专利名称：垂直紧密组装芯棒的排列系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及核燃料芯棒的储存，特别是涉及一种把两个燃料组件集装到一个标准燃料组件的框架空间中的芯棒排列系统。
核反应堆场地地存储空间是很有限的。这就需要集装并待储存的核燃料。通过拆开两个燃料组件并重新把燃料组装在一个有相应于与标准燃料组件相同的框架空间的金属容器中，这样能获得2比1的合并比。由于没有足够的有效空间允许水平处理燃料，大多数现有的用于燃料集中合并的设计和设备都在垂直排列的方向上处理燃料。在大多数这些系统中，燃料芯棒成组或成束地从燃料组件中拉出或推出并且被放进重新组合燃料芯棒束的漏斗中。芯棒束可包含一个完整的燃料组件的全套芯棒或部分组件的芯棒。漏斗是一个长形的装置，当从燃料组件(矩形节距)取出时，该装置在相同轮廓的一端接受一芯棒束并且在另一端逐渐把该束的轮廓改变成紧密组合的三角形节距的芯棒轮廓。然后，重新组合的芯棒被送入存储容器。
这一燃料芯棒合并的方法只能获得有限的效果，因为它不适于从不正常情况下如有破碎的燃料芯棒迅速恢复。漏斗的方法不适于其它的有关燃料的操作如可燃毒物芯棒的集装且不利于燃料的重新构成，涡流探伤检查和重新锁定损坏的燃料组件。显然，在这一领域需要更适于多方面用途的构思。
本发明以简单的方式解决了上述问题。所提供的是一种利用单个芯棒传送原理的芯棒排列装置。一次处理一个芯棒可提供最有效的控制并可避免挂起燃料组件的主要部所导致的设备损坏、动力失效或芯棒破裂的意外事故。芯棒排列装置与集装容器结合操作，它有两块成扇形的其有相同边缘外形的板。该板一块位于另一块之上并且可在前后和左右的方向上相对偏移。该板的相对位置由支承导向件保持，该支承导向件可通过汽缸使底部导向件向前和向后周期动作。芯棒的装料方式在芯棒间提供间隙，这使得芯棒排列装置可把每个芯棒保持在位置上。
为进一步理解本发明的目的和特点，下面结合附图进一步说明。附图中相同的零件给予相同的参考号。其中，
图1是本发明的总体视图。
图2是芯棒排列装置的正视图。
图3是芯棒排列装置的俯视图。
图4是沿图3中线4-4所取的视图。
图5是倾斜的芯棒排列装置的侧视图。
图6是双定位锁紧机构的仰视图。
图7是芯棒排列装置的局部分俯视图。
图8是沿图3中线8-8所取的视图。
图9是倾斜的芯棒排列装置的局部俯视图。
图10是沿图3中线10-10所取的视图。
图11是带有以三角形节距装载的燃料芯棒的组装容器的局部俯视图。
参考图1，其中，一般用标号10表示本发明。芯棒排列系统10一般由一个组装容器12，一个刚性支承结构14和一个芯棒排列装置16组成。
组装容器12基本上是一个标准的芯棒和可燃毒物芯棒的储运容器，该容器通过沿一侧附设几个垂直间隔的水平孔或窗口18而被改进。芯棒排列装置16的一部分通过每一个窗口18进入组装容器12，以便当它们进入到该容器12中时对正燃料芯棒20。如图11所示，芯棒排列装置16以三角形节距的构形使燃料芯棒20在容器12中确定位置，以获得所期望的二比一的组装比。组装容器12在接受燃料芯棒的垂直位置由刚性支承结构14支承。
刚性支承结构14一般是根据接受和支承组装容器12的尺寸制造的框架结构。如图1所示，支承结构14在其上装有芯棒排列装置16。
