燃料元件的除屑装置的制作方法

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除屑装置。


背景技术：

2.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。每个燃料球在达到燃耗之前，平均经过15次堆芯循环。在系统调试和运行过程中，随着堆内燃料元件间的挤压、撞击或者摩擦，会产生一些碎屑或者粉尘，导致碎球分离器，阻流器、燃耗测量定位分配器偶尔会发生不下球的情况，主要原因碎屑和粉尘导致了系统设备不能满足设计工况，甚至会由于非预期的卡堵和机械运转产生更多的碎屑和粉尘，导致燃料循环系统状态的进一步恶化。所以，对球形燃料元件除屑非常有必要。
3.目前，球形燃料元件除屑的方法大致可以分为以下几种：第一、辊筒+挡板法：燃料元件在辊筒螺纹状轨道槽上随辊筒转动，与辊筒平行设置一个挡板，燃料元件随辊筒转动的同时被挡板挡住，在螺纹状轨道的作用下，燃料元件做直线向前运动。挡板与轨道构成一定宽度的间隙，小于间隙宽度的元件或者碎球通过间隙掉入碎球罐，实现除屑功能。第二、鼠笼法：燃料元件通过进球管进入到鼠笼，鼠笼内径与进球管大致相同，内鼠笼镂空设计，保留上下左右四根管壁构成燃料元件的流道，碎屑与小碎块从镂空处落入到下方设置的除屑筒中。第三、收集槽：在碎屑容易积累的燃料循环设备处设置出屑槽，碎屑依靠重力或者脉冲气流，从收屑槽中分离出。第四、气力输送：设置吹扫气流，对燃料元件管路进行吹扫，同时设置过滤器对粉尘进行过滤收集。以上几种方法或者需要动力机械转动，存在堵转风险，或者只能分离部分小碎块，经过系统调试运行发现上述方法都无法保证碎屑的全部去除。
4.因此，针对上述存在的问题，本实用新型提出一种新的燃料元件的除屑装置。


