CN111128423B - 一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构及其用法 - Google Patents
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Abstract
一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构及其用法，提升机构包括连接在机身上的提升机构、卷链机构及压链机构；其中提升机构中梯形丝杠同步转动，带动剪叉式连杆伸缩，完成机身及卷链机构的升降动作，提升机构中剪叉式连杆的类三角形构架和梯形丝杠的采用，使提升过程稳定性提高；电机带动卷链机构中减速齿轮组、链轮轴、蜗轮蜗杆与链轮联动，传动效率高，操作方便；压链机构中压链轮与链轮两个贴合面配合，使环链始终与链轮保持稳定啮合，既保持了啮合稳定性，降低了环链滑脱引发安全事故的可能，又提高了环链提升过程稳定性，减少了滑链可能；本发明能够解决反应堆控制棒***故障检修困难的问题，具有结构合理、提升稳定及高效实用的优点。
Description
技术领域
本发明涉及反应堆检修技术领域，具体涉及一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构及其用法。
背景技术
在高温气冷堆工程中，控制棒***是堆芯反应性控制的关键性的核心部件，主要通过环链提升棒体，来控制反应堆的反应速度，调整输出功率。HTR-PM控制棒***预计出现的主要故障在于顶部驱动机构无法正常工作，导致控制棒无法正常完成调节工作，影响反应堆功率输出和反应稳定性，严重时可能造成重大安全事故。因此在驱动机构故障时，需对其进行拆卸维修。
在控制棒***驱动机构发生故障时，需要分离HTR-PM控制棒及其驱动机构的环链，以便将控制棒驱动机构转移至检修室进行检修。分离前，需要提升环链，使环链与棒体的连接点露出在控制棒通道口以上。由于外置式驱动机构可直接提升高度有限，环链提升可操作空间小；且环链和控制棒均处在氦气环境下，人员不可达；同时控制棒提升过程中需要保持稳定移动，不可使控制棒与控制棒通道孔壁产生碰撞。因此需要一种适用于此种环境的稳定可靠的环链提升专用机构。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构及其用法，能够解决在反应堆控制棒***驱动机构发生故障需拆卸检修时，氦气环境下人员不可达、检修空间受限、环链提升需保持稳定可靠等难题；且具有结构合理、提升稳定及高效实用的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构，包括机身22，所述机身22上分别连接有提升机构A、卷链机构B及压链机构C；所述卷链机构B用于将需维修的控制棒提拉至所需高度，所述的提升机构A能够将机身22抬高，与卷链机构B配合将控制棒送入作业区，所述压链机构C用于维持卷链机构B在环链提升过程中的稳定性和可靠性。
所述提升机构A包括对称设置于机身22两侧的梯形丝杠1，所述梯形丝杠1上套设有两个梯形丝杠螺母2，所述两个梯形丝杠螺母2之间可旋转连接有剪叉式连杆组3，机身22两侧的剪叉式连杆组3的连杆间通过四根贯穿机身22的连接轴23可旋转连接；机身22后端连接轴23贯穿处开设有连接轴滑动槽24；梯形丝杠1的尾端连接锥齿轮15a，锥齿轮15a与锥齿轮15b相啮合，两侧锥齿轮15b之间连接有传动杆4；其中一侧梯形丝杠1尾端贯穿同侧锥齿轮15a后与手动摇柄16相连接。
