CN111807207B - 乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置及格架安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置及格架安装方法，所述测量装置包括装置座及安装于装置座上的测量组件，所述测量组件包括可张开和回缩的连杆机构、安装于连杆机构上的触点、与连杆机构相连，用于驱动连杆机构变形的提升杆、用于检测提升杆位移大小的位移传感器；所述测量组件与装置座之间还设置有摩擦副，所述摩擦副用于实现：通过测量组件与装置座之间的摩擦力，保持连杆机构形变的状态。所述方法基于所述装置。采用本方案提供技术方案，不仅便于完成贮存格架在乏燃料池中的精确安装，同时测量装置还具有结构简单、使用方便的特点。

Description

乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置及格架安装方法
技术领域
本发明涉及乏燃料处理设备技术领域，特别是涉及一种乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置及格架安装方法。。
背景技术
随着国内二代核电站各机组的运行，大部分机组的乏燃料水池已接近满容，同时现阶段乏燃料后处理厂无法接收各核电站产生的乏燃料，为了提高核电站乏燃料水池的贮存能力，在原有乏燃料水池的基础上进行贮存架的密集化改造已经成为必然趋势。在对乏燃料水池进行密集化改造时，首先将部分需要更换的镉格架从乏燃料池内吊出，并将高密格架按照一定的顺序及位置在乏燃料池内进行安装。
在水下远程安装新乏燃料贮存格架时，其安装位置的精度要求高(位置度允许偏差±2mm)，且使用常规的测量工具无法准确测量出乏燃料贮存格架水下安装位置度，因此，研制一套技术可行、安全可靠、简单实用、经济合理的高密集乏燃料贮存格架水下安装位置高精度测量装置是必要的。
发明内容
针对上述提出的研制一套技术可行、安全可靠、简单实用、经济合理的高密集乏燃料贮存格架水下安装位置高精度测量装置是必要的的技术问题，本发明提供了一种乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置及格架安装方法。采用本方案提供技术方案，不仅便于完成贮存格架在乏燃料池中的精确安装，同时测量装置还具有结构简单、使用方便的特点。
针对上述问题，本发明提供的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置及格架安装方法通过以下技术要点来解决问题：乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置及格架安装方法，所述测量装置包括装置座及安装于装置座上的测量组件，所述测量组件包括可张开和回缩的连杆机构、安装于连杆机构上的触点、与连杆机构相连，用于驱动连杆机构变形的提升杆、用于检测提升杆位移大小的位移传感器；
所述测量组件与装置座之间还设置有摩擦副，所述摩擦副用于实现：通过测量组件与装置座之间的摩擦力，保持连杆机构形变的状态。
现有技术中，由于乏燃料池较深，且放射性环境决定了采用传统测量装置无法用于辅助完成乏燃料池中新贮存格架的定位安装，这使得现有如在更换贮存格架时，存在效率低、安装精度低等问题。
针对以上问题，本方案提供了一种尽可能采用机械式传动实现待安装贮存格架安装位置测定的测量装置，本方案中，由于连杆组件与装置座之间具有约束，故以上触点可设置为：为一个，亦可为两个，在为一个时，以下所述的挤压通过装置座、触点传递至连杆机构上，为两个时，通过两个触点直接为连杆机构传递挤压即可。所述摩擦副即为锁定件，如摩擦副具有特定的静摩擦力大小，在以下流程中，通过改变施加在连杆机构上力的大小，即可使得摩擦副作为锁定件完成连杆机构形态锁定，在挤压力下，即可克服所述摩擦副上的摩擦力，使得连杆机构变形以联动位移传感器的测量值，在未被挤压时，在摩擦副的作用下，连杆机构保持被挤压后的状态。
本方案在具体运用时，可按照如下方式使用：包括顺序进行的以下步骤：
S1、完成所述测量装置与待安装贮存格架的连接以及测量组件的初始形态调整
所述初始形态调整为：通过提升杆，使得连杆机构张开，且连杆机构张开的大小使得连杆结构在后续待安装贮存格架位置调整时，能够受到待安装贮存格架与已安装贮存格架的挤压，或者受到待安装贮存格架与乏燃料池池壁的挤压，克服以上摩擦副产生的摩擦力而发生回缩，所述触点作为测量装置上用于与贮存格架、池壁接触的直接接触点；
