核电站乏燃料格架拆卸工具的制作方法

本发明属于核电领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站乏燃料格架拆卸工具。

背景技术：

乏燃料格架是核电站燃料转运系统中重要的设备，通常布置在燃料厂房的乏燃料贮存水池中。随着核电站长期运行，原有乏燃料格架的贮存能力不能慢足要求，需更换大容量的格架，但这些格架从核电站替换出来后，被暂存在电站机修厂房内，由于其尺寸较大，占用空间大，亟需进行处理。由于乏燃料格架在使用过程中贮存过乏燃料组件，格架内部残存有放射性沾污，而且部分材料可能被活化，放射性物质的存在给格架拆卸带来了难度。

传统的拆卸格架的方法是利用简易的长杆工具，从套管上部进行螺栓(螺母)拆卸，由于螺栓(螺母)位于套管底部，视线不可达，而且传统长杆工具不能有效定位、本身长度较长、刚度低，导致工具可靠性差，而且操作难度大，效率低，增加了操作人员受辐照的风险。

有鉴于此，确有必要提供一种结构简单、操作可靠、拆卸速度快、使用安全的核电站乏燃料格架拆卸工具。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作可靠、拆卸速度快、使用安全的核电站乏燃料格架拆卸工具。

为了实现上述目的，本发明提供了一种核电站乏燃料格架拆卸工具，包括：

支架，其上安装有高度可调整的导轮；

长杆工具，可移除的搭接在支架的导轮上，并可在导轮上进行滑动；

支撑导向装置，安装在长杆工具上，其高度和宽度与待拆卸的套管适配，用于拆卸套管的紧固件时，长杆工具在套管内的支撑导向和对中；以及

紧固件适配头，可拆卸固定在长杆工具的前端，与待拆卸的套管的紧固件适配。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，所述支架的底部安装有万向脚轮。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，所述支撑导向装置设置有导向板和导轮，导向板的中部设置有固定孔，导向板套设在所述长杆工具上，所述导轮安装在导向板的两个对角上。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，所述导向板的两个对角上各设置有一个导轮，其中一个导轮固定安装在导向板的角上，另一个导轮安装在导向板设置的滑槽内，滑槽底部设置有弹簧，使导轮可沿对角线方向滑动。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，所述紧固件适配头包括可拆卸的螺母适配头和螺栓适配头，分别与所述套管的紧固件中的套管连接螺母和支脚调整螺栓拟合。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，所述长杆工具的末端连接有把手，或所述长杆工具末端连接有电驱动装置或气驱动装置进行旋转。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，还包括操作台。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，所述支架上还设置有可拆卸的套管卡圈，用于夹持套管。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，所述套管卡圈包括支座、卡紧螺栓和螺母，所述支座可拆卸固定在所述支架上，卡紧螺栓穿设在支座上，并通过螺母螺纹连接。

作为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的一种改进，所述长杆工具上安装有探头，用于检测格架放射性剂量率。

相对于现有技术，本发明核电站乏燃料格架拆卸工具具有以下有益技术效果：

1)采用长杆工具及配套辅助工具，可快速完成放射性套管的拆卸；

2)结构简单、易于制造、操作方便、使用安全，能够避免产生核污染废物，便于表面去污，降低了二次废物产生量；

3)同时适用于不同安装高度的套管的拆装，在燃料格架一次就位的情况下，即可完成所有套管的拆卸，减少吊装、搬运的操作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站乏燃料格架拆卸工具进行详细说明，其中：

图1为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的结构示意图。

图2为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具局部剖视图。

图3为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的长杆工具使用状态示意图。

图4为图3局部放大示意图。

图5为图4a-a面示意图。

图6为本发明核电站乏燃料格架拆卸工具拆卸套管的安装示意图。

图7为图6圆圈a的放大示意图。

附图标记：

10-支架；100-底部框架；102-支撑杆；104-万向脚轮；106-安装部件；1060-固定块；1062-支撑块；108-插销；12-导轮；14-长杆工具；140-把手；16-支撑导向装置；160-导轮；161-导轮；162-导向板；1620-定部；164-安装支座；166-弹簧；18-紧固件适配头；20-操作台；22-套管卡圈；220-支座；222-卡紧螺栓；224-螺母；24-导辊；30-套管；32-套管连接螺母；34-支脚调整螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1至图7所示，本发明核电站乏燃料格架拆卸工具包括：

支架10，其上安装有高度可调整的导轮12；

长杆工具14，可移除的搭接在支架10的导轮12上，并可在导轮12上进行滑动；

支撑导向装置16，安装在长杆工具14上，其高度和宽度与待拆卸的套管30适配，用于拆卸套管30的紧固件时，长杆工具14在套管30内的支撑导向和对中；以及

紧固件适配头18，可拆卸固定在长杆工具14的前端，与待拆卸的套管30的紧固件适配。

请参阅图1、图6和图7所示，支架10为活动支架，包括底部框架100、固定在底部框架100上用于支撑的支撑杆102以及用于可拆卸固定导轮12或套管卡圈22的安装部件106，底部框架100的底部安装有多个万向脚轮104，在图示实施方式中，底部框架100的底部安装有4个万向脚轮104，每个角上安装有一个，用于长杆工具14的支撑和移动。

