导向管与上管座快速可拆连接结构及方法与流程

本发明涉及核燃料组件技术领域，尤其涉及一种导向管与上管座快速可拆连接结构及方法。

背景技术：

核燃料组件一般由上管座、下管座、导向管、仪表管、格架和燃料棒等零部件构成，其中下管座、导向管、仪表管和格架组成燃料组件骨架，上管座与导向管连接起着保护燃料棒的作用。

目前燃料组件中上管座和导向管的连接方式主要为套筒螺钉与套管螺纹连接，套筒螺钉的裙边胀入上管座导向管孔的凹槽内，进而上管座与导向管连接成为一体。当燃料棒破损时需移除上管座进行更换，这时只能采用破坏套筒螺钉裙边的方法拆卸上管座，拆卸后的螺钉不可重复使用，且产生了松脱件，有落入乏池的潜在安全风险。而更换套筒螺钉时，在水下取、放、调运操作存在较大困难，利用套筒螺钉再次连接上管座与导向管的操作也更加困难。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种实现快速拆装、消除安全隐患的导向管与上管座快速可拆连接结构及导向管与上管座快速可拆连接方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种导向管与上管座快速可拆连接结构，所述上管座设有安装孔，所述快速可拆连接结构包括安装在导向管上、与所述安装孔相适配的套接组件；

所述套接组件包括套设在导向管上的套管、设置在所述套管远离导向管的一端上的连接管、可旋转套设在所述连接管上的承力环、可轴向来回移动套设在所述连接管上并可随所述承力环旋转的限位环；

所述安装孔内设有与所述承力环相抵接的台阶，所述连接管上设有数个供所述限位环可脱离卡合的卡槽；所述承力环穿进所述安装孔后通过旋转抵接在所述台阶上，所述限位环沿所述连接管轴向移动、在脱离所述卡槽后可随所述承力环旋转；在所述承力环抵接至所述台阶上后，所述限位环轴向移动复位并与另一所述卡槽卡合。

优选地，所述连接管远离套管的端部设有卡环，数个所述卡槽沿所述卡环周向间隔设置其上；所述承力环位于所述卡环朝向所述套管的一侧。

优选地，所述承力环包括承力环体、至少一个自所述承力环体上径向向外延伸的承力耳；

所述安装孔包括供所述承力环体穿过的中心部、至少一个供所述承力耳穿过的槽部，所述槽部与所述中心部相连通；所述台阶位于所述中心部的外圈并与所述槽部相接，所述承力耳穿过所述槽部后可旋转抵接在所述台阶上。

优选地，所述限位环包括限位环体、至少一个竖直设置在所述限位环体上的限位扣；所述限位环体在所述连接管上位于所述承力环远离所述卡环的一侧，所述限位扣穿过所述承力耳并可脱离卡合到所述卡槽内。

优选地，所述承力环包括对称设置的两个所述承力耳，所述限位环包括对称设置的两个所述限位扣。

优选地，所述连接管设有四个所述卡槽，四个所述卡槽在所述卡环上沿所述卡环周向均匀间隔分布；每相对的两个所述卡槽形成供两个所述限位扣卡合其中的卡位。

优选地，相邻的两个所述卡槽之间的距离不小于所述槽部的长度。

优选地，所述套管远离导向管的一端外周设有供所述上管座抵接定位其上的环形台阶。

优选地，所述套接组件还包括复位弹簧，所述复位弹簧套设在所述连接管上并抵接在所述套管和限位环之间。

本发明还提供一种导向管与上管座快速可拆连接方法，包括以下步骤：

s1、将套接组件安装在导向管的一端上；

s2、将所述套接组件上的承力环正对上管座上安装孔后穿进其中，直至上管座的一表面抵接到所述套接组件的套管上；

s3、下压所述套接组件的限位环，使其脱离连接管上的卡槽，所述卡槽解除对所述限位环的周向约束；

s4、旋转所述承力环，使其与所述安装孔内的台阶相抵接；同时带动所述限位环旋转，到位后所述限位环移动复位与另一所述卡槽卡合，完成导向管与上管座的连接。

优选地，导向管与上管座拆卸时，反向操作步骤s1-s4。

本发明的有益效果：结构简单，连接可靠；在导向管与上管座的拆卸过程中，不会产生松脱件，消除了安全隐患，解决了上管座和导向管连接不可重复拆装的问题，可进行反复拆装和安全自锁，可方便快速地在水下进行远距离拆装操作。整个连接结构在燃料组件寿期内无需更换，降低了成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的导向管与上管座快速可拆连接结构的结构示意图；

图2是图1所示快速可拆连接结构的分解结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明一实施例的导向管与上管座快速可拆连接结构，包括套接组件；上管座1上设有安装孔10，套接组件安装在导向管上并与安装孔10相适配。套接组件通过安装在导向管上与其形成一个整体结构，不会产生脱落件，消除了安全隐患；利用套接组件与安装孔10的配合锁紧，实现导向管和上管座1的连接。

其中，套接组件包括套管20、连接管30、承力环40以及限位环50。套管20套设在导向管上，根据导向管与上管座1的安装方向，主要套设在导向管的上端。连接管30设置在套管20远离导向管的一端上。承力环40套设在连接管30上，可相对连接管30旋转以与安装孔10干涉。限位环50可轴向来回移动套设在连接管30上，并可随承力环40旋转，与连接管30干涉，用于约束承力环40的周向旋转。

