燃料元件的单一化输送系统的制作方法

1.本实用新型属于高温气冷堆技术领域，具体涉及一种燃料元件的单一化输送系统。


背景技术：

2.目前，应用于高温气冷堆的球形燃料元件单一化输送系统的方法大致可以分为以下几种：取球杯法与时间差法。
3.其中，取球杯法主要过程如下：燃料球进入到一个旋转的取球杯中，取球杯空间可以容置有一个球，装置旋转至接球位，球落入接球杯中，然后根据需要输送至其他预定位置，实现单一化。该方法经过高温气冷堆运行调试验证，当存在大的碎球块垫高球杯，此时球杯内燃料元件随转子转动，会导致燃料元件与静子装置的碰摩。如果杯内球为非完整的燃料元件，则杯内上部空间会被来球管道内下一个燃料元件的底部占据，也会造成下一个燃料元件与静子装置的碰摩。另外，碎屑进入到转子和静子中的间隙形成阻力，也会影响转子的旋转精度。
4.其次，时间差法的主要过程如下：通过系统内部设置计数器，每计数器增加一，关断来球管路，保证装置内的单一化。该时间差法无法避免两个球同时落下的情况，关断阀有挤碎球的风险。
5.高温气冷堆的燃料装卸系统包括堆芯卸料装置、碎球分离器、燃耗测量定位分配器、阻流器、提升器等设备。其中燃耗测量定位分配器、阻流器为单一化设备，采用取球杯法。为了保证燃耗测量单一测量球和阻流器单一输送提升球的工作稳定性，对于燃料装卸系统的可靠运行非常重要。
6.因此，针对上述技术问题，本实用新型提出一种燃料元件的单一化输送系统。


