一种气冷堆外侧石墨更换装置的制作方法

本实用新型属于核技术领域，尤其是涉及一种气冷堆外侧石墨更换装置。

背景技术：

石墨是一种优良的中子慢化剂，并且良好的抗热冲击性能，在高温气冷堆的采用了石墨作为慢化剂。石墨被制造成碳砖安装在堆芯外侧，反应堆的寿命一般为60年，而碳砖在受辐照使用30～40年时便会发生失效，因此在反应堆运行周期中需要对碳砖进行更换。碳砖在气冷堆中放置于堆芯外侧，呈圆周状布置，由于压力容器此时辐射较大，不便进行完全拆卸，因此需要采用更换装置深入压力容器内并平移到堆芯外侧更换碳砖。更换机构应该能够完成竖直、水平和旋转三个方向的运动。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种气冷堆外侧石墨更换装置，可以实现整个机构的竖直、水平及旋转操作，可以用于气冷堆外侧碳砖的远程更换，在用于气冷堆外侧碳砖更换时避免了压力容器法兰的及螺栓等拆卸，提高了压力容器的装配的可靠性；减少了需要操作的反应堆含辐射零件数量，降低了操作人员所受的辐射量。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种气冷堆外侧石墨更换装置，由上至下设置的安装座、主体立柱支撑、碳砖抓取平台和碳砖钩爪组合件；所述安装座用于支撑整个抓取机构及导轨；所述主体立柱支撑在电机作用下旋转，从而带动所述碳砖抓取平台的旋转；所述碳砖抓取平台包括相互独立的上平台、中平台和下平台，所述上平台实现水平移动，所述中平台和所述下平台实现水平移动；所述碳砖钩爪组合件通过电磁铁实现上下开合，用于抓取和释放碳砖。

进一步的，所述安装座由上轴承座、上安装座、下轴承座和下安装座组成；所述上轴承座安装于所述上安装座上部，所述下轴承座通过螺栓固定于所述上安装座上，所述下安装座通过螺栓与所述上安装座连接，所述下安装座通过螺栓活动连接压力容器法兰上端面。

进一步的，所述下安装座为圆柱形筒体，且筒体侧面开有矩形槽。

进一步的，所述主体立柱支撑由上传动齿轮、轴套、主体立柱和齿轮轨道组成；所述主体立柱上部通过螺栓连接所述上传动齿轮，用以驱动所述主体立柱的旋转，所述轴套安装在所述主体立柱上部的两个轴承之间，所述齿轮轨道通过螺栓固定在中空的所述主体立柱的下部。

进一步的，所述立柱主体采用分段式方法进行连接，由外筒上段、楔形垫块、螺栓螺母、内筒和外筒下段组成；所述内筒和所述外筒上段均开孔，且孔径均大于所述楔形垫块，所述楔形垫块放置在所述内筒和所述外筒上段的开孔中间，所述内筒依靠重力对所述楔形压块进行向下压紧，所述外筒下段通过螺栓螺母与所述内筒连接固定。

进一步的，所述碳抓取平台由上电机、上齿轮箱、上平台、中电机、下电机、中平台、下平台和定位装置组成。所述上电机与所述上齿轮箱通过螺栓固定在所述上平台上，所述上齿轮箱伸出齿轮轴与齿轮导轨配合可以实现上下位移；所述中电机通过螺栓固定在所述中平台上，在所述中平台内部伸出齿轮和齿轮轴，可以实现所述中平台的水平位移；所述下电机通过螺栓固定在所述下平台上，在所述下平台内部伸出齿轮轴，可以实现所述下平台的水平位移；所述定位装置通过螺栓固定在所述下平台上。

进一步的，所述碳砖钩爪组合件包含两个钩爪，两个所述钩爪平行的安装于所述下平台上。

相对于现有技术，本实用新型所述的气冷堆外侧石墨更换装置具有以下优势：

本实用新型能够实现整个机构的竖直、水平及旋转操作，可以用于气冷堆外侧碳砖的远程更换，在用于气冷堆外侧碳砖更换时避免了压力容器法兰的及螺栓等拆卸，提高了压力容器的装配的可靠性；减少了需要操作的反应堆含辐射零件数量，降低了操作人员所受的辐射量。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为主体立柱支撑和碳砖抓取平台的侧视结构示意图；

