪的位置，使其能够精确定位到待焊环缝上，操作方便可靠。6.通过采用升降滑轨，可以使升降机架在升降操作过程中受力均勻，提高了升降操作的可靠性和准确性。本发明的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置还可用于焊接其它类型的贮罐罐口或其它设备，具有较广泛的应用领域
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，其特征在于，包括 焊接支架(19)；升降电机(1)，所述升降电机(1)设置在焊接支架(19)的顶端； 升降丝杠(2)，所述升降丝杠(2)与所述升降电机的下部连接； 升降滑轨(3)，所述升降滑轨(3)的两端设置在所述焊接支架(19)上； 升降机架(5)，所述升降机架(5)的侧端设置在所述升降滑轨(3)上，从而沿所述升降滑轨(3)上下移动；升降螺母(4)，所述升降螺母设置在所述升降机架(5)上，并与所述升降丝杠(2)间隙配合；焊枪旋转电机(6)，所述焊枪旋转电机(6)设置在所述升降机架(5)的下部； 电机传动齿轮(7)，所述电机传动齿轮(7)设置在所述焊枪旋转电机(6)下端的输出轴上；转轴传动齿轮(8)，所述转轴传动齿轮(8)与所述电机传动齿轮(7)啮合； 焊枪转轴(10)，所述焊枪转轴(10)的上端与所述转轴传动齿轮(8)固定在一起； 轴承(9)，所述轴承(9)的内圈固定在所述焊枪转轴(10)的顶端，所述轴承(9)的外圈固定在所述升降机架(5)上；焊枪(12)，所述焊枪(12)设置在所述焊枪转轴(10)的下部；
2.如权利要求1所述的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，其特征在于，还包括中心定位机构(14)，其设置在所述焊枪转轴(10)的底端。
3.如权利要求2所述的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，其特征在于，还包括具有开孔的屏蔽罩顶盖(11)，所述焊枪转轴(10)通过所述屏蔽罩顶盖(11)的开孔。
4.如权利要求3所述的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，其特征在于，还包括横向调节机构(17)，其设置于所述焊接支架(19)的底端。
5.如权利要求4所述的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，其特征在于，还包括固定板(18)，所述固定板(18)设置在所述焊机支架(19)上。
6.如权利要求1-5中任一项所述的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，其特征在于， 还包括氩气瓶(21)和焊接电源(22)。
全文摘要
本发明领域涉及核反应堆工程技术领域，公开了一种乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置，包括焊枪旋转焊机、焊枪转轴、焊枪、升降电机、丝杠和滑轨等部件。本发明的乏燃料贮罐罐塞自动焊接密封装置能够对贮罐罐塞与罐口的边界线在氩气保护下焊接一周，焊接采用烧边焊，避免了复杂的焊条输送机构，且能保证贮罐的密封长期可靠和有效。
文档编号B23K9/12GK102179603SQ20111010064
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者刘继国, 吴彬, 张作义, 李悦, 王金华 申请人:清华大学