CN108877977A - 一种多功能乏燃料容器支架及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能乏燃料容器支架及其使用方法，多功能乏燃料容器支架，包括可拆卸固定连接的左框架和右框架，左框架上可拆卸固定连接有一个可拆卸式鞍座，右框架上固定连接有一个鞍式固定支座，乏燃料容器的两端分别置于可拆卸式鞍座和鞍式固定支座上；在左框架上于可拆卸式鞍座两侧分别设有一条框架竖梁，两条框架竖梁的顶部可拆卸固定连接有一块可拆卸式耳板，并在可拆卸式耳板和框架竖梁之间设有一根辅助翻转销轴；本发明的乏燃料容器支架集辅助翻转、支承、运输以及长度可调等功能于一体，且其还能实现模块化拆卸及组装，吊运十分方便，占地空间小，非常适合在核电厂现场及乏燃料处理厂使用，操作方便，效率高。

Description

一种多功能乏燃料容器支架及其使用方法

技术领域

本发明涉及核电站或核反应堆乏燃料贮存、运输技术领域，尤其是涉及一种多功能乏燃料容器支架及其使用方法。

背景技术

随着中国经济高速、持续地发展，各行各业对能源的需求与国家资源储量不足之间的矛盾日益加剧，节约能源和能源结构调整已成为中国当代能源发展的战略重点。积极发展清洁、高效、绿色能源已成为国家未来电力发展的一项重要措施。核能发电作为目前最清洁、高效、绿色的能源，伴随着各种关键技术的突破，近年来在中国得到比较迅猛的发展。

截至2018年5月，我国在运商用核反应堆38台机组，在建18台机组。因此随着国内核电厂机组持续运行不断产生的乏燃料（是指在反应堆堆芯内受过辐照并从堆芯永久卸出的核燃料）逐渐增加，核电站乏燃料暂存水池已不断告急，乏燃料的离堆运输和贮存将是世界核电发展过程中不得不面对的一个重大难题。因此，与乏燃料配套的乏燃料贮存、运输容器（以下简称“乏燃料容器”）预计将在未来几年存在较大的需求。

一般来讲，盛装23组百万千瓦级压水堆乏燃料组件的容器，重量约100吨，外形尺寸约φ2500×4900mm（不含端部缓冲器）。为保证安全可靠地实现乏燃料容器在核电站现场的装料、转运到核燃料处理现场之后的卸料，需通过乏燃料容器翻转、吊装、支承、运输等一系列操作来实现，技术难度和安全度要求高。目前，为实现乏燃料容器的上述操作，同时保证乏燃料容器的安全使用，都是通过单一功能的支架来实现其目标操作的；为实现乏燃料容器的翻转需要将乏燃料容器整体吊运至仅用于辅助乏燃料容器翻转的支架上，为实现乏燃料容器在核电厂现场或燃料处理厂较长时间支承需要将乏燃料容器吊运至仅用于支承的支架上，为实现乏燃料容器的运输则需要将乏燃料容器吊装至仅用于运输的支架上。因此，现有的乏燃料容器支架要么只具有支承功能、要么只具有翻转功能、要么只具有运输功能，且其为整体式构造成型，不可拆卸，长度也不可调节，这导致乏燃料容器从装料到卸料的整个过程至少需要3套以上的单一功能支架才能满足要求，从而造成设备冗余、成本增加、空间浪费、劳动效率低等问题，同时给乏燃料容器多次多地吊运带来跌落损坏等风险，也会给现场工作人员带来增加辐射剂量的风险，不适合现当今高效、绿色、低成本发展的需要，不适合乏燃料后处理的发展。

另外，虽然乏燃料容器是基于一定结构尺寸的燃料组件、裂变物质的含量以及放射性活度等具体参数进行设计的，但在乏燃料容器直径相同的情况下，也存在乏燃料容器长度不同的情况，因此，当乏燃料容器仅长度不同时，由于现有的乏燃料容器支架无法调节其长度来适应盛装不同长度乏燃料组件的不同长度规格的乏燃料容器，从而导致乏燃料容器支架无法重复使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集辅助翻转、支承、运输以及长度可调等功能于一体的多功能乏燃料容器支架及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能乏燃料容器支架，包括可拆卸固定连接的左框架和右框架；所述的左框架由两条横向间隔布置的框架横梁和两条纵向间隔布置的框架纵梁相互固定连接组成，左框架上可拆卸固定连接有一个用于支承乏燃料容器的可拆卸式鞍座；所述的右框架由两条横向间隔布置的框架横梁和一条纵向布置于所述两条框架横梁中间的框架纵梁组成，右框架上固定连接有一个用于支承乏燃料容器的鞍式固定支座。

