一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，包括有环形的真空室，所述真空室内安装有环形的包层，真空室底部铺设有底部环向导轨，底部环向导轨上滑动配合有底部包层转运装置真空室顶部设有若干间隔分布的上颈管，每个上颈管的内壁均铺设有纵向轨道；包括有可以与每个纵向轨道均滑动配合的顶部转运平台；本发明专利技术采用大模块化包层结构，有效的减少了维护转运时间，且转运设备集成度高、重心低，运行过程更加平稳，安全可靠。

A Cladding Teleoperation Transport Device for Maintenance of Nuclear Fusion Devices

The invention discloses a cladding teleoperation transporting device for maintenance of nuclear fusion devices, including a ring-shaped vacuum chamber, in which a ring-shaped cladding is installed, a bottom ring guide rail is laid at the bottom of the vacuum chamber, and a plurality of upper neck tubes with spaced distribution are arranged at the top of the vacuum chamber with a bottom cladding transporting device sliding on the bottom ring guide rail, and the inner wall of each upper neck tube is laid. The invention adopts a large modular cladding structure, effectively reduces the maintenance and transshipment time, and has high integration degree of transshipment equipment, low gravity center, more stable operation process and safety and reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置
本专利技术涉及核聚变工程
，特别是一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置。技术背景磁约束核聚变装置是目前研究可控核聚变的主要装置，它的研究对实现商用聚变堆起着不可估量的作用，磁约束装置是在磁场约束下等离子体在真空室内发生聚变反应，从而释放出巨大的能量，进行热电转换，转化为电能，是一种理想的能源替代方案。包层作为它的核心部件，为聚变反应提供中子、氚等必需要素，同时将聚变反应所产生的巨大热量带出真空室。包层由于其具有重要作用且随着装置运行会耗损，需要定期对其进行维护。现行的聚变装置包层设计采用小模块设计（ITER约为450个），导致维护周期极长，同时由于模块太多，造成模块之间的间隙和所占空间很大，对聚变堆的氚增殖有很大影响。目前我们采用的是大模块包层（其中低场侧48个，高场侧32个）结构方案，有效的解决了维护周期长和氚增殖等问题，但是大模块包层的重量从小模块化的5吨提升到大模块的50吨，大大增加了包层在真空室内转运难度，并且真空室内部会受到放射性和有毒物质的污染。因此需要设计一种远程维护装置将位于非维护窗口区域的包层模块转运至窗口区域。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，以满足核聚变装置大包层模块的转运需求。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，包括有环形的真空室，所述真空室内安装有环形的包层，所述包层包括低场侧包层和高场侧包层，其特征在于：所述真空室底部铺设有底部环向导轨，底部环向导轨上滑动配合有底部包层转运装置，底部包层转运装置上安装有多功能转运车，多功能转运车中放置有执行工具，多功能转运车上部分布有横向的前、后轨道，前、后轨道上分别滑动配合安装有液压顶杆机构以及与执行工具配合的底部多关节机械臂。所述真空室顶部设有若干间隔分布的上颈管，每个上颈管的内壁均铺设有纵向轨道；包括有可以与每个纵向轨道均滑动配合的顶部转运平台。