芯棒排列装置16一般由安装基座24和导向部件26组成。在最佳实施例中，如图5和9所示，导向部件26被安装到安装基座24上。安装基座24在支承结构14上由滚轮11和导轨13导向。六个滚轮11通过在安装基座24每侧一个的两固定板15装到安装基座24上。滚轮11支承在导轨13上运动，导轨13倾斜地装到支承结构14上，这样使导向部件26和安装基座24侧向于容器12的内部。在最佳实施例中，芯棒排列装置16对芯棒20施加一个力，该力对倾斜角度和该装置的重量成正比。为移开上述装置或为了装配或拆除容器12，回缩侧斜的容器12的芯棒排列装置16可以两种方式之中一种来实现。参见图5、9，动力缸17装到支承结构14上，动力缸17的杆压在安装座24上，这样上述杆的延伸就把芯棒排列装置16推离开容器12。通过保持动力缸17上的压力可维持芯
排列装置16的回缩。止动器19作为额外的部件。止动器19可转动地装到固定板15上。当侧斜的芯棒排列装置16的撤回时，止动器19在导轨13的上端锁紧并保持芯棒排列装置16在回缩的位置。止动器19通过操作固定在支承结构14上的脱离机构23或一个在远距离操作杆的端部上的钩(未示出)可脱开。为单独使用动力缸17，通过转动上述止动器背向固定板15止动器19可以使之不起作用。
导向部件26由两导向板38、40组成，参见图2、4和7。如图7所示，导向板38、40具有相同的扇形前缘，该前缘根据符合核燃料芯棒和可燃毒物芯棒的尺寸要求加工制造。该两板以前后左右相互偏置的结构方式一块在另一块之上设置。该板前缘上的凸起是在两板之间交替凸出。下导向板40通过支承导向件42可滑动地装到上导向板38上，以便操作时，下导向板40前后周期动作。支承导向件42被装到上导向板38的下侧面。上导向板38依靠导杆30可滑动地装在安装基座24上。
使下导向板40相对上导向板38前后周期动作的装置是气缸44，如图2所示，气缸44被装到自上导板38底部伸出的板46上。气缸杠48向前伸出气缸44并被装到自下导板40向下伸出的板50。这样，气缸44的周期动作使气缸杆48和下导板40相对上导板38前后移动。两导板间相对运动的范围由气缸冲程或可调止动销52、54控制(见图7)。前止动销52被拧入下导向板40前通过下导向板40向前伸出，以便通过与止动板56接触控制向前的移动。后止动销54可滑动地与止动板56配合并向其后延伸与下导向板40螺纹连接，以控制下导向板40的向后移动。
在本发明的另一实施例中，芯棒排列装置16可相对容器以水平排列方向设置。安装基座24有支承板28，该支承板28有适于可滑动地接受导杆30的通孔。如图3和4所示，导杆30装在导向部件26的上部并自此向后延伸。套也可装在该孔中以减少支承板28和导杆30间的摩擦和磨损。为便于说明，另一实施例的结构差别在最佳实施例的附图中被表示为附加的结构。横杆32装到并跨接于距导向部件26最远的导杆30的端部。如图3所示，为另一实施例的弹簧提供安装点。在安装基座24的前部附近有第一弹簧固定件34，它装在支承板28上。第二弹簧固定件35被装在横杆32上。弹簧36装在两固定点之间。由于导杆30装在导向部件26上，弹簧和固定件的结合可作为偏压导向部件26向前离开安装基座24朝向并进入组装容器12。安装基座24由双定位锁紧机构62阻止其滚动。
在另一实施例中，把导向部件26锁定在回缩位置以便移开和安装组装容器12的装置是双定位锁紧机构(见图6和8)。通过转动由轴37连接到凸轮33上的螺帽31操纵双定位锁紧机构62。凸轮33的转动给锁紧轴39提供推一拉运动。凸轮33有槽，锁紧轴39可转动地装在该槽上。锁紧轴39通过导向块41可滑动地与安装基座24连接。除导向块41外，锁紧轴39还可滑动地装在安装基座24的孔中。如图3和8所示，当操作锁紧机构62时，锁紧轴39与导轨13上的孔43配合。导轨13中有两组孔。一组孔用于把芯棒排列装置16锁紧在离容器12最远的位置，以便该容器12的装配和拆卸操作。第二组孔用于当容器装料时把芯棒排列装置锁紧在适当的位置。螺帽31由弹簧45向上偏压，这样在朝上的位置上螺帽31由销47防止转动。该销47固定在螺帽31上并且从螺帽伸进到定位板49的槽中。在远距离操作杆的端部上，(未示出)，由套筒扳手转动螺帽31。当给螺帽31施加一个小的向上的力时，销47自定位板49脱开;螺帽31可任意转动。螺帽31和轴31的垂直移动受轴37中的槽的长度以及垂直限位销51的限制。垂直限位销固定在导向套53上。