所述卷链机构B包括固定设置于机身22中段的电机5，所述电机5的动力输出端通过联轴器与机身22前端的减速齿轮组6的主动齿轮6a相连接，主动齿轮6a与从动齿轮6b相啮合，从动齿轮6b轴心与蜗轮蜗杆7中蜗杆的一端相连接，蜗杆的另一端可旋转连接在链轮架13上，蜗轮蜗杆7的蜗轮轴心通过平键与贯穿链轮8的链轮轴9一端的相连接，链轮轴9另一端与链轮架13可旋转连接，链轮8上缠卷固定有环链26。
所述压链机构C包括两组压链轮10，所述每组压链轮10的轮轴与链轮架13内侧壁上弧形槽14可拆卸连接，链轮架13内侧壁上设有第一销孔17，所述第一销孔17与弧形槽14顶端及链轮架13上链轮轴9轴心穿过位置在一条直线上且位于其的中心位置；链轮架13内侧壁设置有同步架12，所述同步架12一端与链轮轴9轴连接，同步架12中间设有第二销孔18，同步架12另一端设有凹槽25，所述凹槽25与压链轮10的轮轴相配合适应；所述压链机构C还设置有可拆卸的定位销11，所述定位销11与链轮8上设置的定位销插孔27相配合适应，且定位销11***链轮8上的插孔27的一端固定设置有弹簧19；所述定位销11可***第一销孔17与第二销孔18，并与第一销孔17及第二销孔18相配合适应。
所述每侧剪叉式连杆3的连杆包括连杆L1-连杆L6；连杆L1-连杆L4为纵向连杆，其中连杆L1、连杆L3的一端与分别与机身上部的两根连接轴23相连接，连杆L1、连杆L3的另一端与分别与同侧的梯形丝杠螺母2一侧相连接；连杆L2、连杆L4的一端分别与机身底部的两根连接轴23相连接，连杆L2、连杆L4的另一端分别与同侧梯形丝杠螺母2另一侧连接；连杆L5-连杆L6为斜向连杆，连杆L5、连杆L6的两端交叉连接于对角方向的连接轴23上。
所述压链轮10上设置有碰珠20，碰珠20与弧形槽上设置的圆孔21相配合适应。
所述可旋转连接为螺栓连接。
一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构的用法，包括以下具体步骤：
1）将初始状态设置为机身22及其两侧的剪叉式连杆3为同步下降动作，链轮8送至所需的工作区域；
2）先将一组压链轮10***视向为轴向，相对于链轮轴9相对位置为水平的位置，压住环链26与链轮8啮合，用同步架12对压链轮10进行限位，将定位销11***链轮8与同步架12上的第二销孔18，将链轮8与同步架12锁定；
3）启动电机5，链轮8、定位销11与同步架12同步运动，在链轮8、定位销11与同步架12转动至视向为轴向，相对于链轮轴9相对位置为垂直90度时，链轮8上的定位销11的插孔27、链轮架13上的第一销孔17及同步架12上的第二销孔18在一条直线上，定位销11被弹簧19顶出，使链轮8与同步架12的同步分离，同步架12位置被定位销11锁定，使一组压链轮10达到指定位置；
4）然后将另一组压链轮10***视向为轴向，相对于链轮轴9相对位置为水平位置的卷链机构B中；从而两组压链轮10保证环链26与链轮8的稳定啮合，防止脱链；
5）两组压链轮10定位完成后，分别以压链轮10轴向为旋转轴旋转压链轮10，压链轮10上设置的碰珠20与链轮架13上右侧弧形滑槽14内圆孔21锁定；
6）两组压链轮10锁定完成后，链轮8继续转动，带动环链26稳定提升，环链26带动控制棒提升至控制棒***孔处时，链轮8停止转动；
7）手摇手动摇柄16，带动锥齿轮15a、锥齿轮15b及梯形丝杠1转动，进而梯形丝杠螺母2带动剪叉式连杆3运动至剪叉式连杆3完全展开状态，机身22上部及卷链机构B抬起，完成提链动作，同时锁定控制棒于控制棒***孔处，然后断开环链26与控制棒连接，最终完成环链提升和收链动作。
