CN104538065A - 一种限位式上管座与导向管的连接结构 - Google Patents

一种限位式上管座与导向管的连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种限位式上管座与导向管的连接结构，包括上管座，其上设置导向管孔，导向管孔上部的内径大于下部的内径，形成阶梯面；刚性接头，包括设置于上部的***段与设置于下部的承载凸台，***段的外侧设置至少一个卡位块，承载凸台用于限制刚性接头向上运动，承载凸台下端设置导向管连接端，用于连接导向管；限位管设置于上管座与刚性接头之间位于阶梯面上方，限位管内侧下端设置至少一个限位凸起，用于限制刚性接头的卡位块的向下运动。本发明提供的上管座与导向管的连接结构，采用刚性接头与限位管，能够通过拆卸限位管解除导向管与上管座的连接，便于安装拆卸操作，使得上管座与导向管能够重复拆装。

Description

一种限位式上管座与导向管的连接结构
技术领域
本发明涉及压水核反应堆燃料组件的连接结构设计领域，具体涉及一种上管座与导向管的连接结构。
背景技术
压水反应堆堆芯一般由许多燃料组件依次排列构成，燃料组件通常由若干燃料棒、导向管部件、仪表管部件、格架、上下管座等组成。
格架一般分为顶部支撑格架、中间支撑格架和底部支撑格架，这些支撑格架夹持***其中的燃料棒，起到支撑的作用。顶部支撑格架、中间支撑格架和底部支撑格架通过机械连接方式或焊接方式与导向管部件相连。通过这些连接将燃料棒的重量传递至导向管部件，导向管部件将承受轴向载荷。导向管部件通过机械或焊接的方式与上下管座相连，同样传递来自上下管座的载荷。因此对于导向管与上管座的连接，需要具有一定的承受载荷的能力。
零部件通过上述连接组成燃料组件，进入堆芯运行。
在运行过程中，会发生燃料棒破损或损伤的情况，此时需要更换燃料棒。更换燃料棒时需要将上管座从组件取下，因此需要解除上管座与导向管的连接。对于焊接连接方式，要破坏焊接焊点才能解除上管座与导向管的连接。但破坏焊点往往会造成上管座或者导向管的损伤甚至损坏，致使上管座和导向管无法重复使用。这将对燃料组件造成更大损失。
目前国际上已有可拆式上管座与导向管的连接结构，如日本三菱重工业株式会社申请的专利CN200880017064.5《燃料组件的连接结构》。该专利提出的可拆式连接采用了螺纹连接的结构。然而，螺纹连接加工难度大，在有限的空间内安装拆卸非常困难。
本领域技术人员致力于提供一种上管座与导向管的连接结构，加工简单，并易于安装拆卸。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种上管座与导向管的连接结构，该连接结构具有足够的强度承受上管座传递的载荷，同时能够重复安装拆装，将上管座从燃料组件中取下而不破坏管座以及导向管。
为解决上述问题，本发明提供一种限位式上管座与导向管的连接结构，该连接结构采用刚性接头与限位管，刚性接头外侧设有若干块状凸起，从上管座上格板下方***导向管孔中；限位管内侧设有与刚性接头相对应的若干块状凸起，从上格板上方***导向管孔中，并与刚性接头相配合，限制刚性接头从导向管孔中脱落，刚性接头下端具有与导向管连接的连接端。
采用本发明提供的限位式上管座与导向管的连接结构，将导向管与上管座连接起来，加工简单，且具有足够的强度承受上管座传递的载荷，并能够通过拆卸限位管解除导向管与上管座的连接，便于安装拆卸操作。
本发明提供一种上管座与导向管的连接结构，包括：
上管座，其上设置导向管孔，导向管孔上部的内径大于下部的内径，形成阶梯面；
刚性接头，为中空圆柱状结构，包括设置于上部的***段与设置于下部承载凸台，***段用于***到导向管孔中，***段的外侧设置至少一个卡位块，承载凸台用于限制刚性接头向上运动，承载凸台下端设置导向管连接端，用于连接导向管；
限位管，为中空圆柱状结构，设置于上管座与刚性接头之间位于阶梯面上方，限位管内侧下端设置至少一个限位凸起，用于限制刚性接头的卡位块的向下运动。
进一步地，导向管孔的下部内侧设置至少一个与导向管孔轴线平行的***槽，用于卡位块沿***槽***到导向管孔中。
