重水堆乏燃料篮测试检查装置的制作方法

本发明属于核电站乏燃料干式贮存技术领域，具体涉及一种重水堆乏燃料篮测试检查装置。

背景技术：

中核运行三厂有两台重水堆核电机组，其主要优势是不停堆换料，每天均有相应数量的乏燃料从反应堆中卸出，存放于燃料水池，由于燃料水池存放乏燃料能力有限，只能满足6.5年存放，如不将燃料水池中乏燃料转运出去，反应堆的燃料就无法卸载，堆内反应性就会下降，导致机组降功率或被迫停堆停机。为了重水堆机组能稳定运行，重水堆核电厂需将水池乏燃料棒束装载到一个燃料篮里，然后对燃料篮进行封口焊接，再将燃料篮转移至另外一个地方存放。

燃料篮在装载乏燃料前，必须对燃料篮圆周度、中心度、平整度及其内部进行检查，检查以上所有项目合符要求后，方可进行乏燃料装载，否则会影响燃料篮的焊接及其它，鉴于此需开发研制一套乏燃料篮的测试检查装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于研制一个乏燃料篮测试检查装置，也就是将生产制造好的乏燃料篮转移到测试检查装置上，就位检查装置后，架上百分表，转动燃料篮可以测试燃料篮的贺周度、同轴度、平整度及打开燃料篮盖，检查内部结构是否完毕等。

本发明是这样实现的：

一种重水堆乏燃料篮测试检查装置，包括支吊架、手摇卷扬装置、支吊架支撑锁定装置、篮盖抓具、旋转检验平台、底座和测量检查百分表装置；支吊 架固定在底座上；手摇卷扬装置和支吊架支撑锁定装置设置在支吊架上；篮盖抓具悬挂在支吊架上；旋转检验平台和测量检查百分表装置固定在底座上，位于支吊架的一侧，还位于篮盖抓具的下方；支吊架和底座用于对整个装置提供结构支撑；手摇卷扬装置用于提升篮盖抓具；支吊架支撑锁定装置用于锁定支吊架的位置；篮盖抓具用于抓取燃料篮篮盖；旋转检验平台用于支撑燃料篮篮座并提供检查平台；测量检查百分表装置用于检测燃料篮篮座。

如上所述的支吊架包括立柱、支撑法兰、滑轮、钢丝绳、吊钩、横梁、斜撑、钢丝绳防脱罩和旋转操作手柄；支撑法兰的下端与底座固定连接，上端与立柱固定连接，与立柱形成一个整体结构；立柱整体为中空的圆柱体形，外端面的中部设置有旋转操作手柄，用于实现立柱的旋转；立柱的上端固定连接横梁的一端；在立柱与横梁之间沿斜向固定斜撑，用于加强立柱与横梁的连接强度；在横梁的两端活动连接有两个滑轮；钢丝绳的一端与手摇卷扬装置连接，另一端穿过两个滑轮的上端面后与吊钩连接；在滑轮上设置有钢丝绳防脱罩，用于对钢丝绳进行限位。

如上所述的手摇卷扬装置包括升降操作手柄、钢丝绳卷筒、防护罩、蜗轮、蜗杆、曲柄臂和支撑箱体；支撑箱体固定在立柱上，用于对手摇卷扬装置进行支撑和固定；蜗杆设置在支撑箱体的内部，两端分别与支撑箱体活动连接，其中一端伸出支撑箱体外部，与曲柄臂的一端固定连接；蜗轮设置在支撑箱体内部，位于蜗杆的上方，中心位置与支撑箱体活动连接，下端与蜗杆相配合；钢丝绳卷筒套装在蜗轮的外部，跟随蜗轮转动，在钢丝绳卷筒缠绕钢丝绳；防护罩安装在支撑箱体的上端，用于对蜗轮、钢丝绳卷筒和钢丝绳进行保护；升降操作手柄安装在曲柄臂的另一端，用于转动曲柄臂，从而带动蜗杆和蜗轮的转动，实现对钢丝绳的收紧或释放。