在另一实施例中，松开导向部件26和安装基座24之间的弹簧张紧的装置以导向延伸锁紧装置64的方式提供(见图10)。在远距离拆卸芯棒排列装置16的情况下(如需要修理)，使用导向延伸锁紧装置64。导向延伸锁紧装置64提供一种方法在移动时把导向部件26锁定在任何位置，而取消弹簧36的作用并不需顺序锁定双定位锁紧机构62。在远距离装配芯棒排列装置16之前(如修理后)导向延伸锁紧装置64被锁定以便当芯棒排列装置16被锁定在锁紧位置(通过操作锁紧机构62)，导向部件26的伸出范围不能达到芯棒20的最后一排。在芯棒排列装置16被锁定在锁紧位置后，导向延伸锁紧装置64被松开以便导向部件26能逼近并靠在芯棒20上。通过转动装在带有螺纹的螺栓57上的螺帽55操作导向延伸锁紧装置64。螺栓57可转动地装在夹紧臂59上，该夹紧臂59可转动地装在后支承板28上。后支承板28上有导向杆61的留间隙的孔。夹紧臂59有凹槽以便夹紧导向杆61。导向杆61装在可拆卸的弹簧固定件32上。螺帽55在远距离操作的工具的一端由套筒扳手转动。(未示出)。螺帽55由盖63锁位但可转动。
缓冲导向部件26运动的装置以缓冲器60的方式提供(见图3)。在远距离装配芯棒排列装置16之后和在锁紧位置锁定芯棒排列装置16之后，导向延伸锁紧装置64被松开。松开时，缓冲器60工作以减慢导向部件26进入容器12的向前运动。缓冲器60是通过装在液压缸出口中的喷嘴抽进和排出池水的液压缸。缓冲器60有装在枢轴座25中的前支承板28上的耳轴。液压杆27装在杆安装座29上，该板29装在上导向板38上。
操作时，组装容器12被首先放置在适当位置。在装配容器12之前，利用动力缸17或双定位锁紧机构62把每一芯棒排列装置16放置在锁定位置。通过支承结构14上定位的芯棒排列装置16，导向部件26经窗口18插入到容器12中。开始时，下导向板40相对于上导向板38回缩，以便上导向板38压在容器12的内壁上。从图1可以看出在最佳实施例中沿容器12的纵向轴线使用了多个芯棒排列装置16。燃料芯棒20通过上导向板38的扇形空间每次一个进入容器12。芯棒的装料形式在每一排的相邻芯棒之间提供间隙，以便允许凸起(前扇形边缘)使每一芯棒保持在适当位置。第一排被装料后，导向部件26周期地工作使下导向板40向前伸出到下导向板38之外。这样下导向板48上的凸起压在第一排燃料芯棒20上并把第一排芯棒压在容器12的内壁上而且为通过下导向板40上的扇形空间装第二排芯棒提供空间。一但装第二排芯棒，下导向板40回缩。而倾斜的芯棒排列装置重量所产生的压力把上导向板38偏压在第二排燃料芯棒20上。这样又为通过上导向板38的扇形空间装第三排芯棒提供空间。虽然，这基本上是重复装载第一排芯棒所使用的该装置的位置。尔后，重复这一过程直到容器12装满或达到所期望的合并比。
由于本发明构思提示的范围内可以作出许多不同的实施例并且由于本根据法律的陈述要求在此所详细描述的实施例中可作出许多改进，所以在此的陈述仅作为示例说明，而是非限定的。
权利要求
1、芯棒排列系统包括
A、一个刚性支承结构。
B、设置在该支承结构上并由其支承的组装容器。
C、使芯棒在上述组装容器内定位的装置，该组装容器装在相邻于该容器的该支承结构上。
