核反应堆堆内构件吊具设计

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1、核反应堆堆内构件吊具设计陈书华　黄新东　谭文界　安彦波　李　鑫（中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室，四川成都610041）【摘　要】核反应堆堆内构件的吊装由于环境辐照剂量大、精度要求高等原因导致工作难度较大，本文根据某型核反应堆堆内构件的结构特点设计一套专用的吊具，给出了结构简介，对其关键零件进行了强度核算，并提出了调试、安装和使用工艺等要求。.jyqkeofliftingdeviceforthenuclearreactorinternals.Thestructure，strengthchecking，adjustmentandinstallat

2、ionoftheliftingdeviceisalsoprovided.【Keym的径向加强板，以加强吊具体钢度和便于布置气缸安装体以及吊具支承部分。吊具体作为吊篮吊具的基础载体，连接堆内构件吊具的各个零部件，并由调节垫块调节吊具的轴向高度来实现对吊篮组件、压紧组件和压紧弹簧组件的吊装，同时调节垫块提供适当距离以保证吊具体到位后不会与压力容器法兰面上的凸台接触。2.2　索具螺旋扣索具螺旋扣连接钢丝绳与吊具体。可通过调整索具螺旋扣的螺纹配合长度来调节整个吊具的水平度。2.3　导向柱导向柱长度为6500mm，导向柱精度分为4段，分别是导入段、一级导向段、二级导向

3、段和生根段。由于堆内构件吊具的粗导向和精导向都是靠导向柱实现，导入段保证吊篮组件底部在进入压力容器之前实现对其粗导向。导入段呈长锥形，可以减轻和降低吊具中心及周向的定位要求，便于吊具定位孔进入导向柱。一级导向段处于当吊篮组件即将进入分流结构时起导向作用。二级导向段处于吊篮法兰即将进入压力容器的4个键时起导向作用。生根段与压力容器法兰定位栓孔配合并固定，导向柱在该孔定位相当于压力容器定位栓的延长。导向柱与定位盘、定位销配合为吊具提供径向定位。2.4　气缸安装体气缸安装体的作用是连接吊具体、吊运销和气缸架。为气缸中心线、吊运销轴线和吊运流水孔中心线或者吊耳提供线

4、性对中。2.5　定位盘、定位销定位盘通过定位销在吊具体上定位并用螺柱固定，与导向柱配合对吊具进行导向。2.6　气缸架气缸架的作用是连接水下气缸和气缸安装体，并为气缸提供行程空间。2.7　吊运销吊运销与气缸联接，在气缸作用下吊运销被推入、抽出起吊流水孔或者吊耳中。为了满足装卸设备必须设计成能防止燃料组件跌落的要求[2]，吊运销前端有小凸台，可防止误操作导致被吊构件滑落。2.8　气缸三个气缸能够防水，分别固定在气缸架上，属外购件。气缸通过气缸架和气缸安装体与吊具体相连接，当吊具就位后，其中心线与吊运所使用的流水孔中心线或者吊耳对齐。2.9　轴向调节垫块轴向调节垫

5、块分为A组和B组。A组坐在压力容器法兰面上，在起吊吊篮组件时起轴向定位作用；在起吊压紧组件与压紧弹簧组件时，B组坐在A组上，让吊具体上升至吊运销对准其起吊吊耳的高度。2.10　水下摄像头水下摄像头能够监视水下的动作情况，其管线依附于汽缸安装体侧面，通过摄像头操作人员能够远距离确认吊运销的状态。3　计算校核正常情况下由于吊篮组件最重，且在考虑特殊情况下可能需要连同整堆燃料组件一起吊运，假设总重为30t，关键零件校核如下：3.1　吊运销强度校核吊运销选用材料为3Cr13，设定其直径为52mm（与流水孔尺寸相关），[σs]＝108MPa，又3Cr13为塑性材料，据

6、第四强度理论[τ。分析吊运销最有可能受剪切作用而失效，其剪切应力：F剪切＝1×105N；剪切面积S剪切＝2122.64mm2；τ＝47MPa≤[τ]，因此强度满足要求。3.2　钢丝绳计算选型由载重30t计算，钢丝绳组件与竖直线夹角≥45°，知单根钢丝绳拉力F＝140kN，可选用不锈钢钢丝绳：22.0NAT6×19+I].北京:原子能出版社，2010.［责任编辑：刘展］