如上所述的支吊架支撑锁定装置包括支架径向轴承、芯轴、支架推力轴承、解锁踏板、第一弹簧、角度锁定轴、锁定槽和底板；底板固定在底座的上端面，位于支撑法兰的下方；芯轴整体为圆柱体形，固定在底板的上端面，位于立柱的内部，与立柱同轴；在芯轴的侧面的上、下两端分别设置有支架径向轴承，用于径向定位立柱；上端的轴承的内侧与芯轴的侧面的外壁紧密接触，外侧与立柱侧面的内壁紧密接触；下端的轴承的内侧与芯轴的侧面的外壁紧密接触，外侧与支撑法兰侧面的内壁紧密接触；在支撑法兰和底板之间设置有支架推力轴承，用于实现对支撑法兰和立柱的支撑；通过设置支架径向轴承和支架推力轴承，可以使得支撑法兰和立柱以芯轴为轴转动；解锁踏板设置在支撑法兰外部的一侧，一端为脚踏的位置，另一端与第一弹簧的一端连接；第一弹簧的另一端与角度锁定轴连接；在支撑法兰的外圆上加工两处呈90°夹角的锁定槽；角度锁定轴插入锁定槽实现对立柱的锁定；踩下解锁踏板，角度锁定轴从锁定槽内拔出，实现立柱的转动。

如上所述的旋转检验平台包括支撑座、平台、浮动定位销框架、浮动定位推销、第二弹簧、旋转台推力轴承、旋转台径向轴承和旋转台芯轴；支撑座整体为长方体形，固定在底座的上端；支撑座中心位置沿竖直方向开设圆形通孔；旋转台芯轴设置在支撑座的圆形通孔内，直径小于该圆形通孔的直径；旋转台芯轴与该圆形通孔同轴，上端伸出支撑座的上端面；在旋转台芯轴侧面的上下两端分别设置有旋转台径向轴承，用于径向定位旋转台芯轴，从而实现旋转台芯轴在支撑座圆形通孔内的转动；浮动定位销框架整体为中空的圆柱体形，上端开口，下端固定在旋转台芯轴的上端，与旋转台芯轴同轴；第二弹簧的下端与浮动定位销框架底部的上端面固定连接，上端与浮动定位推销固定连接；浮动定位推销头部的形状与燃料篮篮座底部的定位孔相匹配，用于对燃料篮篮座 进行定位；平台整体为倒圆锥台形，中心位置沿竖直方向开设有圆形通孔，通孔直径和高度与浮动定位销框架相匹配；浮动定位销框架整体从平台的圆形通孔中穿过，与平台固定连接，浮动定位推销伸出平台的上端面；平台和支撑座之间设置有旋转台推力轴承，用于对平台进行轴向支撑。

如上所述的测量检查百分表装置包括垂直度检查百分表、平面度检查百分表、百分表导杆、高度调节套、锁紧把手和表杆；百分表导杆固定在底座上；高度调节套套装在百分表导杆上，通过锁紧把手实现锁紧和松开；表杆沿水平方向设置，一端与高度调节套固定连接，另一端连接百分表。

如上所述的一个高度调节套、一个锁紧把手和一个表杆为一组，共有两组；上方一组的表杆的另一端与垂直度检查百分表连接，下方一组的表杆的另一端与平面度检查百分表连接。

如上所述的篮盖抓具包括卡爪、销轴、摆杆、吊环、连接头、支耳、垫块、锁定销和连接板；连接头整体为圆柱体形，在侧面的圆周上均布有多个连接销，用于连接摆杆；吊环的下端与连接头固定连接，用于穿过吊钩；连接板整体为圆环形板状；在连接板的上端面的外缘均布有多个支耳；支耳整体为方形板状，在外侧设置有销轴，在内侧设置有锁定销；支耳与连接头的连接销一一对应；在连接板的下端面的外缘均布有多个垫块，用于支撑燃料篮篮盖；摆杆共有多个，分别与支耳和连接头的连接销一一对应；摆杆的内侧端通过连接头的连接销与连接头活动连接，外侧端通过销轴与支耳活动连接，以销轴为轴转动；卡爪共有多个，分别安装在摆杆的外侧端的外侧，随摆杆转动，从而实现对燃料篮篮盖的抓取与释放。

如上所述的卡爪和摆杆各有三个，沿水平面均匀布置。

如上所述的支吊架采用碳钢材料制成，手摇卷扬装置、支吊架支撑锁定装 置、篮盖抓具、旋转检验平台、底座以及测量检查百分表装置中的高度调节套、锁紧把手、表杆均采用不锈钢材料制成。

本发明的有益效果是：

本发明包括支吊架、手摇卷扬装置、支吊架支撑锁定装置、旋转检查基准平台、测量检查百分表装置和篮盖抓具。本发明中描述乏燃料篮测试检查装置，测量数据准确、安全可靠、操作方便、工作效率提高，从根本上能满足乏燃料篮在装载乏燃料棒束前，确保后续相关工作正常进行，确保燃料棒束的完整性及燃料篮上下焊缝的焊接满足焊接工艺要求。

