一种核反应堆中子测量通道安装设备

技术领域

本发明涉及核电站核反应堆检修工具技术领域，具体涉及一种核反应堆中子测量通道安装设备。

背景技术

田湾核电站1-4号VVER机组反应堆堆芯163组燃料组件内，根据堆芯监测要求，安装有54根中子温度测量通道，用于反应堆堆芯的中子通量密度及冷却剂温度实时监测。机组正常运行期间，54根中子温度测量通道一直安装在堆芯。在机组大修期间，堆芯卸料完成后，进行中子温度测量通道人工拔出工作。在堆芯装料完成后，进行中子温度测量通道的人工安装工作。具体安装流程如下，在保护管组件运输平台运输到位后，工作人员通过将事先准备的54根绳索绑束到中子温度测量通道的密封位置，并固定在保护管组件运输平台第3层，在将所有中子温度测量通道绑束好后，由保护管组件运输平台第1层人员对绳索进行拉紧操作，保持中子温度测量通道的竖直，由操作人员在保护管组件运输平台第3层对中子温度测量通道进行手动安装，安装到位后中子温度测量通道解除固定绳索并加盖保护装置。

在人工进行中子温度测量通道的安装过程中，存在以下问题：

1.目前仅能通过人力进行中子温度测量通道的安装，无法实现安装自动化；

2.仅通过绳索对中子温度测量通道进行绑束固定，有异物脱落风险；

3.人员完成全部的54根中子温度测量通道安装，人工相互配合繁琐，人工固定时间长；

4.由于工作环境温度高、辐射剂量高，导致单人工作时间受限制，人员安装中子温度测量通道个数有限，整体工作时间较长；

5.人员需多次轮换才能完成整体工作，存在人员中暑、集体辐射剂量偏高等风险；

通过对目前中子温度测量通道安装经验的总结反馈，存在以上突出问题需采取优化改进措施予以解决，主要考虑到上述工作人工操作的不利因素，研制了一种核反应堆中子测量通道安装设备，以提高核反应堆控制保护系统检修作业效率，缩短大修关键路径工作时间，降低人员中暑风险，减少消耗的人工时和集体剂量。以实现中子温度测量通道自动安装工作，提出一种核反应堆中子温度测量通道安装设备。

发明内容

本发明的目的在于：提针对现有核反应堆中子测量通道的安装问题，公开了一种核反应堆中子测量通道安装设备，包括：立柱；环形座，环形座与定位筒相互配合，套在定位筒上，支撑整体结构；定位筒，定位筒与环形座及旋转安装部件相互配合，卡在圆槽处，起到定位的作用；旋转安装部件，旋转安装部件与立柱相连接，两者紧密贴合，旋转安装部件带动立柱自由转动，以满足不同工作情况下的要求。

本发明的技术方案如下：一种核反应堆中子测量通道安装设备，包括立柱、环形座、定位筒、旋转安装部件,旋转安装部件与立柱相连接，两者紧密贴合；旋转安装部件与环形座通过定位筒定位安装配合；

立柱上设有固定外壳、立柱筋,立柱筋固定在外壳上；上银直线导轨线性滑轨A、上银直线导轨线性滑轨B用螺栓固定在外壳上；手柄连接在外壳的左右两侧；丝杆座A、丝杆座B与外壳上表面螺栓连接；丝杆上承载托板，并在托板之上安装拉压力传感器，并通过拉压力传感器安装板固定；托板与滑托板相接触，斜拉筋连接滑脱板和夹爪部件；立柱底板与固定外壳、立柱筋固定相连，并且在立柱底板中间开有一个圆槽，用于与定位筒的配合；上柱立盖与顶部支撑部件通过螺栓连接。

夹爪部件上设有中心支架；中心支架与斜拉筋相贴固定；压簧组件向中心支架压紧左右夹板；导向杆穿过左右夹板、中心支架；左右压板压紧压簧组件，并用螺栓固定在直线模组上；中子测量通道与夹紧橡胶相接触；调速电机与丝杆相连，并套有加紧电机座。

环形座包括环形支撑板、环形支腿、环形支撑筋；环形支撑板与定位筒相互配合，支撑立柱；环形支撑筋限制环形支腿的自由晃动。

旋转安装部件包括旋转安装板和环形支腿。

立柱筋用螺栓固定在外壳上。

银直线导轨线性滑轨A、上银直线导轨线性滑轨B用螺栓固定在外壳上。

丝杆座A、丝杆座B通过角接触球轴承支承丝杆。

斜拉筋用螺栓连接滑脱板和夹爪部件。

立柱底板与固定外壳、立柱筋通过螺栓固定相连

在立柱底板中间开有一个圆槽，用于与定位筒的配合。

本发明的显著效果在于：

1.目前同型号VVER核电站均只能通过人工手动进行中子温度测量通道的安装，劳动强度高，效率低，本发明率先应用于中子温度测量通道的自动安装工作，降低劳动强度，提高工作效率；

2.本发明应用机械夹紧保护装置，可根据需要调节固定力值；

3.本发明采用了拉压力传感器用于实时监测力的大小，防止因为力的不稳定导致中子测量通道发生变形；

4.本发明的导向杆穿过左右夹板与中心支架，对工作的零部件起到定位导向的作用；

5.本发明设计了快装模块，能够快速进行中子测量通道的安装，提高工作效率；

6.本发明加持部位设备有弹簧，设置预留一定的压缩量，保证加持中子测量通道不变形；

7.本发明可在复杂的核电站反应堆作业环境下高效率地完成中子测量通道的安装作业。

附图说明

图1是核反应堆中子测量通道安装设备的示意图；

图2是立柱的示意图；

图3是夹爪部件的示意图；

图4是环形座的示意图；

图5是旋转安装部件的示意图；

图6是核反应堆中子测量通道安装设备在平台上固定示意图；

图中：立柱(1)、环形座(2)、定位筒(3)、旋转安装部件(4)