S2、待安装贮存格架在乏燃料池中的就位
通过吊装工具吊起待安装贮存格架并将其置入乏燃料池，在待安装贮存格架与池底未接触情况下，使用推动装置，推动待安装乏燃料贮存格架，完成待安装贮存格架在乏燃料池中位置调整，而后释放吊装工具，使得待安装乏燃料贮存格架支撑于池底；
且在以上推动过程中，利用所述挤压，连杆机构产生回缩所引起的位移传感器示数变化指导推动装置对待安装贮存格架的推动量；
S3、测量装置移出
提升提升杆，同时利用装置座与贮存格架、池壁之间的摩擦力，使得连杆结构进一步回缩，以获得位于测量装置与贮存格架、池壁之间的间隙，通过所述间隙，完成测量装置移出。
在步骤S1中，完成所述测量装置与待安装贮存格架的连接可位于测量组件的初始形态调整之前或之后，所述初始形态调整通过所述摩擦副提供的摩擦力实现。
在步骤S2中，测量装置与待安装贮存格架同步运动，待安装贮存格架与池壁、已安装贮存格架之间的间隙决定了连杆机构被挤压的变形量，通过所述位于传感器反映以上间隙宽度，即可达到用于辅助待安装贮存格架精确就位。
在步骤S3中，由于测量装置的具体结构设计，通过提升提升杆，可使得连杆结构回缩，从而获得测量装置无摩擦移出通道。
整体结构设计中，测量装置深入乏燃料池的前端仅需要包括位移传感器甚至可以将位移传感器设置在测量装置的上端，这样，可有效实现辐射环境下位移传感器的保护或利于位移传感器的使用寿命。
综上，采用本方案提供的技术方案，乏燃料贮存格架安装过程中，新安装的乏燃料贮存格架与乏燃料池现有的乏燃料格架间的距离、与池壁的间距可使用测量装置进行高精度测量，为新乏燃料贮存格架安装提供数据支撑。确保了乏燃料水池高密集化改造项目中格架安装的安全、高效、高精度的实施。在具体运用时，配合相应控制***，如控制***由：显示屏、控制器等组成，将位移传感器的信号输出在显示屏上，直观显示出乏燃料贮存格架之间的距离。
作为所述测量装置进一步的技术方案：
作为所述连杆机构的具体实现方式，设置为：所述连杆机构为包括相对于装置座位置可变的顶角的多连杆机构，所述顶角形成于两连杆的相接位置，所述位置可变同步于连杆机构的形态变化，所述触头设置在所述顶角位置。作为本领域技术人员，所述两连杆的相接位置即为铰接位置，在挤压情况下，相应铰接位置发生相对转动，且相对转动的幅度受到以上相应间隙大小的影响，最终通过位移传感器，获得到当下待安装贮存格架在乏燃料池中的具***置。
更为具体的，设置为：所述呈菱形的四连杆机构，在所述四连杆机构上的四个铰接点中，其中一组呈水平正对关系的铰接点位置均设置有触头；另一组呈上下正对关系的铰接点为：上侧的铰接点与提升杆相连接，下侧的铰接点与装置座相连接。
为便于完成本测量装置与相应贮存格架的连接，设置为：所述提升杆的顶端还设置有用于实现所述测量装置与贮存格架连接的连接件。
作为一种拆装方便的具体实现形式，设置为：所述连接件为下端设置有嵌入口的卡接件。本方案中，通过所述嵌入口完成测量装置在贮存格架上的挂设和通过上提的方式，完成测量装置由贮存格架上移除即可。
作为一种结构简单的摩擦副实现方式，设置为：所述摩擦副设置于提升杆与装置座之间：提升杆上设置有直杆段，所述直杆段的外侧与装置座摩擦配合。
作为一种结构简单、可将位移传感器设置在一个密闭空间内以保护位移传感器的技术方案，设置为：还包括与装置座固定连接的套筒，所述套筒的中心孔作为所述直杆段穿设的通道，且直杆段与套筒的两端之间均设置有轴向密封件，至少有一个轴向密封件设置位置提供所述摩擦副；
所述位移传感器设置在以上两轴向密封件之间，且位于所述套筒内。
更为完整的，还包括用于牵引提升杆的牵引绳。本方案在具体运用时，在先完成牵引绳与装置座的连接，在贮存格架完成安装后，通过提升牵引绳，即可移出测量装置或获得相应间隙。
为便于如牵引绳与测量装置的连接，设置为：还包括设置在提升杆上端的吊点。
本方案还公开了一种乏燃料贮存格架水下安装安装方法，采用如上任意一项所述的测量装置完成辅助安装，包括顺序进行的以下步骤：
S1、完成所述测量装置与待安装贮存格架的连接以及测量组件的初始形态调整
所述初始形态调整为：通过提升杆，使得连杆机构张开，且连杆机构张开的大小使得连杆结构在后续待安装贮存格架位置调整时，能够受到待安装贮存格架与已安装贮存格架的挤压，或者受到待安装贮存格架与乏燃料池池壁的挤压，克服以上摩擦副产生的摩擦力而发生回缩，所述触点作为测量装置上用于与贮存格架、池壁接触的直接接触点；