请继续参阅图1、图6和图7所示，支撑杆102上沿竖直方向均匀设置有多个固定孔，用于调整导轮12或套管卡圈22的高度，以便适用不同高度的套管30的拆卸，在图示实施方式中，支撑杆102为槽钢，固定孔设置在槽钢的中部，并沿径向方向间隔均匀设置有多个固定孔，且固定孔的位置与套管30的高度相对应。

请继续参阅图1、图6和图7所示，安装部件106包括固定块1060和支撑块1062，固定块1060和支撑块1062通过焊接或螺栓固定连接。在图示实施方式中，固定块1060为槽钢结构，位于支撑杆102的凹槽内，固定块1060上下两端设置有固定孔，固定孔的位置与支撑杆102中固定孔的位置对应，并通过插销108与支撑杆102可拆卸固定，同时在竖直方向通过调整固定块1060的位置，可将安装部件106安装在所需的高度。

在图示实施方式中，支撑块1062一端焊接或通过螺栓连接固定在固定块1060凹槽的背面，另一端用于安装导轮12或套管卡圈22。

在本发明的其他实施方式中，支架10也可设置成自动卡紧、自动升降的方式进行高度调整，以便对不同高度的燃料格架进行拆卸，同时也可设置成自动行走的方式进行移动。

导轮12为具有凹槽的导轮，通过可拆卸的安装架(图未标号)安装在支架10的支撑块1062的端部，其安装方式与现有技术中导轮的常用安装方式相同，在此不再详细介绍。导轮12可伴随支架10的安装部件106上下活动调整高度，以便适用于不同高度的套管30的拆卸。导轮12凹槽的尺寸与长杆工具14的外径适配，能够对长杆工具14进行导向和限位作用，实现整个格架拆卸工具灵活操作。

长杆工具14为具有一定刚性强度的长杆，可移除的搭接在支架10的导轮12上，并可在导轮12上进行滑动；其长度和外径可根据需要进行设置，当为手动操作时，长杆工具14的末端设置有把手140。当需进行自动拆卸时，长杆工具14的末端连接有电驱动装置(图未示出)或气驱动装置(图未示出)进行旋转拆卸，电驱动装置(图未示出)优选电动扳手，气驱动装置(图未示出)优选气驱动扳手。在图示实施方式中，通过采用手动进行拆卸，因而在长杆工具14的末端设置有把手140。

进一步地，为了在拆卸前能够有效对放射性剂量进行检测，在长杆工具上安装有可拆卸的剂量检测探头卡座，并在卡座上安装有用于格架套管30表面剂量率检测的探头(图未示出)。

请参阅图3至图5所示，支撑导向装置16套设安装在长杆工具14上，并可根据需要安装在长杆工具14的不同部位，支撑导向装置16包括导向板162和安装在导向板162上的导轮160,161，导向板162为方形板，中部设置有固定孔，导向板162套设在长杆工具14上，导向板162上安装有两个导轮160,161，主要安装在导向板162的两个对角上，导向板162的另外两个对角为倒角结构。

具体地，导向板162其中相对的两个角上各设置有一个导轮，一个导轮160采用固定安装方式安装在导向板162的一个角上，另一个导轮161采用浮动方式安装在导向板162的另一个角上。

具体地，导向板162的一个角上凸出设置有固定部1620，固定部形成有u型槽，导轮160固定在u型槽内。

导向板162的另一个角上设置有滑槽(图未标号)，导轮161通过安装支座164安装在导向板162设置的滑槽内，滑槽底部设置有弹簧166，弹簧166在伸缩时能使导轮161沿对角线方向浮动。

导向板162设置有滑槽的角上还设置有限位块168，安装支座164对应限位块168位置设置有限位槽，限位块168的一端部插入在限位槽内，限位槽具有一定的长度，使得安装支座164在滑动过程中具有一定的滑动距离，通过在限位槽内安装限位块168，可防止安装支座164脱离导向板162的滑槽。

浮动安装的导轮161便于长杆工具14的安装以及在套管30内移动时的导向和中心定位，在对套管30的紧固件(套管连接螺母32和支脚调整螺栓34)进行拆卸时，能够使长杆工具14自动找正。

紧固件适配头18可拆卸固定在长杆工具14的前端，包括可拆卸的螺母适配头和螺栓适配头，螺母适配头与套管30紧固件中的套管连接螺母32拟合，并可取出拆卸后的套管连接螺母32，螺栓适配头与套管30紧固件中的支脚调整螺栓34拟合。具体地，紧固件适配头18套设在长杆工具14的前端，并通过插销进行固定。