附图说明

图1是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置的主视图；

图2是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置的支吊架的主视图；

图3是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置的支吊架的左视图；

图4是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置的手摇卷扬装置的主视图；

图5是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置的支吊架支撑锁定装置的主视图；

图6是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置的旋转检验平台的主视图；

图7是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置的测量检查百分表装置的主视图；

图8是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置的篮盖抓具的主视图；

图9是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置在接收工位的工作状态图；

图10是本发明的重水堆乏燃料篮测试检查装置在检查工位的工作状态图。

其中：1.支柱，2.手摇卷扬装置，3.支撑法兰，4.支吊架支撑锁定装置，5.滑轮，6.钢丝绳，7.吊钩，8.篮盖抓具，9.燃料篮篮盖，10.燃料篮篮座，11.旋转 检验平台，12.底座，13.垂直度检查百分表，14.平面度检查百分表，15.百分表导杆，16.横梁，17.斜撑，18.钢丝绳防脱罩，19.旋转操作手柄，20.升降操作手柄，21.钢丝绳卷筒，22.防护罩，23.蜗轮，24.蜗杆，25.曲柄臂，26.支撑箱体，27.支架径向轴承，28.芯轴，29.支架推力轴承，30.解锁踏板，31.第一弹簧，32.角度锁定轴，33.锁定槽，34.底板，35.浮动定位推销，36.第二弹簧，37.旋转台推力轴承，38.旋转台径向轴承，39.旋转台芯轴，40.高度调节套，41.锁紧把手，42.表杆，43.卡爪，44.销轴，45.摆杆，46.吊环，47.连接头，48.支耳，49.垫块，50.锁定销，51.连接板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

如图1所示，一种重水堆乏燃料篮测试检查装置，包括支吊架、手摇卷扬装置2、支吊架支撑锁定装置4、篮盖抓具8、旋转检验平台11、底座12和测量检查百分表装置。支吊架固定在底座12上。手摇卷扬装置2和支吊架支撑锁定装置4设置在支吊架上。篮盖抓具8悬挂在支吊架上。旋转检验平台11和测量检查百分表装置固定在底座12上，位于支吊架的一侧，还位于篮盖抓具8的下方。支吊架和底座12用于对整个装置提供结构支撑。手摇卷扬装置2用于提升篮盖抓具8。支吊架支撑锁定装置4用于锁定支吊架的位置。篮盖抓具8用于抓取燃料篮篮盖9。旋转检验平台11用于支撑燃料篮篮座10并提供检查平台。测量检查百分表装置用于检测燃料篮篮座10。

如图2和图3所示，支吊架包括立柱1、支撑法兰3、滑轮5、钢丝绳6、吊钩7、横梁16、斜撑17、钢丝绳防脱罩18和旋转操作手柄19。支撑法兰3的下端与底座12固定连接，上端与立柱1固定连接，与立柱1形成一个整体结构。立柱1整体为中空的圆柱体形，外端面的中部设置有旋转操作手柄19，用 于实现立柱的旋转。立柱1的上端固定连接横梁16的一端。在立柱1与横梁16之间沿斜向固定斜撑17，用于加强立柱1与横梁16的连接强度。在横梁16的两端活动连接有两个滑轮5。钢丝绳6的一端与手摇卷扬装置2连接，另一端穿过两个滑轮5的上端面后与吊钩7连接。在滑轮5上设置有钢丝绳防脱罩18，用于对钢丝绳6进行限位。

如图4所示，手摇卷扬装置2包括升降操作手柄20、钢丝绳卷筒21、防护罩22、蜗轮23、蜗杆24、曲柄臂25和支撑箱体26。支撑箱体26固定在立柱1上，用于对手摇卷扬装置2进行支撑和固定。蜗杆24设置在支撑箱体26的内部，两端分别与支撑箱体26活动连接，其中一端伸出支撑箱体26外部，与曲柄臂25的一端固定连接。蜗轮23设置在支撑箱体26内部，位于蜗杆24的上方，中心位置与支撑箱体26活动连接，下端与蜗杆24相配合。钢丝绳卷筒21套装在蜗轮23的外部，跟随蜗轮23转动，在钢丝绳卷筒21缠绕钢丝绳6。防护罩22安装在支撑箱体26的上端，用于对蜗轮23、钢丝绳卷筒21和钢丝绳6进行保护。升降操作手柄20安装在曲柄臂25的另一端，用于转动曲柄臂25，从而带动蜗杆24和蜗轮23的转动，实现对钢丝绳6的收紧或释放。