S2、待安装贮存格架在乏燃料池中的就位
通过吊装工具吊起待安装贮存格架并将其置入乏燃料池，在待安装贮存格架与池底未接触情况下，使用推动装置，推动待安装乏燃料贮存格架，完成待安装贮存格架在乏燃料池中位置调整，而后释放吊装工具，使得待安装乏燃料贮存格架支撑于池底；
且在以上推动过程中，利用所述挤压，连杆机构产生回缩所引起的位移传感器示数变化指导推动装置对待安装贮存格架的推动量；
S3、测量装置移出
提升提升杆，同时利用装置座与贮存格架、池壁之间的摩擦力，使得连杆结构进一步回缩，以获得位于测量装置与贮存格架、池壁之间的间隙，通过所述间隙，完成测量装置移出。
本发明具有以下有益效果：
综上，采用本方案提供的技术方案，乏燃料贮存格架安装过程中，新安装的乏燃料贮存格架与乏燃料池现有的乏燃料格架间的距离、与池壁的间距可使用测量装置进行高精度测量，为新乏燃料贮存格架安装提供数据支撑。确保了乏燃料水池高密集化改造项目中格架安装的安全、高效、高精度的实施。在具体运用时，配合相应控制***，如控制***由：显示屏、控制器等组成，将位移传感器的信号输出在显示屏上，直观显示出乏燃料贮存格架之间的距离。
附图说明
图1为本发明所述的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置一个具体实施例的结构示意图；
图2为本发明所述的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置一个具体实施例的结构示意图，该示意图为局部示意图且为局部剖视图，用于反映连杆机构与装置座的配合方式。
图中标记分别为：1、装置座，2、连杆机构，3、触点，4、提升杆，5、位移传感器，6、卡接件，7、吊点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1和图2所示，乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置及格架安装方法，所述测量装置包括装置座1及安装于装置座1上的测量组件，所述测量组件包括可张开和回缩的连杆机构2、安装于连杆机构2上的触点3、与连杆机构2相连，用于驱动连杆机构2变形的提升杆4、用于检测提升杆4位移大小的位移传感器5；
所述测量组件与装置座1之间还设置有摩擦副，所述摩擦副用于实现：通过测量组件与装置座1之间的摩擦力，保持连杆机构2形变的状态。
现有技术中，由于乏燃料池较深，且放射性环境决定了采用传统测量装置无法用于辅助完成乏燃料池中新贮存格架的定位安装，这使得现有如在更换贮存格架时，存在效率低、安装精度低等问题。
针对以上问题，本方案提供了一种尽可能采用机械式传动实现待安装贮存格架安装位置测定的测量装置，本方案中，由于连杆组件与装置座之间具有约束，故以上触点3可设置为：为一个，亦可为两个，在为一个时，以下所述的挤压通过装置座、触点3传递至连杆机构2上，为两个时，通过两个触点3直接为连杆机构2传递挤压即可。所述摩擦副即为锁定件，如摩擦副具有特定的静摩擦力大小，在以下流程中，通过改变施加在连杆机构2上力的大小，即可使得摩擦副作为锁定件完成连杆机构2形态锁定，在挤压力下，即可克服所述摩擦副上的摩擦力，使得连杆机构2变形以联动位移传感器5的测量值，在未被挤压时，在摩擦副的作用下，连杆机构2保持被挤压后的状态。
本方案在具体运用时，可按照如下方式使用：包括顺序进行的以下步骤：
S1、完成所述测量装置与待安装贮存格架的连接以及测量组件的初始形态调整
所述初始形态调整为：通过提升杆4，使得连杆机构2张开，且连杆机构2张开的大小使得连杆结构在后续待安装贮存格架位置调整时，能够受到待安装贮存格架与已安装贮存格架的挤压，或者受到待安装贮存格架与乏燃料池池壁的挤压，克服以上摩擦副产生的摩擦力而发生回缩，所述触点3作为测量装置上用于与贮存格架、池壁接触的直接接触点3；
S2、待安装贮存格架在乏燃料池中的就位
通过吊装工具吊起待安装贮存格架并将其置入乏燃料池，在待安装贮存格架与池底未接触情况下，使用推动装置，推动待安装乏燃料贮存格架，完成待安装贮存格架在乏燃料池中位置调整，而后释放吊装工具，使得待安装乏燃料贮存格架支撑于池底；
且在以上推动过程中，利用所述挤压，连杆机构2产生回缩所引起的位移传感器5示数变化指导推动装置对待安装贮存格架的推动量；