技术实现要素：

5.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除屑装置。
6.本实用新型的一方面，提供一种燃料元件的除屑装置，包括：用于输送燃料元件的输送轨道，所述输送轨道包括平行设置的两个输送子轨道；其中，
7.所述两个输送子轨道之间具有间隙以形成碎屑分选部，通过所述碎屑分选部对在所述输送轨道上运行的不合格燃料元件进行筛选。
8.可选的，所述碎屑分选部的宽度大于所述不合格燃料元件的直径，小于合格燃料元件的直径。
9.可选的，所述输送轨道下方还设置有与所述碎屑分选部对应的收屑箱，以收集从所述碎屑分选部落下的所述不合格燃料元件。
10.可选的，所述两个输送子轨道的相对侧均设置有挡板，所述挡板与所述输送轨道形成所述燃料元件的运行通道。
11.可选的，所述挡板自所述输送子轨道向背离所述收屑箱的一侧倾斜延伸。
12.可选的，还包括进球管与出球管，所述进球管设置在所述输送轨道的一端，所述出球管设置在所述输送轨道的另一端；
13.所述输送轨道自所述进球管向所述出球管方向倾斜。
14.可选的，所述输送轨道的倾斜角度范围为18
°
～25
°
。
15.可选的，所述进球管中设置有速度缓冲件，以降低由所述进球管进入至所述输送轨道中燃料元件的速度。
16.可选的，所述出球管的进球口处设置有冲击力缓冲件。
17.可选的，所述进球管的内壁设置有螺旋结构，以形成所述速度缓冲件；和/或，
18.所述冲击力缓冲件采用接球漏斗。
19.本实用新型提出一种燃料元件的除屑装置，通过在输送轨道上设置碎屑分选部，可有效去除直径不符合要求的燃料元件、大碎块、小碎块、粉尘等，以实现大范围的除屑，保证碎屑和粉尘的及时清理和重要燃料装卸设备的在设计工况下安全稳定运行。
附图说明
20.图1为本实用新型一实施例的燃料元件的除屑装置的结构示意图。
具体实施方式
21.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。
22.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。
23.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。
24.如图1所示，本实用新型提供一种燃料元件的除屑装置100，包括：用于输送燃料元件200的输送轨道110，即燃料元件在输送轨道上运行，该输送轨道110包括平行设置的两个输送子轨道111；其中，两个输送子轨道111之间具有间隙以形成碎屑分选部112，通过碎屑分选部112对在输送轨道110上运行的不合格燃料元件进行筛选。
25.本实施例通过在输送轨道上设置碎屑分选部，可实现对不合格的燃料元件进行筛选，合格的燃料元件运行至预定位置。
26.需要说明的是，本实施例的不合格燃料元件包括不符合要求的燃料元件或燃料元件碎块、碎屑、粉尘等。
27.进一步需要说明的是，本实施例对于两个输送子轨道的类型不做具体限定，可以采用两根导轨等结构，例如，采用两根滚杠，以形成用于承载燃料元件的流动轨道。
28.仍需要说明的是，基于本实施例的两个输送子轨道之间具有间隙，该间隙形成碎屑分选部，为了准确筛选出不合格的燃料元件，进一步对碎屑分选部的宽度进行了限定，将其宽度设置成满足要求的尺寸，例如，碎屑分选部的宽度大于不合格燃料元件的直径，小于合格燃料元件的直径。也就是说，输送轨道中部设置的间隙宽度需要大于不合格碎球的直径，小于合格燃料元件的直径，以满足不合格碎球从间隙落下，合格燃料元件正常通过。
29.示例性地，高温气冷堆采用直径为60mm的球形燃料元件，则定义＜56mm的燃料元件球为碎球，可以把碎屑分选部的宽度范围设置成56mm～58mm，宽度尺寸大于56.5mm时，使低于56.5mm的燃料元件或者燃料元件碎块、碎屑、粉尘从碎屑分选部掉落，将碎屑分选部的宽度尺寸设置成小于60mm，例如，58mm、59mm等，以确保直径为60mm的合格燃料元件处于碎屑分选部时不掉落。
30.本实施例可以通过改变两个输送子轨道之间的宽度，实现大幅度去除不符合要求的燃料元件或者燃料元件碎块、碎屑、粉尘，以保证下游设备工作在设计工况范围内。
31.进一步地，如图1所示，输送轨道110下方还设置有与碎屑分选部112对应的收屑箱120，以收集从碎屑分选部112落下的不合格燃料元件。
32.需要说明的是，本实施例对该收屑箱的尺寸不作具体限定，可以仅在碎屑分选部的下方设置收屑箱，也可以在整个输送轨道下方设置收屑箱。
33.更进一步地，如图1所示，两个输送子轨道111的相对侧均设置有挡板130，挡板130自输送子轨道111向背离收屑箱120的一侧倾斜延伸，倾斜角度范围约60
°
，该两侧挡板用于辅助输送轨道形成燃料元件的通道，以确保燃料元件顺利运行至预定位置，避免发生掉落。
34.需要说明的是，本实施例的挡板可以与输送子轨道之间背面焊接在一起，保证接触燃料元件的正面光滑，不存在接收碎屑的空间，且不存在凸起物料对燃料元件的运行造成撞击导致合格燃料元件的损伤。