技术实现要素：

7.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种燃料元件的单一化输送系统。
8.本实用新型提供一种燃料元件的单一化输送系统，包括：外壳、设置在所述外壳内的输送轨道、至少一个输送组件、以及位于所述输送轨道两端的进球管与出球管；其中，
9.所述输送轨道上设置有与所述进球管对应的限位部，以限定由所述进球管进入至所述输送轨道上的单个燃料元件位置，所述输送轨道上还设置有与所述出球管对应的滑落部，以使处于所述滑落部的燃料元件依靠重力滑入至所述出球管；
10.所述输送组件将所述燃料元件自所述限位部输送至所述滑落部。
11.可选的，所述输送轨道包括依次连接的水平子轨道、上升子轨道以及下降子轨道；其中，
12.所述水平子轨道位于所述进球管的出球口下方，所述水平子轨道与所述上升子轨道的连接处形成所述限位部；
13.所述下降子轨道的一端位于所述出球管的进球口上方，所述下降子轨道与所述上升子轨道的连接处形成所述滑落部。
14.可选的，所述水平子轨道的长度、以及所述水平子轨道与所述进球管的出球口之间的距离均与单个燃料元件的直径长度相等。
15.可选的，所述输送轨道上还设置有碎屑分离部；以及，
16.所述输送轨道下方还设置有与所述碎屑分离部对应的收屑箱，以使所述输送轨道上的碎球通过所述碎屑分离部进入至所述收屑箱。
17.可选的，所述输送轨道为两根平行设置的双杆结构，双杆之间的距离大于所述碎球的直径，小于合格燃料元件的直径。
18.可选的，所述输送轨道沿所述燃料元件运动方向的两侧设置有挡板。
19.可选的，所述输送组件包括推球件，所述输送系统还包括驱动机构；其中，
20.所述驱动机构与所述推球件的第一端连接，以驱动所述推球件第二端将所述燃料元件由所述限位部推动至所述滑落部。
21.可选的，所述输送组件还包括防砸件，所述防砸件设置在所述推球件第二端，以防止所述燃料元件由所述进球管落下时砸落在所述推球件上。
22.可选的，所述防砸件自所述推球件第二端向外延伸并与所述进球管的出球口相对设置；并且，
23.所述防砸件与所述推球件的连接处呈弧形。
24.可选的，所述外壳内还设置有冷却件，所述冷却件设置在所述驱动机构的周侧。
25.本实用新型提出一种燃料元件的单一化输送系统，通过在输送轨道上设置限位部，以及基于输送组件的推动力推动燃料元件在输送轨道上运动，可保证燃料元件的单一化运行，为后续单一化的燃耗测量和气力提升等提供了基础。
附图说明
26.图1为本实用新型一实施例的燃料元件的单一化输送系统的结构示意图。
具体实施方式
27.为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。
28.除非另外具体说明，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“包括”或者“包含”等既不限定所提及的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组，也不排除出现或加入一个或多个其他不同的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示技术特征的数量与顺序。
29.在实用新型的一些描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”或者“固定”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连
接，不管是直接的还是通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系。以及，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
30.如图1所示，本实用新型提出一种燃料元件的单一化输送系统100，包括：外壳110、设置在外壳110内的输送轨道120、至少一个输送组件130、以及位于输送轨道两端的进球管140与出球管150；其中，输送轨道120上设置有与进球管对应的限位部，以限定由进球管140进入至输送轨道120上的单个燃料元件210位置，输送轨道120上还设置有与出球管150对应的滑落部122a，以使处于滑落部122a的燃料元件210依靠重力滑入至出球管150,输送组件130将燃料元件210自限位部输送至滑落部122a。
31.本实施例提出一种适应于燃料装卸系统的燃料元件的单一化输送系统，基于输送轨道设置有限位部，以对由进球管进入至输送轨道上的燃料元件提供阻力，以避免燃料元件自由滑动，进而避免多个燃料元件同时进入输送轨道，再者，依靠于输送组件的推力推动燃料元件沿输送轨道向前运动，运动至滑落部时，燃料元件依靠其自身重力下滑至出球管中，以实现燃料元件的单一化运行，相当于形成一种针对燃料元件的单一器，以保证下游需要单一化设备的可靠运行，例如燃耗测量单一测量球、阻流器单一输送提升球等。
32.需要说明的是，本实施例的进球管连接卸料装置，以将燃料元件通过进球管进入至单一化输送系统，再进一步输送至输球管，以实现对燃料元件的单一化输送。