本发明通过提升机构A中机身22两侧的梯形丝杠1的同步转动，带动剪叉式连杆3伸缩，完成机身22及卷链机构B的升降动作，提升机构A中剪叉式连杆3的类三角形的构架和梯形丝杠1的使用，保证了提升过程的稳定性，减少了环链26晃动的可能性；通过电机5带动卷链机构B中减速齿轮组6、链轮轴9、蜗轮7与链轮8联动，传动效率高，操作方便；压链机构C中的压链轮10与链轮8的两个贴合面配合，使环链26始终与链轮8保持稳定啮合，既保持了啮合的稳定性，降低了环链滑脱引发安全事故的可能性，又提高了环链提升过程的稳定性，减少了滑链的可能性，增大了安全系数；综上所述，本发明能够解决反应堆控制棒***检修困难的问题，具有结构合理、提升稳定及高效实用的优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构立体视图。
图2为本发明的整体结构正视图。
图3为本发明的整体结构左侧视图。
图4为本发明的提升机构A的展开状态示意图。
图5为本发明提升机构A中锥齿轮15结构示意图。
图6为本发明的卷链机构B的结构示意图，其中：图6（a）为俯视图，图6（b）为左侧剖视图，图6（c）为立体式图。
图7为本发明的卷链机构B减速齿轮组6的结构示意图。
图8为本发明的压链机构C的结构示意图，其中：图8（a）为右侧视图，图8（b）为正视图，图8（c）为正剖视图，图8（d）为左侧剖视图，图8（e）为立体式图。
图9为本发明的链轮插孔27，链轮架上第一销孔17，同步架上第二销孔18之间的关系示意图。
图10为本发明的碰珠20与弧形槽圆孔21两锁定位置的剖面示意图。
图11为本发明的链轮8，压链轮10，环链26啮合状态示意图。
图中：1、梯形丝杠；2、梯形丝杠螺母；3、剪叉式连杆组；4、传动杆；5、电机；6、减速齿轮组；6a、主动齿轮；6b、从动齿轮；7、蜗轮蜗杆；8、链轮；9、链轮轴；10、压链轮；11、定位销；12、同步架；13、链轮架；14、弧形槽；锥齿轮15a；锥齿轮15b；16、手动摇柄；17、第一销孔；18、第二销孔；19、弹簧；20、碰珠；21、弧形槽圆孔；22、机身；23、连接轴；24、连接轴滑动槽；25、凹槽；26、环链；27、插孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理做进一步的说明。
参见图1，一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构，包括机身22，所述机身22上分别连接有提升机构A、卷链机构B及压链机构C；所述卷链机构B用于将需维修的控制棒提拉至所需高度，所述的提升机构A能够将机身22抬高，与卷链机构B配合将控制棒送入作业区，所述压链机构C用于维持卷链机构B在环链提升过程中的稳定性和可靠性。
参见图1至图5，所述提升机构A包括对称设置于机身22两侧的梯形丝杠1，所述梯形丝杠1上套设有两个梯形丝杠螺母2，所述两个梯形丝杠螺母2之间可旋转连接有剪叉式连杆组3，机身22两侧的剪叉式连杆组3的连杆间通过四根贯穿机身22的连接轴23可旋转连接；机身22后端的连接轴23贯穿处开设有连接轴滑动槽24；参见图1、图5，梯形丝杠1的尾端连接锥齿轮15a，锥齿轮15a与锥齿轮15b相啮合，两侧锥齿轮15b之间连接有传动杆4；其中一侧梯形丝杠1尾端贯穿同侧锥齿轮15a后与手动摇柄16相连接。
参见图1、图6、图7，所述卷链机构B包括固定设置于机身22中段的电机5，所述电机5的动力输出端通过联轴器与机身22前端的减速齿轮组6的主动齿轮6a相连接，主动齿轮6a与从动齿轮6b相啮合，从动齿轮6b轴心与蜗轮蜗杆7中蜗杆的一端相连接，蜗杆的另一端可旋转连接在链轮架13上，蜗轮蜗杆7的蜗轮轴心通过平键与贯穿链轮8的链轮轴9的一端相连接，链轮轴9的另一端与链轮架13可旋转连接，链轮8上缠卷固定有环链26。
