一种多套筒式的燃料抓取机的制作方法

本实用新型涉及一种燃料抓取机，特别涉及一种核电厂燃料起重运输操作的多套筒式的燃料抓取机。

背景技术：

在现有技术中，燃料抓取机属于核电厂的装换料系统，是一台位于燃料厂房的非标桥式起重机，通过小车上携带载有三个抓具套筒及相应的起升机构，可用于起吊运输核电厂的乏燃料组件及多种内插件。

在核电领域，随着技术发展和核电安全性、可靠性及经济性的挑战，提高设备可靠性和可用率，降低故障、操作和人力成本，提供决策优化，从而提升电厂的运维效率，使系统操作和运行更安全、可靠、经济已成为业内共识和发展趋势。

目前，各类在役的核电项目中，燃料抓取机大都采用“卷扬机+吊钩”形式的起升机构，由于钢丝绳的柔性特征，无法做到精确定位，需要人工辅助对中；同时为了操作燃料组件和各种内插件，需要在吊钩上人工更换多种长柄操作工具以对应不同的操作对象。

上述传统起升机构的结构形式已经不能满足装换料自动化和智能化的需求。

因此，特别需要一种多套筒式的燃料抓取机，以解决上述现有存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多套筒式的燃料抓取机，针对现有技术的不足，无需更换工具，定位精度高，可以支撑装换料操作自动化和智能化，实现核电厂燃料厂房内燃料组件、内插件的操作和转运。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种多套筒式的燃料抓取机，其特征在于，它包括桥架、带旋转平台的小车、燃料抓具套筒、第一内插件抓具套筒、第二内插件抓具套筒和控制系统，所述小车设置在所述桥架的小车轨道上，在所述小车的旋转平台上分别通过主起升机构连接所述燃料抓具套筒、通过第一副起升机构连接所述第一内插件抓具套筒及通过第二副起升机构连接所述第二内插件抓具套筒，所述控制系统的控制端分别连接主起升机构、第一副起升机构和第二副起升机构并设置在所述桥架上。

在本实用新型的一个实施例中，所述桥架由主梁、端梁和桥架驱动机构构成，所述主梁上设置有小车轨道，小车轨道两端设有机械终端挡块。

进一步，所述端梁上设置有走轮、水平导向轮、防倾翻装置和缓冲器。

进一步，所述桥架的两侧设置有走台，一侧的所述走台装有小车电缆导向装置，另一侧的所述走台可通向小车操作台。

进一步，所述桥架驱动机构为三合一减速电机并分别驱动两侧的端梁。

在本实用新型的一个实施例中，所述小车为上下两层结构，所述小车的上层为旋转平台，所述小车的下层为操作平台，两层之间设置环形轨道和旋转运行机构。

进一步，所述小车上设有走轮、水平导向轮、缓冲器和防倾翻装置。

在本实用新型的一个实施例中，所述燃料抓具套筒包括内套筒和外套筒，所述外套筒通过回转副绕自身的中心轴旋转，所述外套筒与所述回转副内圈连接，所述回转副外圈与所述小车的操作平台的轴承座连接固定；所述内套筒通过头部的抓爪抓取燃料组件，所述内套筒的上部与所述主起升机构连接实现升降。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一内插件抓具套筒由固定套筒、抓具体和抓具头部构成。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二内插件抓具套筒由固定套筒、抓具体和抓具头部构成。

进一步，所述抓具体上还设有四个导向梳，可随着抓具头部的上下动作张开收拢，用于可燃毒物变形棒的导向。

本实用新型的多套筒式的燃料抓取机，与现有技术相比，采用多套筒形式将燃料组件和内插件抓具集成化，取消人工更换工具操作，通过多套筒在小车上的往复旋转，减小抓具的操作死区，有利于乏池内格架的布置和厂房空间利用率，刚性好，提高了定位精度，既可用于核电厂燃料厂房的燃料抓取，也可用于其它有多个操作对象，多种吊装接口类型且需要精确定位的自动化起重运输，实现本实用新型的目的。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本实用新型的多套筒式的燃料抓取机的结构示意图；

图2为本实用新型的小车的结构示意图；

图3为本实用新型的燃料抓具套筒、第一内插件抓具套筒和第二内插件抓具套筒的结构示意图；

图4为本实用新型的第一内插件抓具套筒和第二内插件抓具套筒头部的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例

如图1至图4所示，本实用新型的多套筒式的燃料抓取机，它包括桥架1、带旋转平台的小车2、燃料抓具套筒6、第一内插件抓具套筒3、第二内插件抓具套筒3和控制系统7，小车2设置在桥架1的小车轨道上，在小车2的旋转平台11上分别通过主起升机构5连接燃料抓具套筒6、通过第一副起升机构4连接第一内插件抓具套筒3及通过第二副起升机构8连接所述第二内插件抓具套筒3，控制系统7的控制端分别连接主起升机构5、第一副起升机构4和第二副起升机构8并设置在桥架1上。

在本实施例中，桥架1由主梁、端梁和桥架驱动机构构成，所述主梁上设置有小车轨道，小车轨道采用正轨布置焊接于主梁上翼缘板上，小车2在桥架1的主梁上的小车轨道运行，小车轨道两端设有机械终端挡块。

