核燃料組件搬運裝置的制造方法
【專利說明】核燃料組件搬運裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉參照
[0002]本申請要求2013年3月5日提交的美國專利申請序列號N0.13/785，448的優(yōu)先權(quán)，該申請題為“核燃料組件搬運裝置”，該申請通過引用被結(jié)合到本文中，并且該申請根據(jù)35U.S.C.§ 119(e)要求2013年I月24日提交的題為“伸縮爪式廢乏燃料組件搬運工具”的臨時申請序列號N0.61/756，136的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明總體上涉及用于在核能發(fā)電設(shè)施內(nèi)搬運核燃料組件的設(shè)備，更尤其涉及這樣一件設(shè)備，該設(shè)備在進行對準以便夾住頂噴嘴時將不會纏結(jié)在燃料組件的頂噴嘴的部件中。
【背景技術(shù)】
[0004]在核反應堆電站中，燃料組件的一種設(shè)計由定向成方形陣列的多個燃料元件或多個燃料棒構(gòu)成。對典型的壓水堆而言，每個燃料組件中具有約200至300個這種細長的燃料棒。位于燃料組件兩端的是引導冷卻劑(通常為水)流動通過燃料組件的頂噴嘴和底噴嘴。散布在燃料棒之中的是中空管或套管，控制棒插入到所述中空管或套管中?？刂瓢舭ㄖ凶游詹牧希⑶宜隹刂瓢舯灰迫牖蛞瞥龆鄠€引導套以有助于控制核反應。這些燃料組件還包括中央定位的測量管，其允許堆芯測量儀器在反應堆操作過程中插入。套管和測量管在頂噴嘴與底噴嘴之間突出。在頂噴嘴與底噴嘴之間，間隔設(shè)置了多個格柵以便為燃料棒提供側(cè)向的支撐。頂噴嘴位于燃料組件的上端部，并且連接到引導套的一個端部以允許整個燃料組件的負荷自底噴嘴進行承載，底噴嘴連接到引導套的另一個端部，燃料組件的重量沿引導套向上傳遞至頂噴嘴。燃料組件的頂噴嘴和底噴嘴構(gòu)造成有助于在操作過程中引導冷卻劑通過所述燃料組件。在這個構(gòu)造中，當燃料組件從頂噴嘴提升時燃料棒的重量由引導套承載而不是由燃料棒承載。
[0005]在平衡堆芯中，在典型的燃料組件從反應堆拆除并且通過換料管道在水下被運送到反應堆安全殼外的廢乏燃料獨立廠房中的廢乏燃料池之前，所述燃料組件將經(jīng)歷三個操作循環(huán)。
[0006]在搬運燃料組件時，在反應堆頂蓋以及上內(nèi)部構(gòu)件被拆除后，將夾具(例如換料起重桿或其他橋吊)布置在反應堆上并連接到燃料組件的頂噴嘴。然后由換料機將燃料組件從堆芯提升，換料機將燃料組件在水下運送通過位于反應堆容器上方的安全殼中的淹沒區(qū)至燃料組件運送車上。運送車將燃料組件轉(zhuǎn)移到水平位置，這樣其可以穿過連接到廢乏燃料池的換料通道。廢乏燃料間中的單獨的燃料搬運機將燃料組件立起并且將其運送到廢乏燃料池內(nèi)的支架內(nèi)的適當位置。
[0007]如以上所述的為燃料組件的特定類型構(gòu)建的廢乏燃料組件搬運工具的現(xiàn)有的設(shè)計包括位于該搬運工具的工具機頭下方的具有固定高度的夾爪。通過提升或下降驅(qū)動器使這些夾爪在閉鎖位置與解鎖位置之間樞轉(zhuǎn)。此設(shè)計需要操作者將該工具下降到燃料組件上直到該工具擱置于燃料組件的頂噴嘴上。上述的現(xiàn)有的工具結(jié)合了必須由技術(shù)人員插入到頂噴嘴上的兩個對準“S孔”中的兩個對準“S銷”。如果這些銷與孔未正確對準，所述工具會下降到夾爪與頂噴嘴的限制彈簧接觸或產(chǎn)生干擾的方位。這樣的干擾會使夾爪在需要非正態(tài)恢復作用的壓緊彈簧下鎖定。在2012年的春天，一個換料機的夾爪下降到燃料組件上并且由于夾爪與頂噴嘴的相互作用而卡住，造成換料中斷達七天的延誤。在2012年的秋天，下降到燃料組件上的一廢乏燃料工具因夾爪與頂噴嘴的相互作用而卡住，導致了 18小時的延誤。
[0008]換料操作通常決定電力中斷的關(guān)鍵路徑，電力中斷期間必須以相對高的價格購買替代電能。使換料過程延遲的任何問題都必須盡可能避免。
