專利名稱:一種球形物料緩沖輸送裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于輸送各種規(guī)格尺寸和材料的球形物料的球形物料緩沖輸送裝置，尤其是涉及一種用于緩沖輸送球床高溫氣冷堆球形燃料元件的球形物料緩沖輸送裝置。
背景技術：
高溫氣冷堆根據燃料元件的形狀可分為兩類，一類是采用球形燃料元件的球床高溫氣冷堆，另一類是采用棱柱狀燃料元件的柱狀高溫氣冷堆。球形燃料元件內彌散有涂敷燃料顆粒。涂敷燃料顆粒的直徑約1mm，燃料的直徑為O. 5mm,外部涂敷3層熱解碳和I層碳化硅，起到燃料的包殼作用。球形燃料元件是將一定數量的燃料顆粒和基體石墨充分混合，壓成直徑50_的石墨球，然后再在外部包裹壓制一層純石墨作為球形燃料元件的外殼，壓制好的球形燃料元件外徑為60_。
反應堆的換料方式有兩種，一種是停堆換料，另外一種是不停堆在線換料，現在世界上大多數反應堆采用的是停堆換料方式，如壓水堆和沸水堆，目前采用不停堆連續(xù)換料的反應堆主要包括坎杜堆和球床高溫氣冷堆。不停堆連續(xù)換料的優(yōu)點是反應堆可以長期運行，有利于提高電站的利用率，從而提高電站的經濟性。不停堆換料系統(tǒng)還能及時卸出破損的球形燃料元件，降低對冷卻劑回路的污染。球床高溫氣冷堆是利用球形燃料元件易于滾動的特點，通過管路進行輸送，使新球形燃料元件連續(xù)的滾入堆芯，乏球形燃料元件卸出堆
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由于采用球形燃料元件，球床高溫氣冷堆的堆芯初始裝料時，以及反應堆運行一段時間排空堆芯燃料后需要將部分燃耗的球形燃料元件重新裝回堆芯時，由于反應堆的高度很高，直接將球形燃料元件從反應堆頂部放落到底部，球形燃料元件會因降落速度過快而產生破損。

發(fā)明內容
(一 )要解決的技術問題
本發(fā)明所要解決的技術問題是在堆芯初始裝料以及排空堆芯燃料后需要將球形燃料元件重新裝回堆芯時，緩沖輸送球形燃料元件，減小從反應堆頂部放落球形燃料元件時的降落速度，盡可能地保證球形燃料元件裝入堆芯后的完好性。
本發(fā)明所要解決的技術問題還在于提高兩段輸送管之間連接的便捷、安全性。
( 二 )技術方案
為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種球形物料緩沖輸送裝置，該球形物料緩沖輸送裝置主要包括輸送管道、位于所述輸送管道一端的球形物料入口、位于所述輸送管道另一端的球形物料出口、在所述輸送管道的靠近所述球形物料入口一側設置的第一過球測量裝置、位于所述過球測量裝置下游所述輸送管道上的第一電磁閥、位于所述電磁閥下游所述輸送管道上的第二過球測量裝置。[0010]優(yōu)選地，所述球形物料緩沖輸送裝置還包括位于所述過球測量裝置上游所述輸送 管道上的第二電磁閥。[0011]優(yōu)選地，所述球形物料緩沖輸送裝置還包括在所述第二電磁閥下游以過球測量裝 置-電磁閥-過球測量裝置的順序設置的多于兩個電磁閥和多于兩個過球測量裝置。[0012]優(yōu)選地，所述輸送管道的內徑約等于所述球形物料的外徑。[0013]本發(fā)明還提供了一種用于連接輸送管的管接頭，主要包括相對于輸送管轉動的接 頭外殼、位于所述接頭外殼一端的接頭連接端、在所述接頭連接端上設置的且分別與另一 接頭連接端匹配的接頭連接凸鉤和接頭連接凹槽、位于所述接頭外殼另一端且與輸送管連 接的接頭連接椎管、在所述接頭外殼內部設置的接頭連接套管以及位于所述接頭連接套管 內側的輸送管端。[0014]優(yōu)選地，所述用于連接輸送管的管接頭還包括設置于所述接頭連接套管上的密封 圈。[0015]優(yōu)選地，所述用于連接輸送管的管接頭還包括設置于與所述接頭連接端相對的所 述接頭外殼一側上的保險掛鉤。[0016]優(yōu)選地，所述輸送管道由多段輸送管通過上述在所述接頭外殼一側上具有保險掛 鉤的所述用于連接輸送管的管接頭裝配而成。[0017](三)有益效果[0018]本發(fā)明提出的球形物料緩沖輸送裝置，具有以下優(yōu)點[0019]1.輸送管道內部光滑，沒有用于緩沖的凸臺或臺階，從而有效降低物料輸送過程 中的磨損，保證物料輸送的完整性；[0020]2.通過采用電磁閥和過球測量裝置，可以遠程控制物料在管內的緩沖輸送，確保 操作人員的舒適和安全；[0021]3.通過采用可快速拆裝的管接頭，可以在短時間內將球形物料緩沖輸送裝置投入 運行，或在運行過程中對緩沖輸送裝置進行快速調節(jié)，如增加或減少用于物料輸送的輸送 管；[0022]4.通過在接頭連接套管上設置密封圈，可以保證物料輸送過程產生的粉塵封閉在 輸送裝置和輸送管路內，防止釋放到外部環(huán)境；[0023]5.通過在緩沖輸送管道的管接頭上設置保險掛鉤，在物料的垂直輸送過程中，可 有效防止輸送管的脫落，保證輸送管道和外部設備的安全性。


