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CN103165205A - 燃料组件卡涩液压分离工具 - Google Patents

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CN103165205A
CN103165205A CN2011104148324A CN201110414832A CN103165205A CN 103165205 A CN103165205 A CN 103165205A CN 2011104148324 A CN2011104148324 A CN 2011104148324A CN 201110414832 A CN201110414832 A CN 201110414832A CN 103165205 A CN103165205 A CN 103165205A
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China
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hydraulic
piston
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周淼
胡卉桦
张斌
乔素凯
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China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
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Research Institute of Nuclear Power Operation
China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
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Abstract

本发明涉及一种燃料组件与堆内上部构件之间卡涩的液压分离工具。该工具包括手摇液压泵、高压软管、管接头和分离缸；分离缸包括顶盖、缸体、活塞、导向杆、弹簧和分离爪；缸体的顶面向缸体内部竖直开有三个圆柱形空腔，三个空腔整体成三角形布置；在第一空腔中设置有活塞，在第一空腔下部的缸体上开有液压介质入口；在第二空腔和第三空腔中分别设置有一根导向杆，每根导向杆均外套有弹簧；顶盖位于缸体上端，活塞和两根导向杆的上端分别与顶盖固定连接；在缸体靠近第一空腔的外侧面上连接有分离爪；手摇液压泵的出口与高压软管的一端连接，高压软管的另一端通过管接头与液压介质入口连接。该工具可实现燃料组件与堆内上部构件卡涩时的分离。