[0009]因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種燃料搬運工具設(shè)計，其不會不利地卡在頂噴嘴的部件中。
[0010]此外，本發(fā)明的另一目的是提供一種易于操作的工具設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的這些目的和其他目的通過具有構(gòu)造成用于連接到橋吊或其他絞車上的吊環(huán)的燃料組件搬運工具來實現(xiàn)。吊環(huán)板則連接到吊環(huán)并由吊環(huán)自由地支撐。工具主體在上端處由吊環(huán)板自由地支撐，并且所述工具主體在吊環(huán)板和下端之間延伸，上端與下端之間的長度被設(shè)置成以便能夠抵達燃料組件的頂噴嘴。工具機頭連接到工具主體的下端并且所述工具機頭的尺寸設(shè)置成用于將夾爪組件納入撤回位置，使得當工具機頭接觸頂噴嘴或擱置在頂噴嘴上時夾爪組件與燃料組件的頂噴嘴脫離接觸。該夾爪組件能夠操作以在橋吊或其他絞車提升所述吊環(huán)時從夾爪組件的撤回位置向下延伸至伸展位置以便夾住燃料組件的頂噴嘴的一部分，從而支撐燃料組件。優(yōu)選地，從所述吊環(huán)板可以使用驅(qū)動臂，并且所述驅(qū)動臂能夠操作以將夾爪組件延伸至伸展位置或?qū)A爪組件撤回至撤回位置。
[0012]在一個實施例中，通過以直線運動相應地提升或下降所述驅(qū)動臂來將夾爪組件移動到撤回位置或伸展位置。在一個這樣的實施例中，當降下驅(qū)動臂時夾爪組件完全地夾住燃料組件。理想地，夾爪組件可靠地鎖定在該完全撤回位置中和完全伸出位置中。在另一個實施例中，燃料組件搬運工具包括從工具機頭向下延伸的引導銷，所述引導銷用于使工具機頭與燃料組件的頂噴嘴對準。
【附圖說明】
[0013]當結(jié)合附圖的內(nèi)容進行閱讀時，根據(jù)下文對優(yōu)選實施例的描述可以進一步理解本發(fā)明。
[0014]圖1為能夠得益于本發(fā)明的搬運工具的燃料組件的局部剖視立面圖，該燃料組件以豎直地縮短的形式示出，并且為清楚起見而去除了部分結(jié)構(gòu)；
[0015]圖2為示出了吊環(huán)、驅(qū)動器把手、主體以及工具機頭的本發(fā)明的燃料組件搬運工具的一個實施例的透視圖，并且主體以豎直地縮短的形式示出；
[0016]圖3為圖2所示的燃料組件搬運工具的剖視圖；
[0017]圖4為圖3所示的工具機頭的放大剖視圖；
[0018]圖5為夾爪顯示為收回狀態(tài)的工具機頭的透視圖；以及
[0019]圖6為夾爪顯示為處于伸展位置的工具機頭的透視圖。
【具體實施方式】
[0020]參看附圖，尤其是圖1，其示出了在壓水堆中應用的類型的核燃料組件的立面圖，所述核燃料組件以豎直地縮短的形式顯示并且總體上用附圖標記10表示。燃料組件10具有結(jié)構(gòu)框架，所述結(jié)構(gòu)框架在其下端包括底噴嘴12。在燃料組件10的使用壽命期間內(nèi)，底噴嘴12將燃料組件10支撐于核反應堆(未顯示)的堆芯區(qū)域中的下芯支撐板14上。除底噴嘴12以外，燃料組件10的結(jié)構(gòu)框架還在其上端包括頂噴嘴16以及數(shù)個引導管或引導套18，所述數(shù)個引導管或引導套在底噴嘴12和頂噴嘴16之間縱向延伸，并且在相對的端部處剛性地附接至所述底噴嘴以及頂噴嘴。
[0021]燃料組件10還包括多個橫向柵格20，以及細長的燃料棒22的定向陣列，多個橫向柵格沿引導套18軸向地間隔開并且安裝至所述引導套，而細長的燃料棒由柵格20橫向地間隔開并且由柵格支撐。此外，組件10具有位于其中央的測量管24，并且所述測量管在底噴嘴12與頂噴嘴16之間延伸并且安裝至底噴嘴以及頂噴嘴。在這種部件布置的情況中，燃料組件10形成為能夠在不有害于多個部件的裝配的情況下進行便捷地搬運的一體化單
J L.ο
[0022]如上所述，燃料組件10中形成陣列的燃料棒22通過沿燃料組件的長度間隔開的柵格20保持成彼此間隔開的位置關(guān)系。每個燃料棒22包括核燃料芯塊26，并且在其相對的端部處由上端栓28和下端栓30閉合。芯塊26保持成堆垛，所述堆垛通過設(shè)置在上端栓28與芯塊的堆垛的頂端之