燃料组件搬运设备和包括这种设备的搬运组件制造技术

本发明专利技术的一个主题是一种用于核燃料组件的搬运设备，其包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料组件搬运设备和包括这种设备的搬运组件


[0001]本专利技术涉及核燃料组件搬运的领域。
[0002]本专利技术具体针对用于第4代快中子型反应堆的组件的搬运。
[0003]本专利技术更特别地涉及一种搬运设备以及一种包括搬运设备的组件。

技术介绍

[0004]在燃料组件的搬运领域中，特别是对于来自第4代快中子型反应堆的组件，燃料在离开反应堆时可达到30至40kW的残余热功率水平。根据“ASTRID”(Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration)第四代快中子反应堆规定的约束，那么所述燃料必须在临时储存位置(例如存储罐)中被冷却，直到它们达到至多3kW的残余功率以能够被转移到热室(hot cell)中。
[0005]“热室”是旨在容纳放射性材料的腔室，能够确保所述材料的容置并通过屏蔽壁来保护免受辐射。这些也被称为“高放射性室”。
[0006]组件(更广泛地为燃料)从存储罐到热室的转移总体上使用与转移罩一起使用的特定抓具(“带罩抓具”)经由存储罐与热室之间的搬运通道来执行。
[0007]然后使用特定于该室的搬运抓具(“室抓具”)。该抓具必须与3kW量级的残余功率相容，也就是说，与可以达到400℃的组件温度相容，当室抓具与组件接触以便使组件被抓取时，这可以引起150℃量级的温度。
[0008]室抓具在下文中在说明书中也可以被称为“搬运系统”或“搬运设备”。
[0009]搬运系统必须满足至少以下约束：
[0010]‑
对已留置在反应堆的芯部中、特别是在液体钠反应堆中的核燃料组件的抓取；
[0011]‑
600kg量级的搬运能力；
[0012]‑
连接和断连自主性。
[0013]搬运系统必须遵守其它约束，包括：
[0014]‑
与通过在组件
‑
搬运系统接口处的传导和通过对流(在与燃料接触时再加热的气体流加热抓具)传递的来自组件的热通量的热相容性；
[0015]‑
搬运安全性：搬运系统必须在负载下不被连接或断连；
[0016]‑
与电离辐射的相容性，特别是由组件发射的电离辐射，但也存在于热室中；
[0017]‑
与环境和热室的远程搬运约束的相容性(远程可操作性)；
[0018]‑
与钠存在的相容性；
[0019]‑
与地震效应的相容性；
[0020]‑
鲁棒性和可靠性：搬运系统必须特别地适用于60年的功能寿命；
[0021]‑
易于维护，特别是在热室中；
[0022]‑
紧凑性：由于搬运必须特别地在热室中进行，所以工具必须不超过特定块体，特别是某个给定高度；
[0023]‑
与互补的搬运装置(卷扬机、起重机、桥、单元内铰接搬运臂)的相容性。
[0024]换句话说，搬运系统必须满足展现出150℃量级的高接触温度以及600kg量级的重量的功能，同时满足安全性和紧凑性约束。
[0025]从专利申请FR2637411已知一种搬运系统，其允许用于快中子核反应堆的核燃料组件的转移。该系统是用于转移核燃料组件的笔直的转移梁，其包括竖直引导管，搬运抓具在该竖直引导管中滑动，其特征在于，提供供应装置用于将冷却剂输送到引导管的顶部中，以便使该液体通过从抓具悬挂并被放置在引导管中的组件的重力流动。
[0026]该转移梁系统主要可应用于替换快中子核反应堆内的组件：经辐射的组件被带到卸载站，使用填充有冷却剂(液体钠，如果其为钠冷却的反应堆)的转移罐将它们从该卸载站排放出反应堆的罐，并且通过在反转方向上遵循相同路径来用新组件进行替换。为了在其转移时正确地执行对具有高残余功率的经辐射的组件的冷却，还必要的是，在搬运期间罐中的液态金属的液位为使得组件的可裂变部分保持被浸没，而不必增加罐的高度，以避免实质上增加反应堆整体的成本。因此，所公开的系统是被特别设计成在快中子核反应堆中使用的转移系统。
[0027]然而，考虑到通常在热室中排除的循环液体的需要，该转移梁系统不可被用于或仅可被困难地用于将组件转移到热室中。此外，其不是自主的，因为其有必要具有流体循环系统，并且尤其是用于致动抓具的爪以便抓持组件的控制杆。最后，在这种搬运系统中的液体循环引起固有的泄漏风险(尤其是当其是液体钠时)，而不计算可能使所述系统更重的事实，其已经必须承受组件的重量。
[0028]此外，所关注的液体是液体钠(其温度因此高于100℃)，这对于热室总体上来说是不可接受的。
[0029]从专利申请JPH07104094还已知一种用于搬运热室中的燃料组件的系统，该系统包括膨胀/缩回机构、抓取机构和冷却机构。该膨胀/缩回机构由外管和在该外管内竖直可移动的内管构成。抓取机构被容置在内管中，并且确保了由冷却风扇供应的冷却剂的通过。抓取机构设有适合于牢固地夹紧燃料组件的抓取适配器，以及用于排出已经在膨胀/收缩机构中流动的冷却剂的孔。
[0030]冷却机构包括冷却风扇，该冷却风扇抽吸容置在室中的气体，以便通过经由膨胀/收缩机构和抓取机构吹送该气体来冷却燃料组件。冷却剂的流动方向从冷却风扇移动到搬运系统的顶部，然后重新下降到组件。
[0031]该搬运系统的主要缺点是其不是电自主的，因为其包括用于在所述系统中吹送气体的风扇。另一个缺点是所需部件的数量，这使得系统不可靠，并且较不紧凑。
[0032]此外，其中存在辐射的热室中的任何机动化必须被加硬(以避免由于辐射导致的过早老化)并且必须总体上被复制(duplicated)。最后，该系统具有将所吹送的气体中的所有颗粒散布到整个室的另一缺点。从而，如果组件的燃料销证明已经失效，换句话说，如果它们具有开口裂缝，则这会在室中引起源自组件的燃料销的放射性材料的散布。
[0033]从专利申请EP0008253还已知一种用于快中子反应堆的具有周期的自动抓具。与该抓具相关的缺点是其大块体、其显著的重量。此外，对接基本上竖直于组件的头部，没有阻挡系统，并且存在大量的部件。负载经由控制元件升高。最后，该抓具没有冷却。从而，该抓具实际上是自主的(没有致动器)，但是其太笨重并且具有竖直对接，要求抓具在其中操作的热室的天花板下方非常大的高度。大量的部件增加故障的概率，随着负载通过形成控
制链的部分的空间，故障的概率也更多。
[0034]此外，上述现有技术解决方案不包括用于确保搬运安全性(例如，组件的断连)的解决方案。
[0035]本专利技术目的在于克服现有技术的上述缺点。
[0036]更具体地，本专利技术目的在于具有用于核组件的搬运设备，该搬运设备能够在高温下自主地操作，并且能够安全地搬运，并且以满足上述约束、特别是安全性和紧凑性约束的方式。