Description

燃料组件卡涩液压分离工具
技术领域
本发明属于液压分离用工具，具体涉及一种燃料组件与堆内上部构件之间卡涩的液压分离工具。
背景技术
如图5所示，由于多种复杂因素的累积效应，使得堆内上部构件15的导向销18偏离燃料组件导向孔，导致该组燃料组件与堆内上部构件15之间发生卡涩现象，起吊堆内上部构件15时将此燃料组件带起。此时如果没有安全有效的分离手段，一旦外部因素导致卡涩的燃料组件突然坠落，将造成燃料组件的报废，甚至损坏堆芯内其它燃料组件和设备，存在安全风险。截至目前，国外压水堆核电站已发生多起起吊堆内上部构件15时，将燃料组件带起的事件，以致延误大修换料时间，造成巨大经济损失。因此，急需一种专用分离工具处理此类情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料组件卡涩液压分离工具，以满足上述需求，保证燃料组件和堆内设备安全，减少换料时间的延误和核电站经济损失。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种燃料组件卡涩液压分离工具包括手摇液压泵、高压软管、管接头和分离缸；分离缸包括顶盖、缸体、活塞、导向杆、弹簧和分离爪；缸体的顶面向缸体内部竖直开有三个圆柱形空腔，其中第一空腔位于缸体中心轴的一侧，第二空腔和第三空腔位于缸体中心轴的另一侧，与第一空腔相对，三个空腔整体成三角形布置；在第一空腔中设置有活塞，在第一空腔下部的缸体上开有液压介质入口；在第二空腔和第三空腔中分别设置有一根导向杆，每根导向杆均外套有弹簧；活塞与导向杆均可以在各自的空腔中上下运动；顶盖位于缸体上端，其上与缸体三个空腔对应位置分别开有三个通孔，活塞和两根导向杆的上端分别插入顶盖的三个通孔中，并与顶盖固定连接；在缸体靠近第一空腔的外侧面上连接有分离爪，分离爪的形状与受压板簧和上管座之间的空间形状相匹配；手摇液压泵的出口与高压软管的一端连接，高压软管的另一端通过管接头与液压介质入口连接。
在所述的手摇液压泵的出口与高压软管之间、高压软管与管接头之间分别设置有快换接头。
在所述的快换接头与手摇液压泵的出口之间设置有压力表。
所述的第二空腔与第三空腔的连线垂直于第一空腔与缸体中心轴的连线。
所述的缸体通过螺钉连接有分离爪。
该工具的材料为不锈钢。
该工具中的液压介质采用去离子水。
本发明所取得的有益效果为：
本发明所述燃料组件卡涩液压分离工具可以实现燃料组件与堆内上部构件卡涩时的分离，保证燃料组件和堆内设备的安全，避免燃料组件损坏造成放射性风险和大修换料时间的延误。
本发明所述燃料组件卡涩液压分离工具的液压系统，即手摇液压泵-分离缸采用工程应用较少的水液压技术，液压介质采用去离子水，且整套液压系统的设备均采用无油润滑装置，主要元器件为不锈钢材质，以满足较大的分离力，同时保证反应堆水池的水质不受到丝毫污染。
附图说明
图1为本发明所述燃料组件卡涩液压分离工具结构图
图2为本发明所述燃料组件卡涩液压分离工具的分离缸侧剖图；
图3为本发明所述燃料组件卡涩液压分离工具的分离缸主视图；
图4为本发明所述燃料组件卡涩液压分离工具的分离缸俯视图；
图5为燃料组件与上部构件卡涩情况示意图；
图中：1、手摇液压泵；2、压力表；3、快换接头；4、高压软管；5、管接头；6、顶盖；7、缸体；8、活塞；9、导向杆；10、弹簧；11、分离爪；12、螺钉；13、分离缸；14、液压介质入口；15、堆内上部构件；16、板簧；17、上管座；18、导向销。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明所述燃料组件卡涩液压分离工具包括手摇液压泵1、压力表2、快换接头3、高压软管4、管接头5和分离缸13；如图2、图3、图4所示，分离缸13包括顶盖6、缸体7、活塞8、导向杆9、弹簧10和分离爪11；其中在缸体7的顶面向缸体7内部竖直开有三个圆柱形空腔，其中第一空腔位于缸体7中心轴的一侧，第二空腔和第三空腔位于缸体7中心轴的另一侧，与第一空腔相对，且第二空腔与第三空腔的连线垂直于第一空腔与缸体7中心轴的连线，三个空腔整体成三角形布置；在第一空腔中设置有活塞8，在第一空腔下部的缸体7上开有液压介质入口14；在第二空腔和第三空腔中分别设置有一根导向杆9，每根导向杆9均外套有弹簧10；活塞8与导向杆9均可以在各自的空腔中上下运动；顶盖6位于缸体7上端，其上与缸体7三个空腔对应位置分别开有三个通孔，活塞8和两根导向杆9的上端分别插入顶盖6的三个通孔中，并与顶盖6固定连接；在缸体7靠近第一空腔的外侧面上通过螺钉12连接有分离爪11，分离爪11的形状与受压板簧16和上管座17之间的空间形状相匹配；手摇液压泵1的出口与高压软管4的一端连接，高压软管4的另一端通过管接头5与液压介质入口14连接，在手摇液压泵1的出口与高压软管4之间、高压软管4与管接头5之间分别设置有快换接头3，在快换接头3与手摇液压泵1的出口之间设置有压力表2。
其中：手摇液压泵1为该液压分离工具的动力源，为分离缸13提供动力；压力表2监测分离过程中的压力变化，根据压力变化人工控制手摇液压泵1的动作；快换接头3、高压软管4和管接头5用于实现手摇液压泵1与分离缸13之间的介质传输；通过分离缸13实现燃料组件卡涩的分离动作；通过顶盖6与堆内上部构件15接触；缸体7为其它零件提供支撑和安装基础；通过活塞8的顶升推动顶盖6运动，实现卡涩燃料组件的分离动作；导向杆9为活塞8的上下运动提供导向，同时根据三点确定一个平面的原则，两根导向杆9与活塞8确定顶盖6这个平面，使顶盖6运动时保持水平；通过弹簧10实现活塞8和顶盖6的回位；通过分离爪11实现燃料组件的分离，分离爪11是该分离工具中最为关键的部件，它利用板簧16与上管座17之间的狭小间隙，与顶盖6一同实现卡涩燃料组件的分离。
该分离工具主要是在堆内上部构件15与反应堆法兰面保护环之间的间隙实现燃料组件与堆内上部构件15的安全分离。因为辐射防护的原因，工作时分离工具在9m深水下完成，人在+20m平台水池岸边远程操作。出于安全考虑，在起吊堆内上部构件15时，一旦发现有燃料组件随之带起，马上停止提升堆内上部构件15，此时堆内上部构件15与反应堆法兰面保护环之间的间隙很小(300mm以内)，在此间隙内除分离工具外，还需要安装有支撑分离后的燃料组件的辅助部件。另外分离与堆内上部构件15卡涩的燃料组件需要较大的分离力，一般气动执行元件难以在如此小尺寸条件下提供如此大的分离力，为了满足较大的分离力，保证反应堆水池的水质不受到丝毫污染，该分离工具的液压系统，即手摇液压泵1-分离缸13采用工程应用较少的水液压技术，液压介质采用去离子水，且整套液压系统的设备均采用无油润滑装置，主要元器件为不锈钢材质。根据燃料组件与堆内上部构件15卡涩时的空间状况，利用燃料板簧16与上管座17之间的间隙作为液压分离工具的施力点。
在对卡涩燃料组件进行分离时，将该分离工具放入堆芯水池中，使其下降至堆芯法兰面保护环上，调整其方位，使分离爪11正对需分离的卡涩燃料组件；通过特制长杆工具和水下摄像头，缓慢将分离缸13靠近卡涩燃料组件；通过水下摄像头调整分离爪13与上管座17之间的相互位置，使分离爪11刚好卡入板簧16与上管座17之间的间隙；操作人员在水池平台缓慢操作手摇液压泵1，液压介质通过快换接头3、高压软管4、管接头5和液压介质入口14进入第一空腔，推动活塞8向上运动，活塞8带动顶盖6向上运动，顶盖6与堆内上部构件15接触，以实现分离；若堆内上部构件15无法分离，则顶盖6相对堆内上部构件15静止，缸体7带动分离爪11向下相对运动，以实现分离；该过程中通过摄像头观察卡涩燃料组件与堆内上部构件15的分离情况，直至燃料组件与堆内上部构件15完全分离支撑在支承梁上时停止操作，完成卡涩燃料组件的分离操作。