33.具体地，如图1所示，本实施例的进球管垂直穿设在外壳110的顶部，出球管150设置在外壳110内，输送轨道120包括依次连接的水平子轨道121、上升子轨道122以及下降子轨道123；其中，水平子轨道121位于进球管140的出球口下方，水平子轨道121与上升子轨道122的连接处形成限位部；下降子轨道123的一端位于出球管150的进球口上方，下降子轨道123与上升子轨道122的连接处形成滑落部122a。也就是说，进球管中的燃料元件下落至水平子轨道，基于与水平子轨道连接的上升子轨道具有一定倾斜角度，对处于水平子轨道的燃料元件形成一定阻力，将燃料元件限定在水平子轨道上，需要通过输送组件的推动力才能向前运动，以实现单一化运球。再者，由于出球管与下降子轨道连接，这时，仅需要将燃料元件输送至上升子轨道与下降子轨道连接的最高点处即可，连接的最高点处为滑落部，燃料元件自最高点的滑落部依靠自身重力向下滑动至出球管。
34.需要说明的是，本实施例对于上升子轨道的倾斜角度不做具体限定，可以根据实际情况具体设置，例如，将其设置为30
°
。
35.为了实现单一化运球，可对水平子轨道的长度，以及水平子轨道与进球管的出球口之间的距离进行限定。例如，水平子轨道的长度、以及水平子轨道与进球管的出球口之间的距离均与单个燃料元件的直径长度相等。也就是说，通过设置长度可实现仅允许单个燃料元件进入至水平子轨道上。
36.需要说明的是，本实施例的高温气冷堆燃料元件一般为直径60mm的石墨球，基于此，本实施例将水平子轨道、进球管的出球口下沿至水平子轨道上沿的宽度设置为60mm，以确保进球管中的一个燃料球进入至输送轨道，该燃料球被输送组件驱动离开水平子轨道后，第二个燃料球才从进球管中进入至输送轨道，以实现单一化运球。
37.进一步地，输送轨道上还设置有碎屑分离部；以及，输送轨道下方还设置有与碎屑分离部对应的收屑箱，以使输送轨道上的碎球通过碎屑分离部进入至收屑箱。
38.需要说明的是，本实施例对于碎屑分离部的结构不做具体限定，只要能实现将碎球分离至收屑箱即可。例如，输送轨道为两根平行设置的双杆结构，双杆之间的距离大于碎球的直径，小于合格燃料元件的直径，该输送轨道相当于碎屑分离与单一化轨道。
39.示例性地，如果定义碎球为直径＜56.5mm的球体，将输送轨道的分选宽度设置成56.5mm，既确保将碎球落入至收屑箱，又能保证合格的燃料球沿输送轨道运动。
40.应当理解的是，基于本实施例的输送轨道设置为具有间隙的双杆结构，此时的燃料球会部分处于间隙下方，这样，处于水平子轨道上的输送球与进球管下方的垂直距离约为正常球的半径，也可以保证在水平子轨道上仅有一个燃料元件。
41.本实施例由于上升子轨道具有一定坡度以及水平子轨道与进球管下部空间的布置，保证了输送组件推球的初始位置只有一个燃料元件，实现单一化。并且，通过设置输送导轨的宽度，保证不符合要求的燃料元件或者燃料元件碎块、碎屑、粉尘可靠的分选，以将不合格的燃料元件分离至收屑箱，提升燃料元件的质量。
42.更进一步地，如图1所示，输送轨道120沿燃料元件210运动方向的两侧设置有挡板160，以防止燃料元件在输送过程中掉落。
43.需要说明的是，本实施例的挡板与轨道连接正面光滑，保证无存碎屑的空间，也不存在凸起对运行燃料元件产生碰撞。
44.更进一步地，如图1所示，本实施例的输送组件130包括推球件131，输送系统还包括驱动机构170；其中，驱动机构170与推球件131的第一端连接，以驱动推球件131第二端将燃料元件210由限位部推动至滑落部122a。
45.应当理解的是，推球板到达初始推球位时，推球位无球，突然进球管下球造成的球体与推球板的碰撞造成的球体损伤。基于此，如图1所示，本实施例的输送组件130还包括防砸件132，防砸件132设置在推球件131第二端，以防止燃料元件210由进球管140落下时砸落在推球件131上。
46.需要说明的是，本实施例对于推球件与防砸件的结构不做具体限定，例如，推球件与防砸件均为板状结构，推球件的长度大于防砸件，其一端与驱动机构连接，另一端推动燃料元件运动，可将推球件的宽度设置为50mm左右，该推球件推动燃料元件在输送轨道的间隙运行。
47.作为进一步地优选方案，防砸件自推球件第二端向外延伸并与进球管的出球口相对设置，也就是说，该防砸件为一个与水平子轨道相对设置的板状结构，与进球管相对的一侧为不锈钢光滑面，并且，该防砸件与推球件的连接处呈弧度设计，即与推球件连接采用倒角设计，以免使燃料元件受损。
48.进一步需要说明的是，本实施例的驱动机构包括电机与转动件，当推动件运动至滑落部时与燃料元件分离，之后该推动件还会随着转动件继续转动，转动一周后回到进球管出球口的位置，即输送燃料元件的初始位置。
49.仍需要说明的是，推球件与电机驱动的转动件，随着电机做循环运动，电机设置的速度需要考虑单一化输送系统的出球速度要求。为减少电机运转速度过快造成推球件与球体的碰撞力，需要经过调试选择一个合理的运行转速，此时单一化输送系统出球速度通过
增加推球件数量实现。
50.仍需要说明的是，在系统停运时，或者系统首次启动前，需要对电机的初始位置进行确定，通过程序设置一个初始物理零位。零位的确定是保证推球件远离初始推球位，防止进球管路突然来球造成的机械撞击。