在拆卸时，通过更换适配头可分别适配支脚调整螺栓34和套管连接螺母32，实现支脚调整螺栓34和套管连接螺母32的拆卸和取出功能。

具体地，与套管连接螺母32拟合的螺母适配头上设置有套筒，在拆卸时，套筒套设在套管连接螺母32的外部，并对长杆工具14进行旋转，即可将套管30的套管连接螺母32进行拆卸，套管连接螺母32与支脚调整螺栓34分开后，套管连接螺母32套设在套筒内，通过往外拉长杆工具14即可将套管连接螺母32取出。

与支脚调整螺栓34拟合的螺栓适配头的端部设置有拆卸结构，拆卸结构与支脚调整螺栓34的端部适配，通过旋转长杆工具14即可将支脚调整螺栓34拆卸，然后从外部取出支脚调整螺栓34，即可对套管30进行拆卸。

请参阅图6和图7所示，为了实现套管30的夹持及抽拉功能，在支架10上还设置有套管卡圈22，具体地，套管卡圈22包括支座220、卡紧螺栓222和螺母224，支座220通过螺栓可拆卸固定在支架10的支撑块1062上。具体地，支座220的两侧设置有固定孔，卡紧螺栓222为u形结构，两端为螺纹结构，u形结构的宽度与套管30适配，在对套管30进行抽取时，卡紧螺栓222的两端穿过支座220两侧的固定孔，并通过螺母224进行固定。套管卡圈22可设置在导轮12的下方，也可将导轮12拆卸后，设置在导轮12的位置，当设置在导轮12的下方时，在使用时将安装导轮12和套管卡圈22的支撑块1062进行翻转，即可实现两用功能。

套管卡圈22的使用过程如下：套管30未抽出前，先将套管卡圈22的支座220安装在支架10的支撑块1062上，靠近套管30卡装位置(套管30之间存在一定间隙)；将卡紧螺栓222放在套管30端部较细位置，并穿过支座220两侧设置的固定孔，旋上螺母224，将套管30卡住，防止操作过程发生脱落。

具体地，当套管30的紧固件被拆卸之后，撤掉长杆工具14，将支架10上的导轮12更换为套管卡圈22，套管卡圈22安装在安装部件16上，并将安装部件16通过插销108固定在支架10上，且高度可调，在套管30下部放置套管导辊24，导辊24为套管30的抽出提供支撑，套管30一端通过套管卡圈22固定在支架10上，一端支撑在导辊24上，移动支架10将套管30水平抽出，再用辅助吊装工具将套管30整体取走，即可完成套管30拆卸。

为了便于操作过程中提供辅助支撑，本发明核电站乏燃料格架拆卸工具还设置有操作台20，操作台20的尺寸和结构可根据需要进行调整，在使用时，操作台20放置在燃料格架的旁边，并通过上述各个工具，操作人员可实现螺栓、螺母和套管30的快速拆卸和取出。

现结合图1和图3对本发明核电站乏燃料格架拆卸工具的工作原理进行说明：

请参照图1所示，根据待拆卸的套管30的高度，调节支架10上导轮12的高度，并用插销108进行固定，将长杆工具14连同与支脚调整螺栓34拟合的螺栓适配头和支撑导向装置16一起安装在支架10上，推动支架10就近待拆卸的套管30，将长杆工具14推送至套管30内，并与套管30紧固件中的支脚调整螺栓34对中，旋转长杆工具14将支脚调整螺栓34拆下；将螺栓适配头更换为与套管连接螺母32拟合的螺母适配头，重复上述操作，将套管30的套管连接螺母32拆下。

请参照图3所示，当长杆工具14进入套管30一定距离后，其支撑和导向通过支撑导向装置16实现，保证紧固件适配头18最终与支脚调整螺栓34/套管连接螺母32快速对中；支撑导向装置16通过内部弹簧166涨紧在套管30内部，并保持长杆工具14中心与套管30中心一致；通过长杆工具14控制紧固件适配头18的微调(旋转、倾斜操作)就位；支脚调整螺栓34拆下后，将紧固件适配头18更换成与套管连接螺母32适配的螺母适配头，可分别将支脚调整螺栓34/套管连接螺母32拆卸下来；拆卸支脚调整螺栓34/套管连接螺母32通过长杆工具14端头的把手140实现；支脚调整螺栓34旋下后，可从套管30外部取走，套管连接螺母32旋松下后，卡在螺母适配头的套筒的槽内，长杆工具14抽出时，将其从套管30内部带出，然后取走处理。

相对于现有技术，本发明核电站乏燃料格架拆卸工具具有以下有益技术效果：

1)采用长杆工具14及配套辅助工具，可快速完成放射性套管30的拆卸；

2)结构简单、易于制造、操作方便、使用安全，能够避免产生核污染废物，便于表面去污，降低了二次废物产生量；

3)同时适用于不同安装高度的套管30的拆装，在燃料格架一次就位的情况下，即可完成所有套管的拆卸，减少吊装、搬运的操作。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。