所述端梁上设置有走轮、水平导向轮、防倾翻装置和缓冲器。桥架1的两侧设置有走台9，一侧的走台9装有小车电缆导向装置，另一侧的走台9可通向小车操作台。所述桥架驱动机构为三合一减速电机并分别驱动两侧的端梁。

如图2所示，小车2的小车架采用型钢焊接，分为上下二层，采用平台框式结构，小车2的上层为旋转平台11，小车2的下层为操作平台10，两层之间设置环形轨道13和旋转运行机构12。

小车2的下层为操作平台10，操作平台10上布置了控制操作台7和环形轨道13，燃料抓具套筒6的回转副17以及第一内插件抓具套筒3和第二内插件抓具套筒3的平移导向副16。

小车2的上层为旋转平台11，用于安装及检修燃料抓具套筒6、第一内插件抓具套筒3和第二内插件抓具套筒3及主起升机构5、第一副起升机构4和第二副起升机构8。上层的旋转平台11通过下层的操作平台10上的环形轨道13和安装在支座上的旋转运行机构12实现旋转。燃料抓具套筒6通过回转副绕自身的轴中心旋转，第一内插件抓具套筒3和第二内插件抓具套筒3绕燃料抓具套筒6中心，可在180°范围内往复旋转三个工作位。图2只显示了两个工位，另一个工位与位置i呈轴对称。

小车2上设有走轮、水平导向轮、缓冲器和防倾翻装置，并由小车运行机构驱动水平运行。水平导向轮装在导向轨道两侧，可以用偏心装置调整其间隙，保证小车运行定位准确。小车上的防倾翻装置由防脱轨钩实现，以防地震时小车跳出轨道。共设有四个防脱轨钩，分别安装在小车端梁两端。

如图3所示，燃料抓具套筒6的结构形式和装卸料机的起升套筒基本一致，采用内套筒23+外套筒18的形式。外套筒18通过回转副17，可以绕自身的中心轴旋转，外套筒18与回转副17的内圈连接，回转副17的外圈与小车2下层的操作平台10的轴承座连接固定。内套筒23通过头部的抓爪抓取燃料组件，内套筒23的上部与主起升机构5连接实现升降。其外套筒18的长度及内套筒23起升高度，可根据具体的厂房工艺布置确定，一般燃料厂房内燃料组件的操作标高相比反应堆厂房内的高，因此起升高度可相应缩短。

如图3所示，第一内插件抓具套筒3和第二内插件抓具套筒3分别用于黑/灰控制棒组件、可燃毒物/阻力塞/初级中子源/次级中子源组件的操作。

第一内插件抓具套筒3由固定套筒14、抓具体19和抓具头部21组成；第二内插件抓具套筒3由固定套筒15、抓具体20和抓具头部22组成。

如图4所示，对应于不同内插件的两类头部结构，第一内插件抓具套筒3和第二内插件抓具套筒3分别设置了不同的抓具头部：抓具头部21是“内外锁紧导向套筒”形式，用于抓取可燃毒物/阻力塞/初级中子源/次级中子源组件头部的两根长柄；抓具头部22是“推杆+抓爪”形式，用于抓取黑/灰控制棒组件头部的抓取槽。

如图3所示，第一内插件抓具套筒3和第二内插件抓具套筒3的抓具体为长杆结构，长度约9.4m，靠近头部位置设有与燃料组件上管座对中用的导向销和导向支座。可燃毒物/中子源抓具套筒的抓具体上还设有四个导向梳24，可随着抓具头部的上下动作张开收拢，用于可燃毒物变形棒的的导向。抓具头部的顶端通过钢丝绳，与第一副起升机构4和第二副起升机构8相连。由起升机构的减速电机驱动，抓具头部21和抓具头部22抓住内插件后，将整个内插件提升至抓具体19和抓具体20内部。

抓具体19和抓具体20的上部位于固定套筒14和固定套筒15内。固定套筒和抓具体之间设置丝杠副提升机构，可将抓具体连同头部一同向上提升一段距离，使头部的导向支座和导向销脱离燃料组件上管座，并且提升至水闸门底标高以上170mm，保持运输过程中的安全距离。

固定套筒14和固定套筒15长度为4m，上端与小车上层的旋转平台11固定，可以随着旋转平台往复旋转。中下端连接平移导向副16，可以在小车下层操作平台10上的半圆环的槽内的180°范围中往复旋转三个工作位。

由于第一内插件抓具套筒3和第二内插件抓具套筒3的固定套筒的外部包络宽度为800mm，在小车旋转平台11转到图2中位置ⅱ的工位时，包括燃料抓取套筒6在内的三个套筒可以通过宽度约890mm的水闸门门框(以目前现有的核电工程项目的水闸门门框内宽度为例)。同时，通过多套筒的往复旋转，还能减小各个抓具套筒的操作死区，有利于燃料厂房中乏燃料水池内乏燃料贮存格架的布置和厂房空间利用率。

本实用新型的多套筒式的燃料抓取机采用多套筒抓具形式，提高定位精度、并将各类抓具集成化，取消人工更换工具操作，有力支撑核电厂装换料操作自动化和智能化方案。

另外，本实用新型的多套筒式的燃料抓取机既可用于核电厂燃料厂房的燃料抓取机，也可以用于其它有多个操作对象，多种吊装接口类型，且需要精确定位的自动化起重运输设备。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。