51.更进一步地，为了防止电机运行过程中温度过高，如图1所示，外壳110内还设置有冷却件180(例如，冷却水管道)，冷却件180设置在驱动机构170的周侧，通过冷却件带走电机运行产生的热量。
52.基于上述结构，燃料元件的运行原理如下：正常运行时，初始位置有球，推球件的高度位于燃料球中部位置，燃料球离开初始位置进入提升子轨道的过程，不会造成推球件与后续落球的碰撞。推球板在推球过程中，推球板接触球的位置逐渐靠下，燃料球随着推球件的旋转运动逐渐被提升至轨道的最高点后开始与推球件脱离，经过轨道最高点的滑落部后，燃料球进入下降子轨道，此时推球件和燃料球脱开，燃料球依靠重力沿着轨道向下进入到出球管。随着电机转动，另一推球件继续推动下一个燃料球进入到上升子轨道，循环往复以保证单一化的持续。
53.本实用新型提出一种燃料元件的单一化输送系统，具有以下有益效果：
54.第一、通过在输送轨道上设置限位部，以及基于输送组件的推动力，可保证燃料元件的单一化运行，为后续单一化的燃耗测量和气力提升等提供了基础；
55.第二、通过在输送轨道上设置碎屑分离部，能大幅度去除和收集不符合要求的燃料元件或者燃料元件碎块、碎屑、粉尘，保证下游设备工作在设计工况范围内；
56.第三、通过在输送轨道两侧设置挡板，可保证燃料元件顺利进入至出球管；
57.第四、通过在推球件上设置防砸件，可防止燃料元件与推球件碰撞。
58.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种燃料元件的单一化输送系统，其特征在于，包括：外壳、设置在所述外壳内的输送轨道、至少一个输送组件、以及位于所述输送轨道两端的进球管与出球管；其中，所述输送轨道上设置有与所述进球管对应的限位部，以限定由所述进球管进入至所述输送轨道上的单个燃料元件位置，所述输送轨道上还设置有与所述出球管对应的滑落部，以使处于所述滑落部的燃料元件依靠重力滑入至所述出球管；所述输送组件将所述燃料元件自所述限位部输送至所述滑落部。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输送轨道包括依次连接的水平子轨道、上升子轨道以及下降子轨道；其中，所述水平子轨道位于所述进球管的出球口下方，所述水平子轨道与所述上升子轨道的连接处形成所述限位部；所述下降子轨道的一端位于所述出球管的进球口上方，所述下降子轨道与所述上升子轨道的连接处形成所述滑落部。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述水平子轨道的长度、以及所述水平子轨道与所述进球管的出球口之间的距离均与单个燃料元件的直径长度相等。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输送轨道上设置有碎屑分离部；以及，所述输送轨道下方设置有与所述碎屑分离部对应的收屑箱，以使所述输送轨道上的碎球通过所述碎屑分离部进入至所述收屑箱。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述输送轨道为两根平行设置的双杆结构，双杆之间的距离大于所述碎球的直径，小于合格燃料元件的直径。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输送轨道沿所述燃料元件运动方向的两侧设置有挡板。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输送组件包括推球件，所述输送系统还包括驱动机构；其中，所述驱动机构与所述推球件的第一端连接，以驱动所述推球件第二端将所述燃料元件由所述限位部推动至所述滑落部。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述输送组件还包括防砸件，所述防砸件设置在所述推球件第二端，以防止所述燃料元件由所述进球管落下时砸落在所述推球件上。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述防砸件自所述推球件第二端向外延伸并与所述进球管的出球口相对设置；并且，所述防砸件与所述推球件的连接处呈弧形。10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述外壳内还设置有冷却件，所述冷却件设置在所述驱动机构的周侧。

技术总结
本实用新型提供一种燃料元件的单一化输送系统，属于高温气冷堆技术领域。其中，输送系统包括：外壳、设置在所述外壳内的输送轨道、至少一个输送组件、以及位于所述输送轨道两端的进球管与出球管；其中，所述输送轨道上设置有与所述进球管对应的限位部，以限定由所述进球管进入至所述输送轨道上的单个燃料元件位置，所述输送轨道上还设置有与所述出球管对应的滑落部，以使处于所述滑落部的燃料元件依靠重力滑入至所述出球管；所述输送组件将所述燃料元件自所述限位部输送至所述滑落部。本实用新型通过在输送轨道上设置限位部，以及基于输送组件的推动力，可保证燃料元件的单一化运行，为后续单一化的燃耗测量和气力提升提供了基础。础。础。


技术研发人员：陈永荣 李小强 于宗 李培良
受保护的技术使用者：华能山东石岛湾核电有限公司
技术研发日：2022.08.24
技术公布日：2023/1/6