如图5所示，支吊架支撑锁定装置4包括支架径向轴承27、芯轴28、支架推力轴承29、解锁踏板30、第一弹簧31、角度锁定轴32、锁定槽33和底板34。底板34固定在底座12的上端面，位于支撑法兰3的下方。芯轴28整体为圆柱体形，固定在底板34的上端面，位于立柱1的内部，与立柱1同轴。在芯轴28的侧面的上、下两端分别设置有支架径向轴承27，用于径向定位立柱1。上端的轴承27的内侧与芯轴28的侧面的外壁紧密接触，外侧与立柱1侧面的内壁紧密接触；下端的轴承27的内侧与芯轴28的侧面的外壁紧密接触，外侧与支撑法兰3侧面的内壁紧密接触。在支撑法兰3和底板34之间设置有支架推力轴 承29，用于实现对支撑法兰3和立柱1的支撑。通过设置支架径向轴承27和支架推力轴承29，可以使得支撑法兰3和立柱1以芯轴28为轴转动。解锁踏板30设置在支撑法兰3外部的一侧，一端为脚踏的位置，另一端与第一弹簧31的一端连接。第一弹簧31的另一端与角度锁定轴32连接。在支撑法兰3的外圆上加工两处呈90°夹角的锁定槽33。角度锁定轴32插入锁定槽33实现对立柱1的锁定；踩下解锁踏板30，角度锁定轴32从锁定槽33内拔出，实现立柱1的转动。

如图6所示，旋转检验平台11包括支撑座、平台、浮动定位销框架、浮动定位推销35、第二弹簧36、旋转台推力轴承37、旋转台径向轴承38和旋转台芯轴39。支撑座整体为长方体形，固定在底座12的上端。支撑座中心位置沿竖直方向开设圆形通孔。旋转台芯轴39设置在支撑座的圆形通孔内，直径小于该圆形通孔的直径。旋转台芯轴39与该圆形通孔同轴，上端伸出支撑座的上端面。在旋转台芯轴39侧面的上下两端分别设置有旋转台径向轴承38，用于径向定位旋转台芯轴39，从而实现旋转台芯轴39在支撑座圆形通孔内的转动。浮动定位销框架整体为中空的圆柱体形，上端开口，下端固定在旋转台芯轴39的上端，与旋转台芯轴39同轴。第二弹簧36的下端与浮动定位销框架底部的上端面固定连接，上端与浮动定位推销35固定连接。浮动定位推销35头部的形状与燃料篮篮座10底部的定位孔相匹配，用于对燃料篮篮座10进行定位。平台整体为倒圆锥台形，中心位置沿竖直方向开设有圆形通孔，通孔直径和高度与浮动定位销框架相匹配。浮动定位销框架整体从平台的圆形通孔中穿过，与平台固定连接，浮动定位推销35伸出平台的上端面。平台和支撑座之间设置有旋转台推力轴承37，用于对平台进行轴向支撑。

如图7所示，测量检查百分表装置包括垂直度检查百分表13、平面度检查 百分表14、百分表导杆15、高度调节套40、锁紧把手41和表杆42。百分表导杆15固定在底座12上。高度调节套40套装在百分表导杆15上，通过锁紧把手41实现锁紧和松开。表杆42沿水平方向设置，一端与高度调节套40固定连接，另一端连接百分表。一个高度调节套40、一个锁紧把手41和一个表杆42为一组，共有两组。上方一组的表杆42的另一端与垂直度检查百分表13连接，下方一组的表杆42的另一端与平面度检查百分表14连接。

如图8所示，篮盖抓具8包括卡爪43、销轴44、摆杆45、吊环46、连接头47、支耳48、垫块49、锁定销50和连接板51。连接头47整体为圆柱体形，在侧面的圆周上均布有多个连接销，用于连接摆杆45。吊环46的下端与连接头47固定连接，用于穿过吊钩7。连接板51整体为圆环形板状。在连接板51的上端面的外缘均布有多个支耳48。支耳48整体为方形板状，在外侧设置有销轴44，在内侧设置有锁定销50。支耳48与连接头47的连接销一一对应。在连接板51的下端面的外缘均布有多个垫块49，用于支撑燃料篮篮盖9。摆杆45共有多个，分别与支耳48和连接头47的连接销一一对应。摆杆45的内侧端通过连接头47的连接销与连接头47活动连接，外侧端通过销轴44与支耳48活动连接，以销轴44为轴转动。卡爪43共有多个，分别安装在摆杆45的外侧端的外侧，随摆杆45转动，从而实现对燃料篮篮盖9的抓取与释放。优选地，卡爪43和摆杆45各有三个，沿水平面均匀布置，此种布置方式具有极高的抓取可靠性，同时能够保证篮盖抓具8整体的轻量化设计。