固定外壳(11)、立柱筋(12)、上银直线导轨线性滑轨(13、14)、丝杆(15)、托板(16)、滑脱板(17)、夹爪部件(18)、立柱底板(19)、上柱立盖(110)、丝杆座(111、112)、拉压力传感器安装板(113)、顶部支撑部件(114)、手柄(115)、斜拉筋(116)、顶紧装置(117)、拉压力传感器(118)

中心支架(181)、左右夹板(182)、减速器(183)、加紧电机座(184)、直线模组(185)、左右压板(186)、导向杆(187)、压簧组件(188)、夹紧橡胶(189)；

环形支撑板(21)、环形支腿(22)、环形支撑筋(23)、

旋转安装板(41)、环形支腿(42)、

中子测量通道(51)。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细说明：

一种核反应堆中子测量通道安装设备，包括：立柱1、环形座2、定位筒3、旋转安装部件4。环形座2套在定位筒3上，支撑整体结构；定位筒3与环形座2及旋转安装部件4相互配合，卡在圆槽处，起到定位的作用；旋转安装部件4与立柱1相连接，两者紧密贴合，旋转安装部件4带动立柱1自由转动，以满足不同工作情况下的要求。

立柱1上设有固定外壳11、立柱筋12、上银直线导轨线性滑轨A13、上银直线导轨线性滑轨B14、丝杆15、托板16、滑脱板17、夹爪部件18、立柱底板19、上柱立盖110、丝杆座A111、丝杆座B112、拉压力传感器安装板113、顶部支撑部件114、手柄115、斜拉筋116、顶紧装置117、拉压力传感器118；立柱筋12用螺栓固定在外壳11上，使得整体结构更加稳定，更能充分发挥受力的特性；上银直线导轨线性滑轨A13、上银直线导轨线性滑轨B14用螺栓固定在外壳11上,为夹爪部件18提供移动的轨道使其能左右横向滑动；手柄115通过螺栓连接固定在外壳11的左右两侧，便于人为移动整个设备；丝杆座A111、丝杆座B112与外壳11上表面螺栓连接，并通过角接触球轴承支承丝杆15；丝杆15上承载这托板16，并在托板16之上安装拉压力传感器118，用拉压力传感器安装板113固定，拉压力传感器118用于实时监测力的大小，防止因为力的不稳定导致中子测量通道51发生变形；托板16与滑托板17相接触，滑托板17对夹爪部件18起到支撑的作用；斜拉筋116用螺栓连接滑脱板17和夹爪部件18，对夹爪部件18起到固定约束的作用，并且还能分散夹爪部件18底部的受力；立柱底板19与固定外壳11、立柱筋12通过螺栓固定相连，并且在中间开有一个圆槽，用于与定位筒3的配合；上柱立盖110与顶部支撑部件114通过螺栓连接两者；顶部支撑部件114中的顶紧装置117)调整高度将上顶板顶至平台的上方，从而使整个设备整体固定不动；整个立柱1部分，其中的夹爪部件18能在滚珠丝杠上做上下往复运动，实现对中子测量通道51安装的上下位置的控制。

夹爪部件18设有中心支架81、左右夹板182、减速器183、加紧电机座184、直线模组185、左右压板186、导向杆187、压簧组件188、夹紧橡胶189；中心支架181与斜拉筋116相贴固定，在夹爪部件18中支承整体结构；左右夹板182由压簧组件188向中心支架181压紧，使其能够固定；导向杆187穿过左右夹板182与中心支架181，对工作的零部件起到定位导向的作用；左右压板186向内压紧压簧组件188，并在下方用螺栓固定在直线模组185上，当直线模组185顺时针转动时会夹紧中子测量通道51，当其逆时针转时会松开中子测量通道51，夹紧时通过压簧组件188的变形量来控制夹紧力，当直线模组185夹到最紧位置时，弹簧仍留有一定的压缩量，以保证中子测量通道51不会被夹变形；中子测量通道51与夹紧橡胶189相接触，防止硬接触使中子测量通道51压变形；设备能实现三根中子测量通道同时夹紧，并向下安装；调速电机183通过梅花联轴器与丝杆相连并套有加紧电机座184，为直线模组185的旋转运动提供能源动力。

环形座2由环形支撑板21、环形支腿22、环形支撑筋23组成；能使整体设备在工作时保持平衡，环形支撑板21与定位筒3相互配合，上方支撑立柱1；环形支撑筋23能限制环形支腿22的自由晃动，使三条环形支腿22保持平行，站立平稳，保证安装的稳定性。旋转安装部件4由旋转安装板41和环形支腿42组成，其主要功能为带动上方的立柱1部分自由旋转，其通过定位筒3来定位、旋转；旋转安装部件4与环形座2通过定位筒3定位安装配合。

立柱1上的丝杠导轨能控制夹爪部件18的上下移动，使其移动到指定的工作位置；夹爪部件上的直线模组185能控制压簧组件188的夹紧与放松，使得中子测量通道51能够平稳地安装插入。

综上，核反应堆中子测量通道安装设备的发明，实现了堆芯探测器安装的快速完成，在提高工作效率的同时，降低了人员集体剂量，降低了人员在高温高辐射环境中长时间工作的中暑及辐射剂量超标风险，该工具设计使用低压电源驱动，同时兼顾防异物、防损伤等功能，该工具在现场的使用，直接减少人员在高辐射环境下的设备操作时间，产生明显社会效益及经济效益，同时可有效地降低了工作组人员集体剂量水平，实现辐射防护的ALARA原则(合理可行尽量低)。