进一步，所述的可拆卸式鞍座包括鞍座横梁、顶部为弧形的鞍座支承板和弧形鞍座垫板，所述的鞍座垫板通过所述的鞍座支承板与所述的鞍座横梁固定连接；所述的鞍式固定支座包括支座横梁、顶部为弧形的支座支承板和弧形支座垫板，所述的支座垫板通过所述的支座支承板与所述的支座横梁固定连接；乏燃料容器的两端分别置于所述的可拆卸式鞍座和鞍式固定支座上。

进一步，在所述的左框架上于可拆卸式鞍座两侧分别设有一条竖向布置的框架竖梁，两条所述框架竖梁的顶部可拆卸固定连接有一块可拆卸式耳板，所述的可拆卸式耳板上设有吊钩，并在可拆卸式耳板和框架竖梁之间设有一根辅助翻转销轴。

进一步，所述的左、右框架之间设有一个长度可调的中部框架，左、右框架分别与所述的中部框架两端可拆卸固定连接，中部框架结构与右框架结构相似；所述的左、右框架上还设有吊耳。

进一步，所述左、右框架的拼合连接处均设有数个通孔，左、右框架通过带有与左、右框架上通孔相同的通孔的连接板、与所述通孔相匹配的螺栓和螺母、以及垫圈相互可拆卸固定连接。

进一步，所述左、右框架与中部框架两端之间的拼合连接处均设有数个通孔，左、右框架通过与所述通孔相匹配的螺栓、螺母以及垫圈分别与中部框架两端可拆卸固定连接。

进一步，所述的左、右框架、中部框架、可拆卸式鞍座、鞍式固定支座上均设有加强筋。

本发明还提供了一种多功能乏燃料容器支架的使用方法，包括如下使用方法：将乏燃料容器支架转移至需要进行乏燃料容器辅助翻转、支承及运输操作的目标场地；当需要对乏燃料容器进行辅助翻转操作时，首先将可拆卸式鞍座从乏燃料容器支架上拆卸下来，然后将乏燃料容器竖直吊立，并缓慢将容器底部两侧与辅助翻转销轴相匹配的滑槽竖直插入辅助翻转销轴内，之后再缓慢将乏燃料容器吊至水平，并使乏燃料容器顶部平稳置于鞍式固定支座上，从而完成乏燃料容器的辅助翻转操作。

进一步，当需要使用乏燃料容器支架长时间支承乏燃料容器时，须在乏燃料容器保持上述水平卧放于乏燃料容器支架上的状态下，将乏燃料容器水平吊起，然后将可拆卸式鞍座可拆卸固定连接在左框架上的两竖梁之间，同时将可拆卸式耳板和辅助翻转销轴拆卸下来，之后再缓慢将乏燃料容器吊至乏燃料容器支架上，并使乏燃料容器两端分别置于可拆卸式鞍座和鞍式固定支座上，从而实现对乏燃料容器的长时间支承。

进一步，当需要把乏燃料容器支架作为运输支架使用时，须使乏燃料容器处于长时间被支承的状态下，通过吊装乏燃料容器支架上的吊耳以将乏燃料容器和乏燃料容器支架一起吊至运输车上，之后再通过钢丝绳将乏燃料容器和乏燃料容器支架牢靠绑定在运输车的车板上即可实现运输乏燃料容器和乏燃料容器支架的功能；当运输完成后，乏燃料容器处于长时间被支承的状态，此时需要采用乏燃料容器处于长时间被支承的状态下对其进行辅助翻转的方法先对其进行辅助翻转操作，之后再将乏燃料容器吊运至其它位置。

进一步，若乏燃料容器长度超过预定设计值时，则需要将具有长度调节功能的中部框架与左、右框架可拆卸相连以加长整个乏燃料容器支架，从而满足要求，中部框架的外形尺寸应按乏燃料容器的实际长度变化来进行设计选择。

本发明的有益效果是：本发明的乏燃料容器支架集辅助翻转、支承、运输以及长度可调等功能于一体，而且还因其是由数个可拆卸固定连接的部件组成的，所以本乏燃料容器支架还可以实现模块化拆卸及组装，吊运十分方便，占地空间小，非常适合在核电厂现场及乏燃料处理厂使用，操作方便，效率高。