S3、测量装置移出
提升提升杆4，同时利用装置座1与贮存格架、池壁之间的摩擦力，使得连杆结构进一步回缩，以获得位于测量装置与贮存格架、池壁之间的间隙，通过所述间隙，完成测量装置移出。
在步骤S1中，完成所述测量装置与待安装贮存格架的连接可位于测量组件的初始形态调整之前或之后，所述初始形态调整通过所述摩擦副提供的摩擦力实现。
在步骤S2中，测量装置与待安装贮存格架同步运动，待安装贮存格架与池壁、已安装贮存格架之间的间隙决定了连杆机构2被挤压的变形量，通过所述位于传感器反映以上间隙宽度，即可达到用于辅助待安装贮存格架精确就位。
在步骤S3中，由于测量装置的具体结构设计，通过提升提升杆4，可使得连杆结构回缩，从而获得测量装置无摩擦移出通道。
整体结构设计中，测量装置深入乏燃料池的前端仅需要包括位移传感器5甚至可以将位移传感器5设置在测量装置的上端，这样，可有效实现辐射环境下位移传感器5的保护或利于位移传感器5的使用寿命。
综上，采用本方案提供的技术方案，乏燃料贮存格架安装过程中，新安装的乏燃料贮存格架与乏燃料池现有的乏燃料格架间的距离、与池壁的间距可使用测量装置进行高精度测量，为新乏燃料贮存格架安装提供数据支撑。确保了乏燃料水池高密集化改造项目中格架安装的安全、高效、高精度的实施。在具体运用时，配合相应控制***，如控制***由：显示屏、控制器等组成，将位移传感器5的信号输出在显示屏上，直观显示出乏燃料贮存格架之间的距离。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1和图2所示，作为所述连杆机构2的具体实现方式，设置为：所述连杆机构2为包括相对于装置座位置可变的顶角的多连杆机构2，所述顶角形成于两连杆的相接位置，所述位置可变同步于连杆机构2的形态变化，所述触头设置在所述顶角位置。作为本领域技术人员，所述两连杆的相接位置即为铰接位置，在挤压情况下，相应铰接位置发生相对转动，且相对转动的幅度受到以上相应间隙大小的影响，最终通过位移传感器5，获得到当下待安装贮存格架在乏燃料池中的具***置。
更为具体的，设置为：所述呈菱形的四连杆机构2，在所述四连杆机构2上的四个铰接点中，其中一组呈水平正对关系的铰接点位置均设置有触头；另一组呈上下正对关系的铰接点为：上侧的铰接点与提升杆4相连接，下侧的铰接点与装置座1相连接。
为便于完成本测量装置与相应贮存格架的连接，设置为：所述提升杆4的顶端还设置有用于实现所述测量装置与贮存格架连接的连接件。
作为一种拆装方便的具体实现形式，设置为：所述连接件为下端设置有嵌入口的卡接件6。本方案中，通过所述嵌入口完成测量装置在贮存格架上的挂设和通过上提的方式，完成测量装置由贮存格架上移除即可。
作为一种结构简单的摩擦副实现方式，设置为：所述摩擦副设置于提升杆4与装置座之间：提升杆4上设置有直杆段，所述直杆段的外侧与装置座摩擦配合。
作为一种结构简单、可将位移传感器5设置在一个密闭空间内以保护位移传感器5的技术方案，设置为：还包括与装置座固定连接的套筒，所述套筒的中心孔作为所述直杆段穿设的通道，且直杆段与套筒的两端之间均设置有轴向密封件，至少有一个轴向密封件设置位置提供所述摩擦副；
所述位移传感器5设置在以上两轴向密封件之间，且位于所述套筒内。
更为完整的，还包括用于牵引提升杆4的牵引绳。本方案在具体运用时，在先完成牵引绳与装置座的连接，在贮存格架完成安装后，通过提升牵引绳，即可移出测量装置或获得相应间隙。
为便于如牵引绳与测量装置的连接，设置为：还包括设置在提升杆4上端的吊点7。
实施例3：
本实施例在实施例1的基础上提供一种更为具体的安装方法：测量过程；
a.对测量装置进行松动件检查和测试；
b.下压提升杆4，使测量装置上连杆机构2张开；
c.将测量装置的卡接件6与乏燃料贮存格架连接，并调整与格架的相对位置，然后锁定；
d.将测量装置与控制***连接；
e.将乏燃料贮存格架连同测量装置吊入乏池内的大致安装位置；
f.确认乏燃料贮存格架与池底未接触，格架底部高于池底约10-15mm；
g.使用推动装置推动乏燃料贮存格架；
h.测量装置的触点3与乏燃料贮存格架外表面接触后，触点3压缩，将位移信号传递给位移传感器5，远程显示***输出结果；
i.根据测量装置的输出结果，推动乏燃料贮存格架，使乏燃料贮存格架移动到精确的安装位置；
j.下降乏燃料格架，使其底部与乏燃料水池池底接触，并观察远程显示***上测量装置的尺寸，进行位置复核。