Claims (7)

1.一种燃料组件卡涩液压分离工具，其特征在于：该工具包括手摇液压泵(1)、高压软管(4)、管接头(5)和分离缸(13)；分离缸(13)包括顶盖(6)、缸体(7)、活塞(8)、导向杆(9)、弹簧(10)和分离爪(11)；缸体(7)的顶面向缸体(7)内部竖直开有三个圆柱形空腔，其中第一空腔位于缸体(7)中心轴的一侧，第二空腔和第三空腔位于缸体(7)中心轴的另一侧，与第一空腔相对，三个空腔整体成三角形布置；在第一空腔中设置有活塞(8)，在第一空腔下部的缸体(7)上开有液压介质入口(14)；在第二空腔和第三空腔中分别设置有一根导向杆(9)，每根导向杆(9)均外套有弹簧(10)；活塞(8)与导向杆(9)均可以在各自的空腔中上下运动；顶盖(6)位于缸体(7)上端，其上与缸体(7)三个空腔对应位置分别开有三个通孔，活塞(8)和两根导向杆(9)的上端分别插入顶盖(6)的三个通孔中，并与顶盖(6)固定连接；在缸体(7)靠近第一空腔的外侧面上连接有分离爪(11)，分离爪(11)的形状与受压板簧(16)和上管座(17)之间的空间形状相匹配；手摇液压泵(1)的出口与高压软管(4)的一端连接，高压软管(4)的另一端通过管接头(5)与液压介质入口(14)连接。
2.根据权利要求1所述的燃料组件卡涩液压分离工具，其特征在于：在所述的手摇液压泵(1)的出口与高压软管(4)之间、高压软管(4)与管接头(5)之间分别设置有快换接头(3)。
3.根据权利要求2所述的燃料组件卡涩液压分离工具，其特征在于：在所述的快换接头(3)与手摇液压泵(1)的出口之间设置有压力表(2)。
4.根据权利要求1所述的燃料组件卡涩液压分离工具，其特征在于：所述的第二空腔与第三空腔的连线垂直于第一空腔与缸体(7)中心轴的连线。
5.根据权利要求1所述的燃料组件卡涩液压分离工具，其特征在于：所述的缸体(7)通过螺钉(12)连接有分离爪(11)。
6.根据权利要求1～5任意所述的燃料组件卡涩液压分离工具，其特征在于：该工具的材料为不锈钢。
7.根据权利要求1～5任意所述的燃料组件卡涩液压分离工具，其特征在于：该工具中的液压介质采用去离子水。
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