顶部转运平台包括有平台支架，平台支架上设有与包层位置对应的径向导轨一，径向导轨一上滑动配合有可以与包层连接为一体的对接机构；平台支架上位于径向导轨一的两侧设有左、右径向导轨二，左、右径向导轨二上滑动配合有可升降的左、右连接杆，左、右连接杆的底部之间连接有与真空室底部环形轨道的弧度对应的顶部环向导轨，顶部环向导轨上滑动配合有用于末端对接机械臂；所述支架平台上位于左、右径向导轨二的外侧分别设有左、右径向导轨三，左、右径向导轨三上滑动配合有辅助机械臂；所述平台支架中部两侧安装有用于将包层吊起的吊装装置。所述的一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，其特征在于：所述真空室底部两侧分别设有用于支撑低场侧包层和高场侧包层的刚性支撑一和刚性支撑二；真空室上部内壁位于高场侧包层一侧设有环形支撑导轨，高场侧包层的侧壁上设有与环形支撑导轨位置对应的导向槽，所述导向槽套装在环形支撑导轨上且导向槽的截面尺寸比环形支撑导轨的截面尺寸大5～10mm；所述真空室上部内壁上位于低场侧包层一侧设有支撑导轨，低场侧包层与支撑导轨之间通过柔性支撑连接，所述柔性支撑连接包括有固定在低场侧包层上部外壁的固定铰接块，固定铰接块上通过碟簧组安装有活动铰接块，活动铰接块的前端卡在支撑导轨内并能在支撑导轨内滑动。所述的柔性支撑通过碟簧组的自调整机制使得活动铰接块始终与轨道充分接触，从而调整包层位姿。所述的一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，其特征在于：所述底部包层转运装置包括有与底部环向导轨滚动配合的主支撑块和副支撑块；主支撑块上部安装有立向的顶升千斤顶，顶升千斤顶的活塞杆向上；主支撑块腹部安装有纵向的驱动液压缸，驱动液压缸的活塞杆前端铰接在副支撑块上；副支撑块的底部两侧分别安装有横向的夹紧缸，夹紧缸的活塞杆相对并能配合夹在对应环向轨道的两侧。所述的一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，其特征在于：所述底部环向轨道包括有内、外环向轨道，内、外环向轨道上对应真空室窗口的部位均设有缺口，在真空室底部内、外环向轨道的缺口部位设有转运拖车，转运拖车上设有与真空室底部内、外环向轨道对应的弧形轨道段。所述的一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，其特征在于：对接机构的包括有与径向导轨一滑动导向配合的活塞，活塞的活塞杆端部固定有连接板一，所述连接板一上设有用于与包层固接用的若干定位孔。所述的一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，其特征在于：所述吊装机构包括有安装在平台支架上的卷扬机，卷扬机上吊绳的活动端安装有吊装体，吊装体包括有吊装盒体，吊装盒体内转动安装有吊装轴，吊装轴外端伸出吊装盒体外，所述吊装轴的伸出端固定有方形的吊钩；包层顶面均设有吊装部，吊装部均设有吊装腔，吊装腔的上表面均设有与吊装体尺寸对应的方形的通口，吊钩从通口进入吊装腔后，吊装轴旋装使吊装体旋装并与通口长边垂直。所述的一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，其特征在于：所述平台支架的顶部的收尾侧均安装有吊耳。所述的一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，其特征在于：所述末端对接机械臂为工业三轴机器人，工业三轴机器人末端集成有连接板二，连接板二上有多个用于与包层之间实现对接螺栓孔。本专利技术的工作原理为：本专利技术的核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，包含16个上颈管，顶部转运平台在每个颈管内部维护5块包层（低场侧3块、高场侧2块），每个转运平台均先转运其正下方的低场侧包层，接着是对该低场侧包层两侧相邻的低场侧包层依次转运，然后是对转运平台正下方的高场侧包层进行转运，最后转运该高场侧包层邻侧高场侧包层。具体过程如下：首先，转运拖车将底部转运平台沿下窗口送入真空室内部，转运拖车上的弧形轨道段与真空室底部的内、外环向轨道对接形成整体，底部转运平台沿着底部环向导轨移动到对应顶部转运平台正下方的低场侧包层下方，同时，顶部转运平台沿着上颈管内壁的纵向轨道下移至指定位置，底部转运平台上的多关节机械臂沿径向轨道运动至指定位置，将包层底部支撑拆除，拆除后，顶部转运平台上对接机构沿轨道移动至指定位置，活塞杆向下运动连接板与包层对接，通过顶部转运平台上的辅助机械臂将连接板与包层之间采用螺栓固定,顶部转运平台上的吊装机构下移，吊装机构与该低场侧包层通过辅助机械臂的作用连接为一体后，通过外部行车吊起顶部转运平台，通过顶部转运平台吊起该低场侧包层出真空室后移出。