1.测量装置从乏燃料贮存格架内取出过程；
a.确认吊点7已栓系牵引绳；
b.起升牵引绳拉起提升杆4，并利用测量装置与乏燃料贮存格架之间的摩擦力，使连杆机构2运动，将测量装置收缩，使测量装置与乏燃料贮存格架之间有间隙；
c.起升牵引绳，将测量装置吊出乏池。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置，包括装置座(1)及安装于装置座(1)上的测量组件，其特征在于，所述测量组件包括可张开和回缩的连杆机构(2)、安装于连杆机构(2)上的触点(3)、与连杆机构(2)相连，用于驱动连杆机构(2)变形的提升杆(4)、用于检测提升杆(4)位移大小的位移传感器(5)；
所述测量组件与装置座(1)之间还设置有摩擦副，所述摩擦副用于实现：通过测量组件与装置座(1)之间的摩擦力，保持连杆机构(2)形变的状态；
所述连杆机构(2)为包括相对于装置座位置可变的顶角的多连杆机构，所述顶角形成于两连杆的相接位置，所述位置可变同步于连杆机构(2)的形态变化，所述触点(3)设置在所述顶角位置；
所述连杆机构呈菱形的四连杆机构，在所述四连杆机构上的四个铰接点中，其中一组呈水平正对关系的铰接点位置均设置有触点(3)；另一组呈上下正对关系的铰接点为：上侧的铰接点与提升杆(4)相连接，下侧的铰接点与装置座(1)相连接。
2.根据权利要求1所述的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置，其特征在于，所述提升杆(4)的顶端还设置有用于实现所述测量装置与贮存格架连接的连接件。
3.根据权利要求2所述的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置，其特征在于，所述连接件为下端设置有嵌入口的卡接件(6)。
4.根据权利要求1所述的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置，其特征在于，所述摩擦副设置于提升杆(4)与装置座之间：提升杆(4)上设置有直杆段，所述直杆段的外侧与装置座摩擦配合。
5.根据权利要求4所述的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置，其特征在于，还包括与装置座固定连接的套筒，所述套筒的中心孔作为所述直杆段穿设的通道，且直杆段与套筒的两端之间均设置有轴向密封件，至少有一个轴向密封件设置位置提供所述摩擦副；
所述位移传感器(5)设置在以上两轴向密封件之间，且位于所述套筒内。
6.根据权利要求1所述的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置，其特征在于，还包括用于牵引提升杆(4)的牵引绳。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的乏燃料贮存格架水下安装位置测量装置，其特征在于，还包括设置在提升杆(4)上端的吊点(7)。
8.乏燃料贮存格架水下安装方法，其特征在于，采用如权利要求1至7中任意一项所述的测量装置完成辅助安装，包括顺序进行的以下步骤：
S1、完成所述测量装置与待安装贮存格架的连接以及测量组件的初始形态调整所述初始形态调整为：通过提升杆(4)，使得连杆机构(2)张开，且连杆机构(2)张开的大小使得连杆结构(2)在后续待安装贮存格架位置调整时，能够受到待安装贮存格架与已安装贮存格架的挤压，或者受到待安装贮存格架与乏燃料池池壁的挤压，克服以上摩擦副产生的摩擦力而发生回缩，所述触点(3)作为测量装置上用于与贮存格架、池壁接触的直接接触点；
S2、待安装贮存格架在乏燃料池中的就位通过吊装工具吊起待安装贮存格架并将其置入乏燃料池，在待安装贮存格架与池底未接触情况下，使用推动装置，推动待安装乏燃料贮存格架，完成待安装贮存格架在乏燃料池中位置调整，而后释放吊装工具，使得待安装乏燃料贮存格架支撑于池底；
且在以上推动过程中，利用所述挤压，连杆机构(2)产生回缩所引起的位移传感器(5)示数变化指导推动装置对待安装贮存格架的推动量；
S3、测量装置移出提升杆(4)，同时利用装置座与贮存格架、池壁之间的摩擦力，使得连杆结构(2)进一步回缩，以获得位于测量装置与贮存格架、池壁之间的间隙，通过所述间隙，完成测量装置移出。
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