图3为立柱主体的连接结构剖视图；

图4为更换碳砖的过程示意图。

附图标记说明：

1-安装座、11-上轴承座、12-上安装座、13-下轴承座、14-下安装座、2-主体立柱支撑、21-上传动齿轮、22-轴套、23-主体立柱、231-外筒上段、232-楔形垫块、233-螺栓螺母、234-内筒、235-外筒下段、24-齿轮轨道、3-碳砖抓取平台、31-上电机、32-上齿轮箱、33-上平台、34-中电机、35-下电机、36-中平台、37-下平台、38-定位装置、4-碳砖钩爪组合件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1、2、3、4所示，本实用新型提供一种气冷堆外侧石墨更换装置，包括：安装座1、主体立柱支撑2、碳砖抓取平台3、碳砖钩爪组合件4；所述安装座1由上轴承座11、上安装座12、下轴承座13、下安装座14组成；所述主体立柱支撑2由上传动齿轮21、轴套22、主体立柱23、齿轮轨道24组成；所述碳抓取平台3由上电机31、齿轮箱32、上平台33、中电机34、下电机35、中平台36、下平台37和定位装置38组成；所述钩爪组合件4由2个平行放置的钩爪及组成。

其中，所述上轴承座11安装于上安装座12上部。其中，下轴承座13通过螺栓固定于上安装座12上，并与轴套22配合压紧安装座下轴承；下安装座14通过螺栓与上安装座12连接，下安装座14高度根据反应堆实际高度设计，向下延伸并与压力容器上法兰螺栓连接，可以用于支撑整个更换装置。

其中，所述主体立柱支撑2由上传动齿轮21、轴套22、主体立柱23、齿轮轨道24组成。主体立柱23上部为实心，下部为空心，由于主体立柱23较长，所以主体立柱23采用分段式方法进行连接，具体如附图3所示：由外筒上段231、楔形垫块232、螺栓螺母233、内筒234、外筒下段235组成；其中内筒234和外筒上段231均开孔，且孔径均大于楔形垫块232，楔形垫块232放置在内筒234和外筒上段231的开孔中间，内筒234依靠重力对楔形压块232进行向下压紧，使压块产生水平向左的压紧力，从而与螺栓螺母233的向右拧紧力相平衡；在内筒234和外筒上段235连接好后，外筒下段235通过螺栓螺母与内筒234连接固定，实现了外筒的延长。

其中，主体立柱23上部通过螺栓连接一传动齿轮用以驱动主体立柱23的旋转；轴套22安装在立柱上部两个轴承之间；由于主体立柱23下部为中空结构，所以齿轮轨道24可以通过螺栓固定在中空的下部立柱上。

其中，所述碳抓取平台3由上电机31、上齿轮箱32、上平台33、中电机34、下电机35、中平台36、下平台37和定位装置38组成。上电机31与上齿轮箱32通过螺栓固定在上平台33上，上齿轮箱32伸出齿轮轴与齿轮导轨24配合可以实现上下位移；中电机34通过螺栓固定在中平台36上，在中平台36内部伸出齿轮和齿轮轴，可以实现中平台36的水平位移；下电机35通过螺栓固定在下平台37上，在下平台37内部伸出齿轮轴，可以实现下平台37的水平位移；定位装置38通过螺栓固定在下平台37上。

其中，所述钩爪组合件4包含两个钩爪，两个钩爪平行的安装于下平台37上，电磁铁的通断电可以实现钩爪的抓取和释放动作。

在整个更换装置中，实现抓取动作的几个主要部件为主体立柱23、上电机31、中电机34、下电机35和钩爪组合件4。具体过程：如图4所示，在更换外侧碳砖砖之前，将压力容器上端的法兰拆下，然后将本实用新型的下安装座14通过螺栓安装于法兰上；上电机31启动运转，通过齿轮箱32的作用驱动平台向下移动；中电机34启动运转，中平台34和下平台37通过安装在上平台33下方的T型导轨向水平两侧方向移动；下电机35启动运转，下平台37通过安装于中平台36下方的T型导轨向水平两侧方向进一步移动直至定位装置38上的小平面接触到外侧碳砖；待平台的水平和竖直方向移动到合适位置时启动钩爪组合件4，抓取外侧碳砖后将平台慢慢移回并将碳砖释放。若平台的角度与碳砖的角度不对中，则驱动主体立柱23上方齿轮是主体立柱23及更换平台转动到合适角度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。