附图说明

图1是多功能乏燃料容器支架的结构示意图；

图2是多功能乏燃料容器支架的爆炸图；

图3是左框架的结构示意图；

图4是右框架的结构示意图；

图5是中框架的结构示意图；

图6是可拆卸式鞍座的结构示意图；

图7是鞍式固定支座的结构示意图；

图8、图9、图10是采用多功能乏燃料容器支架对乏燃料容器进行辅助翻转时的状态图；

图中标记为：1-左框架，2-右框架，3-框架横梁，4-框架纵梁，5-乏燃料容器，6-可拆卸式鞍座，7-鞍式固定支座，8-鞍座横梁，9-鞍座支承板，10-鞍座垫板，11-支座横梁，12-支座支承板，13-支座垫板，14-框架竖梁，15-可拆卸式耳板，16-辅助翻转销轴，17-中部框架，18-吊耳，19-连接板，20-加强筋，21-加速仪支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1～图10所示，本发明的多功能乏燃料容器支架，包括相互可拆卸固定连接的左框架1和右框架2；所述的左框架1由两条横向间隔布置的框架横梁3和两条纵向间隔布置的框架纵梁4相互固定连接组成，左框架1上可拆卸固定连接有一个用于支承乏燃料容器5的可拆卸式鞍座6；所述的右框架2由两条横向间隔布置的框架横梁3和一条纵向布置于所述两条框架横梁3中间的框架纵梁4组成，右框架2上固定连接有一个用于支承乏燃料容器5的鞍式固定支座7。

具体的，所述的可拆卸式鞍座6包括鞍座横梁8、顶部为弧形的鞍座支承板9和弧形鞍座垫板10，所述的鞍座垫板10中部背面通过所述的鞍座支承板9与所述的鞍座横梁8固定连接；所述的鞍式固定支座7包括支座横梁11、顶部为弧形的支座支承板12和弧形支座垫板13，所述的支座垫板13中部背面通过所述的支座支承板12与所述的支座横梁11固定连接；乏燃料容器5的两端分别置于所述的可拆卸式鞍座6和鞍式固定支座7上。此外，所述弧形鞍座垫板10的中间最低位置处设有加速仪孔，所述弧形支座垫板13的中间最低位置处设有加速仪孔，并在该加速仪孔正下方的支座横梁11上设有加速仪支架21，从而方便设置加速仪。

为了使本发明的乏燃料容器支架具有辅助翻转乏燃料容器的功能，在所述的左框架1上于可拆卸式鞍座6两侧分别设有一条竖向布置的框架竖梁14，两条所述框架竖梁14的顶部可拆卸固定连接有一块可拆卸式耳板15，所述的可拆卸式耳板15上设有吊钩，并在可拆卸式耳板15和框架竖梁14之间设有一根带开口销孔的辅助翻转销轴16或在与框架竖梁14上销轴孔配合后销轴孔两侧处带有两块大于销轴孔的挡板的辅助翻转销轴16；所述框架竖梁14的顶部两侧内部设有轴向的螺纹孔，所述可拆卸式耳板15两侧内部也设有所述的轴向的螺纹孔，可拆卸式耳板15通过与所述螺纹孔相匹配的螺栓可拆卸固定连接在框架竖梁14顶部。

为了使本发明的乏燃料容器支架具有长度可调以适用不同长度乏燃料容器的功能，在所述的左、右框架1,2之间还设有一个长度可调的中部框架17，左、右框架1,2分别与所述的中部框架17两端可拆卸固定连接，中部框架结构与右框架结构相同，且其长度需要根据乏燃料容器的实际长度进行匹配选择；所述的左、右框架1,2上还通过底板设有能吊装乏燃料容器支架的吊耳18。

作为一种优选，所述左、右框架1,2的拼合连接处均设有数个大小相同的通孔，左、右框架1,2通过带有与左、右框架1,2上的通孔相同的通孔的连接板19、与所述通孔相匹配的螺栓和螺母、以及垫圈相互可拆卸固定连接。

作为另一种优选，所述左、右框架1,2与中部框架17两端之间的拼合连接处均设有数个大小相同的通孔，左、右框架1,2通过与所述通孔相匹配的螺栓、螺母以及垫圈分别与中部框架17两端可拆卸固定连接。

作为另一种优选，所述可拆卸式鞍座6的鞍座横梁8两端设有数个大小相同的通孔，所述左框架1上的两框架竖梁14之间的框架纵梁4两端也设有数个大小与鞍座横梁8两端通孔相匹配的通孔，可拆卸式鞍座6通过与所述通孔相匹配的螺栓和螺母可拆卸固定连接在左框架1上。