接着，底部转运平台移动到该低场侧包层任一相邻的低场侧包层，同时，顶部转运平台沿着上颈管内壁的纵向轨道下移至指定位置，顶部转运平台上的末端机械臂沿着顶部环形导轨滑动到该相邻的低场侧包层的正上方，末端机械臂调整位姿与包层对接，辅助机械臂协助完成末端机械臂与包层之间连接固定，同时底部转运平台上的多关节机械臂将底部包层支撑拆除，接着底部转运平台上液压顶杆沿径向轨道移至包层正下方，顶起包层使包层脱离支撑，接着底部转运平台、包层及顶部末端机械臂作为整体沿上下环向轨道移动至第一块中间包层位置，重复第一块对接过程，对接装置及吊装机构与包层实现对接，辅助机械臂拆除末端机械臂与包层之间连接且末端机械臂恢复至初始位置，最后通过外部行车吊起顶部转运平台，通过顶部转运平台吊起该相邻侧低场侧包层移出真空室。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，包括有环形的真空室，所述真空室内安装有环形的包层，所述包层包括低场侧包层和高场侧包层，其特征在于：所述真空室底部铺设有底部环向导轨，底部环向导轨上滑动配合有底部包层转运装置，底部包层转运装置上安装有多功能转运车，多功能转运车中放置有执行工具，多功能转运车上部分布有横向的前、后轨道，前、后轨道上分别滑动配合安装有液压顶杆机构以及与执行工具配合的底部多关节机械臂；所述真空室顶部设有若干间隔分布的上颈管，每个上颈管的内壁均铺设有纵向轨道；包括有可以与每个纵向轨道均滑动配合的顶部转运平台；顶部转运平台包括有平台支架，平台支架上设有与包层位置对应的径向导轨一，径向导轨一上滑动配合有可以与包层连接为一体的对接机构；平台支架上位于径向导轨一的两侧设有左、右径向导轨二，左、右径向导轨二上滑动配合有可升降的左、右连接杆，左、右连接杆的底部之间连接有与真空室底部环形轨道的弧度对应的顶部环向导轨，顶部环向导轨上滑动配合有末端对接机械臂；所述支架平台上位于左、右径向导轨二的外侧分别设有左、右径向导轨三，左、右径向导轨三上滑动配合有辅助机械臂；所述平台支架中部两侧安装有用于将包层吊起的吊装装置。...

【技术特征摘要】
1.一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，包括有环形的真空室，所述真空室内安装有环形的包层，所述包层包括低场侧包层和高场侧包层，其特征在于：所述真空室底部铺设有底部环向导轨，底部环向导轨上滑动配合有底部包层转运装置，底部包层转运装置上安装有多功能转运车，多功能转运车中放置有执行工具，多功能转运车上部分布有横向的前、后轨道，前、后轨道上分别滑动配合安装有液压顶杆机构以及与执行工具配合的底部多关节机械臂；所述真空室顶部设有若干间隔分布的上颈管，每个上颈管的内壁均铺设有纵向轨道；包括有可以与每个纵向轨道均滑动配合的顶部转运平台；顶部转运平台包括有平台支架，平台支架上设有与包层位置对应的径向导轨一，径向导轨一上滑动配合有可以与包层连接为一体的对接机构；平台支架上位于径向导轨一的两侧设有左、右径向导轨二，左、右径向导轨二上滑动配合有可升降的左、右连接杆，左、右连接杆的底部之间连接有与真空室底部环形轨道的弧度对应的顶部环向导轨，顶部环向导轨上滑动配合有末端对接机械臂；所述支架平台上位于左、右径向导轨二的外侧分别设有左、右径向导轨三，左、右径向导轨三上滑动配合有辅助机械臂；所述平台支架中部两侧安装有用于将包层吊起的吊装装置。2.根据权利要求1所述的一种用于核聚变装置维护的包层遥操作转运装置，其特征在于：所述真空室底部两侧分别设有用于支撑低场侧包层和高场侧包层的刚性支撑一和刚性支撑二；真空室上部内壁位于高场侧包层一侧设有环形支撑导轨，高场侧包层的侧壁上设有与环形支撑导轨位置对应的导向槽，所述导向槽套装在环形支撑导轨上且导向槽的截面尺寸比环形支撑导轨的截面尺寸大5～10mm；所述真空室上部内壁上位于低场侧包层一侧设有支撑导轨，低场侧包层与支撑导轨之间通过柔性支撑连接，所述柔性支撑连接包括有固定在低场侧包层上部外壁的固定铰接块，固定铰接块上通过碟簧组安装有活动铰接块，活动铰接块的前端卡在支撑导轨内并能在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨松竹，史善爽，程勇，张宇，赵文龙，潘洪涛，郝志伟，程羊，陈思，燕胜，姚智鑫，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34