技术实现思路

[0037]使得可能实现该目的本专利技术的一个主题是一种用于核燃料组件的搬运设备，该搬运设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于核燃料组件(2)的搬运设备(1)，其沿着纵向轴线延伸并且包括：
‑
本体(10)；
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抓取装置(11)，其能够与燃料组件(2)配合以便抓持或释放所述组件，所述抓取装置被联接到所述本体(10)以便允许所述本体与所述抓取装置(11)的全部或部分之间的相对运动；
‑
用于控制所述抓取装置(11)的控制装置(12)，所述控制装置(12)能够在所述组件的抓持位置与释放位置之间控制所述抓取装置，反之亦然；
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抽吸装置(14)，当所述组件(2)被所述设备抓持时，所述抽吸装置(14)能够产生冷却气体穿过所述搬运设备(1)和穿过所述组件(2)的抽吸，所述抽吸装置(14)包括气体流速增压器(141)和用于经压缩的气体进入所述增压器中的进气管道(142)，所述进气管道被构造成使得，当所述组件被所述设备抓持时，进入所述气体增压器设备中的所述经压缩的气体产生冷却气体穿过所述搬运设备(1)和穿过所述组件(2)的抽吸。2.根据权利要求1所述的设备，所述冷却气体是所述组件(2)的搬运环境中的环境气体，例如包含在热室(5)中的气体。3.根据权利要求1和2中的一项所述的设备，所述抓取装置(11)包括能够相对于所述本体(10)以旋转移位并且能够与所述组件(2)配合以便抓持或释放所述组件的至少一个部件。4.根据权利要求3所述的设备，能够相对于所述本体(10)以旋转移位的所述至少一个部件是爪(110)，所述爪(110)包括能够与所述组件(2)的顶端(2a)处的肩部(21)配合的末端(110b)。5.根据权利要求4所述的设备，每个爪(110)经由轴(110a)被联接到所述本体(10)，所述轴是大致上水平的并且在正交径向方向上延伸，以便允许所述爪通过围绕其轴(110a)相对于所述本体(10)的旋转运动而移位。6.根据权利要求5所述的设备，所述控制装置(12)包括能够驱动至少一个爪(110)绕其轴(110a)旋转的至少一个推动件(122)。7.根据权利要求1和2中的一项所述的设备，所述抓取装置(11)包括能够相对于所述本体(10)以平移移位并且能够与所述组件(2)配合以便...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：赛夫公司，
类型：发明
国别省市：