进一步地，导向管孔的上沿设置至少一个定位凹部，定位凹部的对称轴与***槽的对称轴在同一垂直平面内，便于安装、拆卸过程中操作人员明确卡位块的位置，保证安全可靠地操作。
进一步地，定位凹部为半球状或半柱状。
进一步地，导向管孔下部的内径大于卡位块的外缘所在的圆柱面的直径0～0.5mm，刚性接头的***段能够直接***导向管孔中，而不需要***槽，进一步简化了结构，更易于加工。
进一步地，限位凸起为多个时，限位凸起两两之间形成***槽，采用多个限位凸起有利于均衡承载上管座传递的载荷，此时安装、拆卸过程中，卡位块经过限位凸起两两之间形成***槽，到达限位凸起的斜上方，旋转限位管后，卡位块位于限位凸起的正上方，保证上管座与导向管的连接结构的可靠连接。
进一步地，***槽的周向长度大于卡位块的周向长度，保证卡位块顺利通过***槽到达限位凸起的斜上方。
进一步地，限位管内侧上部还包括多个转动凸起，用于施加扭矩的工具旋转限位管。
进一步地，转动凸起与限位凸起沿限位管轴向间距大于卡位块沿刚性接头轴向的长度，便于限位管转动，卡位块到达限位凸起的正上方。
进一步地，限位凸起与所述转动凸起之间一侧连接闭合，形成控制挡块以及半闭沟槽。
当限位管***导向管孔后，转动限位管，刚性接头上的卡位块进入半闭沟槽，并与控制挡块接触，表示转动到位。拆卸时，反方向转动限位管，卡位块退出半闭沟槽，与另一侧的控制挡块接触，表示转动到位。
采用该结构，能够简化转动限位管3的操作，使装拆更简便。
进一步地，限位管的上沿的壁厚为0.3～0.8mm。
本发明的目的在于发明一种新型的可拆式上管座与导向管的连接结构。该连接结构能够实现上管座与导向管的远距离拆卸与组装，由于燃料组件运行后具有一定的放射性，因此重新组装和拆卸均需在一定距离之外。。
与现有技术相比，本发明提供的上管座与导向管的连接结构具有以下有益效果：
(1)采用刚性接头与限位管，将导向管与上管座连接起来，加工简单，且具有足够的强度承受上管座传递的载荷，并能够通过拆卸限位管解除导向管与上管座的连接，便于安装拆卸操作，使得上管座与导向管能够重复拆装；
(2)导向管孔下部的内径大于卡位块的外缘所在的圆柱面的直径，刚性接头的***段能够直接***导向管孔中，而不需要***槽，进一步简化了结构，更易于加工。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的上管座与导向管的连接结构的剖视图；
图2是图1所示的上管座与导向管的连接结构中的上管座的俯视图；
图3是图2所示的上管座沿A-A方向的剖视图；
图4是图2所示的上管座沿B-B方向的剖视图；
图5是图1所示的上管座与导向管的连接结构中的刚性接头的透视图；
图6是图5所示的刚性接头的剖视图；
图7是图1所示的上管座与导向管的连接结构中的限位管的透视图；
图8是图7所示的限位管的剖视图；
图9是本发明的另一个实施例的上管座与导向管的连接结构的剖视图；
图10是本发明的又一个实施例的上管座与导向管的连接结构的限位管的透视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
如图1所示，本发明的一个实施例的上管座与导向管的连接结构，包括上管座1、刚性接头2与限位管3；
上管座1上设置导向管孔，导向管孔上部的内径约为15mm～18mm，下部的内径约为12mm～14mm，上部的内径大于下部的内径，形成阶梯面；
限位管3设置于上管座1与刚性接头2之间位于阶梯面上方。
如图2-4所示，导向管孔下部的内侧设置3个***槽12，***槽12深度约为0.5～1.6mm，***槽12与导向管孔轴线平行。
导向管孔下部的内侧被***槽12分割成3个支撑平台11，支撑平台11沿导向管孔轴向的高度约为3～6mm，圆弧角度约为60°～90°。
导向管孔的上沿设置至少一个定位凹部13，定位凹部13的对称轴与***槽的对称轴在同一垂直平面内，便于安装、拆卸过程中操作人员明确卡位块的位置，保证安全可靠地操作。
本实施例中导向管孔上沿设置3个定位凹部13。