参见图1、图8，所述压链机构C包括两组压链轮10，所述每组压链轮10的轮轴与链轮架13内侧壁上弧形槽14可拆卸连接，链轮架13内侧壁上设有第一销孔17，所述第一销孔17与弧形槽14顶端及链轮架13上链轮轴9轴心穿过位置在一条直线上且位于其的中心位置；链轮架13内侧壁设置有同步架12，所述同步架12一端与链轮轴9轴连接，同步架12另一端设有凹槽25，所述凹槽25与压链轮10的轮轴相配合适应，同步架12中间设有第二销孔18；参见图9，所述压链机构C还设置有可拆卸的定位销11，所述定位销11与链轮8上设置的定位销插孔27相配合适应，且定位销11***链轮8上的插孔27的一端固定设置有弹簧19；所述定位销11可***第一销孔17与第二销孔18，并与第一销孔17及第二销孔18相配合适应。
参见图4，所述每侧剪叉式连杆3的连杆包括连杆L1-连杆L6；连杆L1-连杆L4为纵向连杆，其中连杆L1、连杆L3的一端与分别与机身上部的两根连接轴23相连接，连杆L1、连杆L3的另一端与分别与同侧的梯形丝杠螺母2一侧相连接；连杆L2、连杆L4的一端分别与机身底部的两根连接轴23相连接，连杆L2、连杆L4的另一端分别与同侧梯形丝杠螺母2另一侧连接；连杆L5-连杆L6为斜向连杆，连杆L5、连杆L6的两端交叉连接于对角方向的连接轴23上。
参见图10，所述压链轮10上设置有碰珠20，碰珠20与弧形槽上设置的圆孔21相配合适应。
所述可旋转连接为螺栓连接。
参见图11，所述环链26的游离端垂入控制棒***工作区。
一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构的用法，包括以下具体步骤：
1）将初始状态设置为机身22及其两侧的剪叉式连杆3为同步下降动作，链轮8送至所需的工作区域；
2）先将一组压链轮10***视向为轴向，相对于链轮轴9相对位置为水平的位置，压住环链26与链轮8啮合，用同步架12对压链轮10进行限位，将定位销11***链轮8与同步架12上的第二销孔18，将链轮8与同步架12锁定；
3）启动电机5，链轮8、定位销11与同步架12同步运动，在链轮8、定位销11与同步架12转动至视向为轴向，相对于链轮轴9相对位置为垂直90度时，链轮8上的定位销11的插孔27、链轮架13上的第一销孔17及同步架12上的第二销孔18在一条直线上，定位销11被弹簧19顶出，使链轮8与同步架12的同步分离，同步架12位置被定位销11锁定，使一组压链轮10达到指定位置；
4）然后将另一组压链轮10***视向为轴向，相对于链轮轴9相对位置为水平位置的卷链机构B中；从而两组压链轮10保证环链26与链轮8的稳定啮合，防止脱链；
5）两组压链轮10定位完成后，分别以压链轮10轴向为旋转轴旋转压链轮10，压链轮10上设置的碰珠20与链轮架13上右侧弧形滑槽14内圆孔21锁定；
6）两组压链轮10锁定完成后，链轮8继续转动，带动环链26稳定提升，环链26带动控制棒提升至控制棒***孔处时，链轮8停止转动；
7）手摇手动摇柄16，带动锥齿轮15a、锥齿轮15b及梯形丝杠1转动，进而梯形丝杠螺母2带动剪叉式连杆3运动至剪叉式连杆3完全展开状态，机身22上部及卷链机构B抬起，完成提链动作，同时锁定控制棒于控制棒***孔处，然后断开环链26与控制棒连接，最终完成环链提升和收链动作。
本发明的工作原理是：