作为另一种优选，所述的框架横梁3、框架纵梁4、框架竖梁14、鞍座横梁8、支座横梁11均直接采用工字钢或通过板材焊接成型。

为了保证整个乏燃料容器支架的强度和刚度，在所述的左、右框架1,2、中部框架17、可拆卸式鞍座6、鞍式固定支座7上均设有加强筋20。

另外，需要说明的是，为了方便移动本发明的乏燃料容器支架，可以在乏燃料容器支架底部设置具有滑动或滚动功能的构件，如可在框架横梁底面固定自润滑材料，比如特氟龙材料；或者在框架横梁底面固定滚动件，比如轴承或轮子；还可在框架横梁底面开孔，并与滚轮连接，具体需要根据滚轮的结构设置与其相匹配的连接方式，但是滚轮与左、右框架之间必须设置为便于拆卸的结构，在将乏燃料容器支架运至目的地后，需拆除滚轮结构。

本发明还提供了一种多功能乏燃料容器支架的使用方法，包括如下使用方法：将乏燃料容器支架通过吊运或者前述设置在乏燃料容器支架底部具有滑动或滚动功能的构件转移至需要进行乏燃料容器辅助翻转、支承及运输操作的目标场地；当需要对乏燃料容器进行辅助翻转操作时，首先将可拆卸式鞍座从乏燃料容器支架上拆卸下来，然后将乏燃料容器竖直吊立，并缓慢将容器底部两侧与辅助翻转销轴相匹配的滑槽竖直插入辅助翻转销轴内，之后再缓慢将乏燃料容器吊至水平，并使乏燃料容器顶部平稳置于鞍式固定支座上，从而完成乏燃料容器的辅助翻转操作；若乏燃料容器已水平置于乏燃料容器支架上，要实现翻转乏燃料容器成竖直方向时，只需采用与上述相反的方法步骤即可；此时乏燃料容器支架仅用于辅助翻转和临时支承乏燃料容器，若要实现对乏燃料容器的长时间支承，需按下述方法步骤进行操作。

当需要使用乏燃料容器支架长时间支承乏燃料容器时，须在乏燃料容器保持上述水平卧放于乏燃料容器支架上的状态下，将乏燃料容器水平吊起，然后将可拆卸式鞍座可拆卸固定连接在左框架上的两竖梁之间，同时将可拆卸式耳板和辅助翻转销轴拆卸下来，之后再缓慢将乏燃料容器吊至乏燃料容器支架上，并使乏燃料容器两端分别置于可拆卸式鞍座和鞍式固定支座上，从而实现对乏燃料容器的长时间支承；当乏燃料容器处于长时间被支承的状态下时，若需对乏燃料容器进行辅助翻转操作，则需将乏燃料容器水平吊起，并将可拆卸式鞍座拆卸下来，之后再将可拆卸式吊耳和辅助翻转销轴安装好，最后再按照前述将乏燃料容器辅助翻转的操作步骤即可实现。

当需要把乏燃料容器支架作为运输支架使用时，须使乏燃料容器处于长时间被支承的状态下，通过吊装乏燃料容器支架上的吊耳以将乏燃料容器和乏燃料容器支架一起吊至运输车上，之后再通过钢丝绳将乏燃料容器和乏燃料容器支架牢靠绑定在运输车的车板上即可实现运输乏燃料容器和乏燃料容器支架的功能；当运输完成后，乏燃料容器处于长时间被支承的状态，此时需要采用乏燃料容器处于长时间被支承的状态下对其进行辅助翻转的方法先对其进行辅助翻转操作，之后再将乏燃料容器吊运至其它位置。

若乏燃料容器长度超过预定设计值时，则需要将具有长度调节功能的中部框架与左、右框架可拆卸相连以加长整个乏燃料容器支架，从而满足要求，中部框架的外形尺寸应按乏燃料容器的实际长度变化来进行设计选择。

综上所述，本发明的多功能乏燃料容器支架集辅助翻转、支承、运输以及长度可调等功能于一体，而且还因其是由数个可拆卸固定连接的部件组成的，所以本乏燃料容器支架还可以实现模块化拆卸及组装，吊运十分方便，占地空间小，非常适合在核电厂现场及乏燃料处理厂使用，操作方便，效率高。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能乏燃料容器支架，其特征在于，包括可拆卸固定连接的左框架（1）和右框架（2）；所述的左框架由两条横向间隔布置的框架横梁（3）和两条纵向间隔布置的框架纵梁（4）相互固定连接组成，左框架（1）上可拆卸固定连接有一个用于支承乏燃料容器（5）的可拆卸式鞍座（6）；所述的右框架（2）由两条横向间隔布置的框架横梁（3）和一条纵向布置于所述两条框架横梁（3）中间的框架纵梁（4）组成，右框架（2）上固定连接有一个用于支承乏燃料容器（5）的鞍式固定支座（7）。