安装孔10内设有台阶11，与承力环40相抵接，限制套接组件脱离安装孔10。连接管30上设有数个卡槽31，供限位环50可脱离卡合其中。承力环40穿进安装孔10后通过旋转抵接在台阶11上，限位环50沿连接管30轴向移动、在脱离卡槽31后可随承力环40旋转；在承力环40抵接至台阶11上后，限位环50轴向移动复位并与卡槽31卡合，实现套接组件和上管座之间的锁紧。

具体地，又如图1、2所示，在套接组件中，套管20可为等直径的管体，其远离导向管的一端外周设有凸出的环形台阶21，供上管座1抵接定位其上。

连接管30设置在套管20的一端上，连接管30可以通过自身端部插接在套管20内与其连接，或通过焊接等方式连接在套管20的端部，或与套管20为一体连接结构。

连接管30远离套管20的端部设有卡环32，卡环32凸出在连接管30端部，承力环40位于卡环32朝向套管20的一侧。数个卡槽31沿卡环32周向间隔设置其上，贯通卡环32相对两侧面。

卡环32可为一体形成在连接管30上，与连接管30为一体结构；卡环32也可为单独结构件，通过焊接等方式固定在连接管30上。

承力环40可包括承力环体41、至少一个自承力环体41上径向向外延伸的承力耳42；承力耳42可一体形成在承力环体41上。承力耳42在承力环体41上的凸出设置，可抵接在安装孔10的台阶11上。承力耳42内侧设有孔部与承力环体41的内圈相连通，供限位环50穿过。

对应于承力环40，安装孔10包括供承力环体41穿过的中心部101、至少一个供承力耳42穿过的槽部102，槽部102与中心部101相连通；台阶11位于中心部101的外圈并与槽部102相接，承力耳42穿过槽部102后可旋转抵接在台阶11上。

限位环50包括限位环体51、至少一个竖直(轴向)设置在限位环体51上的限位扣52。限位环体51在连接管30上位于承力环40远离卡环32的一侧，限位扣52穿过承力耳42并可伸出承力环40朝向卡环32的一侧，从而可脱离卡合到卡槽31内。

在本实施例中，承力环40包括对称设置的两个承力耳42，限位环50包括对称设置的两个限位扣52。

连接管30设有四个卡槽31，四个卡槽31在卡环32上沿卡环32周向均匀间隔分布；每相对的两个卡槽31形成供两个限位扣52卡合其中的卡位，作为锁紧卡位或者解锁卡位。当然，卡槽31也不限四个，还可六个或以上。

当套接组件配合到安装孔10中的初始状态，限位扣52配合在解锁卡位中；在限位扣52随着限位环50轴向移动脱离解锁卡位后，承力环40旋转带动限位环50一起旋转，直至限位扣52对齐锁紧卡位，限位环50轴向移动复位使限位扣53配合到锁紧卡位中，形成锁紧状态。

相邻的两个卡槽31之间的距离不小于槽部102的长度，使得在限位扣52配合到卡槽31后，承力环40的承力环体41可整体离开槽部102而抵接在台阶11上。

进一步地，套接组件还包括复位弹簧60，驱使限位环50轴向移动后复位。复位弹簧60套设在连接管30上并抵接在套管20和限位环50之间。复位弹簧60的两端可分别以焊接方式固定在套管20和限位环50上。

本发明的导向管与上管座快速可拆连接方法，使用上述的导向管与上管座快速可拆连接结构实现。参考图1、2，该连接方法可包括以下步骤：

s1、将套接组件安装在导向管的一端上。

根据导向管与上管座1的安装方向，套接组件主要通过套管20与导向管配合安装在导向管的上端，从而套接组件与导向管形成一个整体结构。

s2、将套接组件上的承力环40正对上管座1上安装孔10后穿进其中，直至上管座1的一表面抵接到套接组件的套管20上。

套接组件中，限位环50的限位扣52穿过承力环40的承力耳42配合在卡槽31内。

该步骤s2操作时，将承力环40的承力耳42对准安装孔10的槽部102，将承力环40从上管座1一侧穿进安装孔10内，通过安装孔10露出上管座1的另一侧。上管座1下表面与套管20的环形台阶21相配合，使上管座1和套管20定位。

s3、下压套接组件的限位环50，使其脱离连接管30上的卡槽31，卡槽31解除对限位环50的周向约束；

该步骤中，可使用专用工具下压限位环50，压缩复位弹簧60，限位环50沿连接管30轴向向套管20方向移动。限位环50的移动使得限位扣52脱离卡槽31，为承力环40的旋转、限位环50旋转进入做准备。

s4、旋转承力环40，使承力环40与安装孔10内的台阶11相抵接，同时带动限位环50旋转，到位后限位环50移动复位与另一卡槽31卡合，完成导向管与上管座的连接。

其中，承力环40旋转的角度根据相邻两个卡槽31之间的夹角或距离而定。当承力环40旋转带动限位环50旋转至限位扣52与卡槽31对准时，限位环50在复位弹簧60作用下沿连接管30轴向向远离套管20的方向移动，驱使限位扣52进入卡槽31，同时承力环40的承力耳42离开安装孔10的槽部102而抵接到台阶11上，从而套接组件与安装孔10之间形成一个锁定的状态。

当将导向管与上管座1之间进行拆卸时，反向操作步骤s1-s4即可，操作快速简便。

综上，本发明的快速可拆连接结构及方法，方便燃料组件中破损燃料棒的更换，具有方便快装、快卸和自锁保险功能；整个连接结构在燃料组件寿期内无需更换，降低了维修成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。