定位凹部13可以为半球状，半径约为1mm～3mm，定位凹部13的中心与***槽12的中心在同一垂直平面上。
如图5、图6所示，刚性接头2包括设置于上部的***段21与设置于下部承载凸台22，***段21为中空圆柱状结构，用于***到导向管孔中，***段21的外侧设置至少一个卡位块211，承载凸台22用于限制刚性接头向上运动，承载凸台22下端设置导向管连接端221，用于连接导向管。
本实施例中，***段21外径为12mm～14mm，略小于导向管孔下部的内径，便于***段21***到导向管孔内。
***段21的外侧设置3个卡位块211，卡位块211为块状凸起，卡位块211的厚度约为0.5mm～1.5mm，轴向长度约为2～6mm，圆弧角度约为30°～60°，略比导向管孔的***槽12的圆弧角度小。
承载凸台22为圆环结构，外径约为15mm～20mm。
承载凸台22也可以采用其他结构，例如沿径向设置多个凸缘，只要能够限制限制刚性接头向上运动即可。
本实施例中，导向管连接端221的内径与导向管外径相配合，通过机械连接或者焊接连接组合在一起。
如图7、图8所示，限位管3为中空圆柱状结构，外径约为15mm～18mm，略小于导向管孔上部的内径。
限位管3内侧下端设置至少一个限位凸起31，用于限制刚性接头2的卡位块211的向下运动。
本实施例中限位管3内侧设置了3个限位凸起31，厚度约为0.5mm～1.5mm，沿限位管3轴向的长度约为2～6mm，圆弧角度约为60°～90°。
采用多个限位凸起31有利于均衡承载上管座传递的载荷，此时安装、拆卸过程中，卡位块211经过限位凸起31两两之间形成***槽，到达限位凸起31的斜上方，旋转限位管3后，卡位块211位于限位凸起31的正上方，保证上管座与导向管的连接结构的可靠连接。
限位凸起31两两之间形成***槽，***槽的内径约为12mm～16mm，略大于刚性接头2卡位块211的外径，卡位块211的外径是指卡位块211的外缘所在的圆柱面的直径，同时***槽的周向长度略大于卡位块211的周向长度，便于卡位块211顺利通过***槽到达限位凸起31的斜上方。
限位管3内侧上部还包括多个转动凸起32，用于施加扭矩的工具旋转限位管3，转动凸起32的内径约为12～14mm，大于刚性接头2***段21的外径。
转动凸起32与限位凸起31沿限位管3轴向间距大于卡位块211沿刚性接头2轴向的长度，便于限位管3转动，卡位块211到达限位凸起31的正上方。
转动凸起32两两之间形成转动沟槽，转动沟槽的中心线与限位凸起31的中心线在同一垂直平面上。
限位管3的上沿的壁厚为0.3～0.8mm。，形成薄壁裙边33。
本实施例中的上管座与导向管的连接结构的安装过程如下：
(1)将刚性接头2从下方***上管座1的导向管孔中，其中刚性接头2的卡位块211沿导向管孔的***槽12进入导向管孔中，刚性接头2的承载凸台22与上管座格板小表面接触配合；
(2)将限位管3从上方***上管座1的导向管孔中，刚性接头2的卡位块211经限位管3的***槽，进入限位管3的转动凸起32与限位凸起31之间的空间，限位管3的限位凸起31下表面与导向管孔1的支撑平台14的上表面接触配合；
(3)使用施加扭矩的工具作用于限位管3的转动凸起32上，使转动沟槽与定位凹坑13对齐，此时限位凸起31转动至卡位块211的正下方，限位凸起31的中心与卡位块24的中心对齐；
(4)将限位管3的薄壁裙边33压入导向管孔的定位凹坑13中，使薄壁裙边33变形后嵌入定位凹坑13中，防止限位管3转动；
(5)将刚性接头2通过导向管连接端221与导向管连接，从而实现上管座与导向管的连接。
拆卸时，使用施加扭矩的工具反时针旋转限位管3，可将限位管3从导向管孔中拆卸下来。然后可以将上管座通过***槽12从刚性接头2中取下来，解除上管座与导向管之间的连接。
如图9所示，本发明的另一个实施例的上管座与导向管的连接结构，包括上管座1、刚性接头2与限位管3，其中刚性接头2和限位管3的结构与图1所示的实施例中的一致。
上管座1上设置的导向管孔的下部不设置***槽，上部的内径大于下部的内径，形成阶梯面，整个环状阶梯面为支撑平台。