35.进一步需要说明的是，本实施例的挡板可以采用不锈钢材料，以便于与挡板焊接，同时保证足够的强度。
36.应当理解的是，由于本实施例在输送轨道的两侧设置有挡板，因此，可以将收屑箱的侧壁与挡板的顶端连接，以使收屑箱形成相对封闭的容纳空间。
37.更进一步地，如图1所示，本实施例的除屑装置100还包括进球管140与出球管150，进球管140设置在输送轨道110的一端，例如，进球管设置在输送轨道的第一端的上方，出球管150设置在输送轨道110的另一端，例如，出球管设置在输送轨道第二端的下方，即输送轨道110自进球管140向出球管150方向倾斜。也就是说，将输送轨道呈自上向下倾斜的结构，以保证燃料元件200在重力作用下由进球管运行至输送轨道110上，经输送轨道110将燃料元件200输送至出球管150。
38.作为进一步地优选方案，输送轨道的倾斜角度范围为18
°
～25
°
，例如，20
°
。
39.更进一步地，进球管140中设置有速度缓冲件160，以降低由进球管140进入至输送轨道110中燃料元件的速度。也就是说，燃料元件由进球管经速度缓冲件减速后进入至输送轨道，以减少重力，保证燃料元件顺利进入输送轨道。
40.需要说明的是，本实施例对于速度缓冲件的具体结构不作限定，只要能起到降低燃料元件速度即可，例如，在进球管的内壁设置有螺旋结构，以形成速度缓冲件，当然，可以直接采用螺旋管道作为进球管，还可以设置承压外壳，在外壳内部设置进球管以及速度缓冲件用于对进入装置的燃料元件进行缓冲。
41.更进一步地，为了减少燃料元件对出球管道的冲击，如图1所示，在出球管150的进球口处设置有冲击力缓冲件170，用于减少燃料球进入管道前的冲击。
42.需要说明的是，本实施例对于冲击力缓冲件的具体结构不作限定，只要能起到缓冲冲击力即可，例如，采用接球漏斗。
43.进一步需要说明的是，本实施例的除屑装置可以安装在任何需要除屑的位置，特别是碎球分离器前，与碎球分离器配合使用，实现精密测量燃料元件缺陷的功能。
44.仍需要说明的是，本实施例的除屑装置还可以配合辊筒+挡板法或者其他新型碎球分离器共同使用，可以进一步对不符合要求的燃料元件进行精细筛查，保证下游设备工作在设计工况范围内。
45.本实用新型提出一种燃料元件的除屑装置，具有以下有益效果：本实用新型通过在输送轨道上设置碎屑分选部，以实现对不合格的燃料元件进行筛选，去除直径不符合要求的燃料元件、大碎块、小碎块、粉尘等，实现大范围除屑，以克服现有设备除屑能力不足，可以保证碎屑和粉尘的及时清理和重要燃料装卸设备的在设计工况下安全稳定运行。
46.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：
1.一种燃料元件的除屑装置，其特征在于，包括：用于输送燃料元件的输送轨道，所述输送轨道包括平行设置的两个输送子轨道；其中，所述两个输送子轨道之间具有间隙以形成碎屑分选部，通过所述碎屑分选部对在所述输送轨道上运行的不合格燃料元件进行筛选。2.根据权利要求1所述的除屑装置，其特征在于，所述碎屑分选部的宽度大于所述不合格燃料元件的直径，小于合格燃料元件的直径。3.根据权利要求1所述的除屑装置，其特征在于，所述输送轨道下方还设置有与所述碎屑分选部对应的收屑箱，以收集从所述碎屑分选部落下的所述不合格燃料元件。4.根据权利要求3所述的除屑装置，其特征在于，所述两个输送子轨道的相对侧均设置有挡板，所述挡板与所述输送轨道形成所述燃料元件的运行通道。5.根据权利要求4所述的除屑装置，其特征在于，所述挡板自所述输送子轨道向背离所述收屑箱的一侧倾斜延伸。6.根据权利要求1所述的除屑装置，其特征在于，所述除屑装置还包括进球管与出球管，所述进球管设置在所述输送轨道的一端，所述出球管设置在所述输送轨道的另一端；所述输送轨道自所述进球管向所述出球管方向倾斜。7.根据权利要求6所述的除屑装置，其特征在于，所述输送轨道的倾斜角度范围为18
°
～25
°
。8.根据权利要求6所述的除屑装置，其特征在于，所述进球管中设置有速度缓冲件，以降低由所述进球管进入至所述输送轨道中燃料元件的速度。9.根据权利要求8所述的除屑装置，其特征在于，所述出球管的进球口处设置有冲击力缓冲件。10.根据权利要求9所述的除屑装置，其特征在于，所述进球管的内壁设置有螺旋结构，以形成所述速度缓冲件；和/或，所述冲击力缓冲件采用接球漏斗。

技术总结
本实用新型提出一种燃料元件的除屑装置，属于高温气冷堆技术领域。本实用新型的除屑装置包括：用于输送燃料元件的输送轨道，所述输送轨道包括平行设置的两个输送子轨道；其中，所述两个输送子轨道之间具有间隙以形成碎屑分选部，通过所述碎屑分选部对在所述输送轨道上运行的不合格燃料元件进行筛选。本实用新型通过在输送轨道上设置碎屑分选部，可有效去除直径不符合要求的燃料元件、大碎块、小碎块、粉尘等，以实现大范围的除屑，保证碎屑和粉尘的及时清理和重要燃料装卸设备的在设计工况下安全稳定运行。安全稳定运行。安全稳定运行。


技术研发人员：陈永荣 郭召辉 王宝 许富强
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