在本实施例中，支吊架采用碳钢材料制成，手摇卷扬装置2、支吊架支撑锁定装置4、篮盖抓具8、旋转检验平台11、底座12以及测量检查百分表装置中的高度调节套40、锁紧把手41、表杆42均采用不锈钢材料制成。

本发明的使用方式如下：

1.将要所测试检查的燃料篮就位旋转检验平台11，松开测量检查百分表装置的锁紧把手41，移动高度调节套40使其表杆42正好与燃料篮篮盖9接触良好；

2.用手轻轻在燃料篮篮座10上加些旋转的力，燃料篮篮座10与旋转检验平台11相接触，由于燃料篮自身重量与平台有摩擦力，其驱动旋转台芯轴39在旋转台推力轴承37和旋转台径向轴承38作一同转动；

3.平面度检查百分表14测量燃料篮篮盖9一周360度，百分表记录篮盖的平面度是否满足要求。松开平面度检查百分表14的锁紧把手41，收回平面度检查百分表14。

4.松开垂直度检查百分表13的锁紧把手41，移动垂直度检查百分表13使其表杆42正好与燃料篮篮座10周边接触良好；

5.用手轻轻在燃料篮篮座10上加些旋转的力，燃料篮篮座10与旋转检验平台11相接触，由于燃料篮自身重量与平台有摩擦力，其驱动旋转台芯轴39在旋转台推力轴承37和旋转台径向轴承38作一同转动；

6.使用垂直度检查百分表13测量燃料篮篮座10旋转360度，记录燃料篮篮座10一周的圆周度是否满足要求。松开垂直度检查百分表13的锁紧把手41，收回垂直度检查百分表13；

7.支吊架支撑锁定装置4初始状态由于支撑法兰3外圆上加工2处呈90°的锁定槽33，当吊钩7不在燃料篮正上方时，角度锁定轴32在第一弹簧31作用下，始终插入锁定槽33，支柱1角度被锁定不能旋转。踩下解锁踏板30并保持，角度锁定轴32从锁定槽33中拔出，操作人员双手持旋转操作手柄19，将支柱1旋转90°后，松开解锁踏板30，角度锁定轴33在第一弹簧31作用下插入锁定槽33，从而锁定支柱1角度，使其不能旋转。此时篮盖抓具8正好在所检查燃 料篮的上方；

8.驱动手摇卷扬装置2的升降操作手柄20，顺时针转动升降操作手柄20，升降手柄20带动曲柄臂25转动，曲柄臂25带动蜗杆24转动，蜗杆24转动带动蜗轮23转动，蜗轮23带动钢丝绳卷筒21转动，钢丝绳卷筒21将钢丝绳6跟随滑轮5转动，钢丝绳6上吊钩7带动篮盖抓具8向下驱动；

9.篮盖抓具8与燃料篮篮盖9直接接触，篮盖抓具8的三个卡爪43在摆杆45作用下，自动打开，此时篮盖抓具8完全与燃料篮篮盖9接触，逆时针驱动手摇卷扬装置2的升降操作手柄20，三个卡爪43在摆杆45作用下自动缩回，三个卡爪43卡住燃料篮篮盖9边缘，继续逆时针旋转升降操作手柄20至最高位。

10.松开垂直度检查百分表13的锁紧把手41，调节表杆42至燃料篮篮座10中心柱合适位置，百分表表杆42与中心柱完全接触，转动燃料篮篮座10；

11.垂直度检查百分表13测量燃料篮篮座10中心柱旋转360度，百分表记录燃料篮中心柱的垂直度是否满足要求。松开垂直度检查百分表13的锁紧把手41，收回垂直度检查百分表13；

12.所有检查测量完成后，再检查内部相关部件，确认其是否正常。通过手摇卷扬装2，顺时针转动升降操作手柄20，篮盖抓具8带动篮盖向下驱动直至与燃料篮盖完全就位，抓具三个卡爪43在摆杆45作用下，自动打开，逆时针驱动升降操作手柄20，人为干预一下篮盖抓具8，三个卡爪43与燃料篮边缘分离，继续提升至最高位。

13.踩下解锁踏板30并保持，角度锁定轴32从锁定槽33中拔出，操作人员双手持旋转操作手柄19，将支柱1反方向旋转90°后至支柱1原有位置，松开解锁踏板30，角度锁定轴32在第一弹簧31作用下插入锁定槽33，从而锁定支 柱1角度，使其不能旋转。

14.以上工序完成，一个燃料篮检查完成。

上面结合实施例对本发明的实施方法作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。