导向管孔的下部内径约为12～16mm，略大于刚性接头2的卡位块211的外径，即卡位块211的外缘所在的圆柱面的直径，因此刚性接头2可以直接***导向管孔中，而不需要设置***槽，进一步简化了结构，更易于加工。
本实施例中的上管座与导向管的连接结构的安装拆卸过程与图1所示的实施例一致。
本发明提供的上管座与导向管的连接结构，采用刚性接头与限位管，将导向管与上管座连接起来，加工简单，且具有足够的强度承受上管座传递的载荷，并能够通过拆卸限位管解除导向管与上管座的连接，便于在有限的空间内安装拆卸操作，使得上管座与导向管能够重复拆装；导向管孔下部的内径大于卡位块的外缘所在的圆柱面的直径，刚性接头的***段能够直接***导向管孔中，而不需要***槽，进一步简化了结构，更易于加工。
如图10所示，本发明的又一个实施例的上管座与导向管的连接结构中，限位管3的限位凸起31与转动凸起32之间可以一侧连接闭合，形成控制挡块34以及半闭沟槽35。
当限位管3***导向管孔后，转动限位管3，刚性接头2上的卡位块211进入半闭沟槽35，并与控制挡块34接触，表示转动到位。拆卸时，反方向转动限位管3，卡位块211退出半闭沟槽35，与另一侧的控制挡块34接触，表示转动到位。
采用该结构，能够简化转动限位管3的操作，使装拆更简便。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述上管座与导向管的连接结构包括：
上管座，其上设置导向管孔，所述导向管孔上部的内径大于下部的内径，形成阶梯面；
刚性接头，为中空圆柱状结构，包括设置于上部的***段与设置于下部的承载凸台，所述***段用于***到所述导向管孔中，所述***段的外侧设置至少一个卡位块，所述承载凸台用于限制所述刚性接头向上运动，所述承载凸台下端设置导向管连接端，用于连接导向管；
限位管，为中空圆柱状结构，设置于所述上管座与所述刚性接头之间位于所述阶梯面上方，所述限位管内侧下端设置至少一个限位凸起，用于限制所述刚性接头的所述卡位块的向下运动。
2.如权利要求1所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述导向管孔的下部内侧设置至少一个与所述导向管孔轴线平行的***槽，用于所述卡位块沿所述***槽***到所述导向管孔中。
3.如权利要求2所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述导向管孔的上沿设置至少一个定位凹部，所述定位凹部的对称轴与所述***槽的对称轴在同一垂直平面内。
4.如权利要求3所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述定位凹部为半球状或半柱状。
5.如权利要求1所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述导向管孔下部的内径大于所述卡位块的外缘所在的圆柱面的直径0～0.5mm。
6.如权利要求1所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述限位凸起为多个时，所述限位凸起两两之间形成***槽。
7.如权利要求6所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述***槽的周向长度大于卡位块的周向长度。
8.如权利要求1所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述限位管内侧上部还包括多个转动凸起，用于施加扭矩的工具旋转所述限位管。
9.如权利要求8所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述限位凸起与所述转动凸起之间一侧连接闭合，形成控制挡块以及半闭沟槽。
10.如权利要求1所述的上管座与导向管的连接结构，其特征在于，所述限位管的上沿的壁厚为0.3～0.8mm。
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