维修工作时，摇动手动摇柄16，机身22及其两侧的剪叉式连杆3同步下降，链轮8送至工作区域；将一组压链轮10压住环链26与链轮8啮合，用同步架12对压链轮10进行限位，将定位销11***链轮8与同步架12上的第二销孔18，将链轮8与同步架12锁定；启动电机5，链轮8、定位销11与同步架12同步运动，在链轮8、定位销11与同步架12转动至链轮8上的定位销11插孔27、链轮架13上的第一销孔17及同步架12上的第二销孔18在一条直线上，定位销11被弹簧19顶出，使链轮8与同步架12同步分离，同步架12位置被定位销11锁定，使一组压链轮10达到指定位置；然后将另一组压链轮10***视向为轴向，相对于链轮轴9相对位置为水平的位置的卷链机构B内；从而两组压链轮10保证环链26与链轮8的稳定啮合，防止脱链；两组压链轮10定位完成后，将压链轮10的碰珠20与弧形滑槽14的圆形21孔锁定；两组压链轮10锁定完成后，链轮8继续转动，带动环链26稳定提升，环链26带动控制棒提升至控制棒***孔处时，链轮8停止转动；手摇手动摇柄16，运转提升机构A至剪叉式连杆3完全展开状态，机身22上部抬起，完成提链动作，同时锁定控制棒于控制棒***孔处，断开环链与控制棒连接，完成环链提升和收链动作后，方便对控制棒***进行维修。
文中所述“上”、“下”等方位性用词，为根据相应附图的方向进行描述，显然，以上具体实施方式仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述具体实施方式对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构，包括机身(22)，其特征在于：所述机身(22)上分别连接有提升机构(A)、卷链机构(B)及压链机构(C)；所述卷链机构(B)用于将需维修的控制棒提拉至所需高度，所述的提升机构(A)能够将机身(22)抬高，与卷链机构(B)配合将控制棒送入作业区，所述压链机构(C)用于维持卷链机构(B)在环链提升过程中的稳定性和可靠性；
所述提升机构(A)包括对称设置于机身(22)两侧的梯形丝杠(1)，所述梯形丝杠(1)上套设有两个梯形丝杠螺母(2)，所述两个梯形丝杠螺母(2)之间可旋转连接有剪叉式连杆组(3)，位于机身(22)两侧的剪叉式连杆组(3)的连杆间通过四根贯穿机身(22)的连接轴(23)可旋转连接；机身(22)后端的连接轴(23)贯穿处开设有连接轴滑动槽(24)；梯形丝杠(1)的尾端连接锥齿轮15a，锥齿轮15a与锥齿轮15b相啮合，两侧锥齿轮15b之间连接有传动杆(4)；其中一侧梯形丝杠(1)尾端贯穿同侧锥齿轮15a后与手动摇柄(16)相连接；
所述卷链机构(B)包括固定设置于机身(22)中段的电机(5)，所述电机(5)的动力输出端通过联轴器与机身(22)前端的减速齿轮组(6)的主动齿轮6a相连接，主动齿轮6a与从动齿轮6b相啮合，从动齿轮6b轴心与蜗轮蜗杆(7)中蜗杆的一端相连接，蜗杆的另一端可旋转连接在链轮架(13)上，蜗轮蜗杆(7)的蜗轮轴心通过平键与贯穿链轮(8)的链轮轴(9)的一端相连接，链轮轴9的另一端与链轮架(13)可旋转连接，链轮(8)上缠卷固定有环链(26)；
所述压链机构(C)包括两组压链轮(10)，每组所述压链轮(10)的轮轴与链轮架(13)内侧壁上弧形槽(14)可拆卸连接，链轮架(13)内侧壁上设有第一销孔(17)，所述第一销孔(17)与弧形槽(14)顶端及链轮架(13)上链轮轴(9)轴心穿过位置在一条直线上且位于其的中心位置；链轮架(13)内侧壁设置有同步架(12)，所述同步架(12)一端与链轮轴(9)轴连接，同步架(12)另一端设有凹槽(25)，所述凹槽(25)与压链轮(10)的轮轴相配合适应，同步架(12)中间设有第二销孔(18)；所述压链机构(C)还设置有可拆卸的定位销(11)，所述定位销(11)与链轮(8)上设置的定位销插孔(27)相配合适应，且定位销(11)***链轮(8)上的插孔(27)的一端固定设置有弹簧(19)；所述定位销(11)可***第一销孔(17)与第二销孔(18)，并与第一销孔(17)及第二销孔(18)相配合适应；