2、按权利要求1的系统，其特征在于，上述组装容器有接受上述芯棒定位装置的窗口。
3、按权利要求1的系统，其特征在于，上述芯棒定位装置包括
a、可滑动地倾斜装在上述支承结构上的安装基座，和
b、装在上述安装基座上的导向部件。
4、按权利要求3的系统，其特征在于，上述导向部件包括
a、装在上述安装基座上的导向板，
b、滑动地装在该导向板上的下导向板，
c、使下导向板相对上导向板前后周期动作的装置。
5、按权利要求3的系统，其特征在于，还包括用于缓冲该导向部件运动的装置。
6、按权利要求3的系统，其特征在于，还包括在离开该合并组装容器的回缩位置上锁定该安装基座和该导向部件的装置。
7、按权利要求4的系统，其特征在于，周期动作装置包括一个装在上导向板上并与下导向板可控制地连接的气缸。
8、按权利要求4的系统，其特征在于，下导向板以前后左右偏置的形式装在上导向板上。
9、按权利要求4的系统，其特征在于，上下导向板有相同的扇形前缘。
10、一个芯棒排系统包括
a、刚性支承结构，
b、设置在该支承结构上并由其支承的合并组装容器，
c、可滑动地倾斜装在上述支承结构的安装基座，
d、装在该安装基座上的导向部件，和
e、具有接受该导向部件窗口的合并组装容器。
11、按权利要求10的系统，其特征在于，该导向部件包括
a、装在该安装基座上的上导向板，
b、滑动地装在该上导向板上的下导向板，
c、使下导向板相对上导向板前后周期动作的装置。
12、按权利要求10的系统，其特征在于，还包括缓冲该导向部件运动的装置。
13、按权利要求10的系统，其特征在于，还包括在离开该组装容器的回缩位置锁定该安装基座和导向部件的装置。
14、按权利要求11的系统，其特征在于，该周期动作装置包括一个装在该上导向板上并可控制地与下导向板连接的气缸。
15、按权利要求11的系统，其特征在于，该下导向板以前后左右偏置的形式装在该上导向板上。
16、按权利要求11的系统，其特征在于，上下导向板具有相同的扇形前缘。
17、一种芯棒排列系统包括
a、刚性支承结构，
b、设置在该支承结构上并由其支承的合并组装容器，
c、可滑动地装在该支承结构上并倾斜于该合并组装容器的安装基座，
d、装在该安装基座上的上导向板，
e、滑动地以偏置的形式装在该上导向板的下导向板，
f、使该下导向板相对该上导向板前后周期动作的装置，
g、具有接受该上下导向板的窗口的合并组装容器。
18、按权利要求17的系统，其特征在于，还包括装在该上导向板上的缓冲器以减缓该导向部件相对该安装基座的运动。
19、按权利要求17的系统，其特征在于，该上下导向板具有相同的扇形前缘。
20、按权利要求19的系统，其特征在于，该系统这样的方式排列芯棒，该方式在相邻的芯棒间提供间隙，该间隙允许上述扇形前缘把每一芯棒保持在适当的位置上。
全文摘要
核燃料芯棒或可燃毒物芯棒的芯棒排列系统。支承结构设置有垂直容纳芯棒的组装容器。装料方式在芯棒间提供间隙以便凸起使每一芯棒保持定位。一个或多个芯棒排列装置垂直地沿着并倾斜于该容器设置。该装置提供一种三角形节距的装料方式。安装基座的导向部件有带有扇形前缘的两个导向板。导向板相互偏置。气缸使一导向板前后周期动作以每次单个燃料芯棒的装成一排。导向板的倾斜重量使其压在芯棒上防止芯棒不应有的移动。
文档编号H01H50/02GK1038179SQ8910340
公开日1989年12月20日 申请日期1989年5月20日 优先权日1988年5月20日
发明者杜格莱斯·吉福里·阿提科斯, 米奇尔·吉斯顿·克里, 弗里得·莱·曼申, 卡尔顿·尤格尼·斯亭尼特 申请人:巴布考克和威尔科斯公司