2.根据权利要求1所述的多功能乏燃料容器支架，其特征在于，所述的可拆卸式鞍座（6）包括鞍座横梁（8）、顶部为弧形的鞍座支承板（9）和弧形鞍座垫板（10），所述的鞍座垫板（10）通过所述的鞍座支承板（9）与所述的鞍座横梁（8）固定连接；所述的鞍式固定支座（7）包括支座横梁（11）、顶部为弧形的支座支承板（12）和弧形支座垫板（13），所述的支座垫板（13）通过所述的支座支承板(12)与所述的支座横梁（11）固定连接；乏燃料容器（5）的两端分别置于所述的可拆卸式鞍座（6）和鞍式固定支座（7）上。

3.根据权利要求1所述的多功能乏燃料容器支架，其特征在于，在所述的左框架（1）上于可拆卸式鞍座（6）两侧分别设有一条竖向布置的框架竖梁（14），两条所述框架竖梁（14）的顶部可拆卸固定连接有一块可拆卸式耳板（15），并在所述的可拆卸式耳板（15）和框架竖梁（14）之间设有一根辅助翻转销轴（16）。

4.根据权利要求1所述的多功能乏燃料容器支架，其特征在于，所述的左、右框架（1,2）之间设有一个长度可调的中部框架（17），左、右框架（1,2）分别与所述的中部框架（17）两端可拆卸固定连接，中部框架结构与右框架结构相似；所述的左、右框架（1,2）上还设有吊耳（18）。

5.根据权利要求1所述的多功能乏燃料容器支架，其特征在于，所述左、右框架（1,2）的拼合连接处均设有数个通孔，左、右框架（1,2）通过带有与左、右框架（1,2）上通孔相同的通孔的连接板（19）、与所述通孔相匹配的螺栓和螺母、以及垫圈相互可拆卸固定连接。

6.根据权利要求4所述的多功能乏燃料容器支架，其特征在于，所述左、右框架（1,2）与中部框架（17）两端之间的拼合连接处均设有数个通孔，左、右框架（1,2）通过与所述通孔相匹配的螺栓、螺母以及垫圈分别与中部框架（17）两端可拆卸固定连接。

7.根据权利要求6所述的多功能乏燃料容器支架，其特征在于，所述的左、右框架（1,2）、中部框架（17）、可拆卸式鞍座（6）、鞍式固定支座（7）上均设有加强筋（20）。

8.一种根据权利要求7所述的多功能乏燃料容器支架的使用方法，其特征在于，包括如下使用方法：将乏燃料容器支架转移至需要进行乏燃料容器辅助翻转、支承及运输操作的目标场地；当需要对乏燃料容器进行辅助翻转操作时，首先将可拆卸式鞍座从乏燃料容器支架上拆卸下来，然后将乏燃料容器竖直吊立，并缓慢将容器底部两侧与辅助翻转销轴相匹配的滑槽竖直插入辅助翻转销轴内，之后再缓慢将乏燃料容器吊至水平，并使乏燃料容器顶部平稳置于鞍式固定支座上，从而完成乏燃料容器的辅助翻转操作。

9.根据权利要求8所述的多功能乏燃料容器支架的使用方法，其特征在于，当需要使用乏燃料容器支架长时间支承乏燃料容器时，须在乏燃料容器保持上述水平卧放于乏燃料容器支架上的状态下，将乏燃料容器水平吊起，然后将可拆卸式鞍座可拆卸固定连接在左框架上的两竖梁之间，同时将可拆卸式耳板和辅助翻转销轴拆卸下来，之后再缓慢将乏燃料容器吊至乏燃料容器支架上，并使乏燃料容器两端分别置于可拆卸式鞍座和鞍式固定支座上，从而实现对乏燃料容器的长时间支承。

10.根据权利要求9所述的多功能乏燃料容器支架的使用方法，其特征在于，当需要把乏燃料容器支架作为运输支架使用时，须使乏燃料容器处于长时间被支承的状态下，通过吊装乏燃料容器支架上的吊耳以将乏燃料容器和乏燃料容器支架一起吊至运输车上，之后再通过钢丝绳将乏燃料容器和乏燃料容器支架牢靠绑定在运输车的车板上即可实现运输乏燃料容器和乏燃料容器支架的功能。