每侧所述剪叉式连杆(3)的连杆包括连杆L1-连杆L6；连杆L1-连杆L4为纵向连杆，其中连杆L1、连杆L3的一端分别与机身上部的两根连接轴(23)可旋转连接，连杆L1、连杆L3的另一端分别与同侧的梯形丝杠螺母(2)一侧可旋转连接；连杆L2、连杆L4的一端分别与机身底部的两根连接轴(23)可旋转连接，连杆L2、连杆L4的另一端分别与同侧梯形丝杠螺母(2)另一侧可旋转连接；连杆L5-连杆L6为斜向连杆，连杆L5、连杆L6的两端交叉可旋转连接于对角方向的连接轴(23)上。
2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构，其特征在于：所述压链轮(10)上设置有碰珠(20)，碰珠(20)与弧形槽上设置的圆孔(21)相配合适应。
3.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构，其特征在于：所述可旋转连接为螺栓连接。
4.基于权利要求1至3任一项所述一种高温气冷堆控制棒***维修用环链提升机构的用法，包括以下具体步骤：
1)将初始状态设置为机身(22)及其两侧的剪叉式连杆(3)为同步下降动作，链轮(8)送至所需的工作区域；
2)先将一组压链轮(10)***视向为轴向，相对于链轮轴(9)相对位置为水平的位置，压住环链(26)与链轮(8)啮合，用同步架(12)对压链轮(10)进行限位，将定位销(11)***链轮(8)与同步架(12)上的第二销孔(18)，将链轮(8)与同步架(12)锁定；
3)启动电机(5)，链轮(8)、定位销(11)与同步架(12)同步运动，在链轮(8)、定位销(11)与同步架(12)转动至视向为轴向，相对于链轮轴(9)相对位置为垂直90度时，链轮(8)上的定位销(11)的插孔(27)、链轮架(13)上的第一销孔(17)及同步架(12)上的第二销孔(18)在一条直线上，定位销(11)被弹簧(19)顶出，使链轮(8)与同步架(12)的同步分离，同步架(12)位置被定位销(11)锁定，使一组压链轮(10)达到指定位置；
4)然后将另一组压链轮(10)***视向为轴向，相对于链轮轴(9)相对位置为水平位置的卷链机构(B)中；从而两组压链轮(10)保证环链(26)与链轮(8)的稳定啮合，防止脱链；
5)两组压链轮(10)定位完成后，分别以压链轮(10)轴向为旋转轴旋转压链轮(10)，压链轮(10)上设置的碰珠(20)与链轮架(13)上右侧弧形滑槽(14)内圆孔(21)锁定；
6)两组压链轮(10)锁定完成后，链轮(8)继续转动，带动环链(26)稳定提升，环链(26)带动控制棒提升至控制棒***孔处时，链轮(8)停止转动；
7)手摇手动摇柄(16)，带动锥齿轮15a、锥齿轮15b及梯形丝杠(1)转动，进而梯形丝杠螺母(2)带动剪叉式连杆(3)运动至剪叉式连杆(3)完全展开状态，机身(22)上部及卷链机构(B)抬起，完成提链动作，同时锁定控制棒于控制棒***孔处，然后断开环链(26)与控制棒连接，最终完成环链提升和收链动作。
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