[0024]圖1是依據本發(fā)明實施方式的球形物料緩沖輸送裝置的工作原理圖；[0025]圖2是根據本發(fā)明實施方式的球形物料緩沖輸送裝置管接頭的示意圖；[0026]圖3是高溫氣冷堆堆芯裝料過程示意圖。
具體實施方式
[0027]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。[0028]球形物料緩沖輸送裝置的工作原理，主要是利用球形物料緩沖輸送管道的內徑與球形物料的外徑接近，球形物料在管內輸送過程中，將輸送管路的一端用閥門密封，利用球 形物料輸送時對封閉氣腔產生壓縮力和拉脹力后，封閉氣腔會對輸送中的球形物料產生反 向的作用力，使輸送中的球形物料減速，從而達到使球形物料緩沖輸送的目的。[0029]用于封閉輸送管道的電磁閥可以用一個、兩個或多于兩個。[0030]如圖1A所示，該球形物料緩沖輸送裝置僅包括一個電磁閥，并且輸送管道12由多 段輸送管組成。球形物料8在緩沖輸送裝置內的輸送過程為在初始狀態(tài)，第一電磁閥5為 關閉狀態(tài)；從緩沖輸送裝置上游輸入的球形物料8，通過緩沖輸送裝置球形物料入口 1，進 入緩沖輸送管道12,由于第一電磁閥5封閉了輸送管路,球形物料8在第一電磁閥5前的輸 送過程都受到封閉氣腔的作用力而得到緩沖。球形物料8在通過第一過球測量裝置7時， 控制系統(tǒng)將第一電磁閥5打開,使球形物料8能夠安全通過第一電磁閥5,球形物料8在通 過第二過球測量裝置9時，控制系統(tǒng)將第一電磁閥5關閉，保證球形物料8在輸送管道12 內輸送時，上游的第一電磁閥5是關閉的。這樣就能使球形物料8在下游的輸送管道12內 輸送時都受到封閉氣腔的作用力而得到緩沖。[0031]如圖1B所示，該球形物料緩沖輸送裝置包括兩個電磁閥。在初始狀態(tài)時，第二電 磁閥3為開通狀態(tài)，第一電磁閥5為關閉狀態(tài)；從緩沖輸送裝置上游輸入的球形物料8，通 過緩沖輸送裝置球形物料入口 1，進入緩沖輸送管道12，由于第一電磁閥5封閉了輸送管 路，球形物料8在第一電磁閥5前的輸送過程都受到封閉氣腔的作用力而得到緩沖。如圖1C所示，球形物料8在通過第一過球測量裝置7時，控制系統(tǒng)將第二電磁閥3關閉，同時將 第一電磁閥5打開。球形物料8在通過過第二球測量裝置9時，控制系統(tǒng)將第二電磁閥3打 開，同時將第一電磁閥5關閉，等待對下一個球形物料8進行緩沖輸送。從而，該球形物料 緩沖輸送裝置保證球形物料8在輸送管道12內輸送時，上游至少有一個電磁閥是關閉的， 這樣就能使球形物料在下游管道內輸送時都受到封閉氣腔的作用力而得到緩沖。[0032]所述緩沖輸送裝置還可包括多于兩個電磁閥，其工作原理與包括兩個電磁閥的緩 沖輸送裝置相同，其功能是分段緩沖輸送，從而控制球形物料在緩沖輸送裝置內的具體位 置。[0033]球形物料的輸送管道12，可以任意長度，直徑則根據所輸送的球形物料的尺寸而 定，輸送管道內徑應在加工誤差的范圍內盡量接近球形物料的外徑，尺寸越接近，則緩沖效 果越好。輸送管道12可由多段輸送管通過管接頭(如管接頭10和11)可靠連接而成，管 接頭的原理圖如圖2所示。[0034]如圖2所示，球形物料輸送管道管接頭的連接工作原理為接頭外殼13可以相對 輸送管17轉動，將兩段輸送的管接頭靠在一起，將一端的接頭連接凸鉤15套入另一端的接 頭連接凹槽19，然后旋轉接頭外殼13，使接頭連接凸鉤15旋入接頭連接凹槽19內，在接頭 連接套管17端部設有密封圈18，將兩個管接頭壓緊并密封。保險掛鉤14可以用于在垂直 輸送的過程中，通過拴接繩索固定，可以有效防止輸送管17的意外脫落。[0035]圖3示出了將球形物料緩沖輸送裝置應用到球床高溫氣冷堆堆芯初始裝料以及 堆芯排空后重新裝入部分燃耗的燃料元件時堆芯裝料的工作原理。[0036]如圖3所不,輸送管道由多個輸送管段組成。在初始狀態(tài)時,第一電磁閥5為關閉 狀態(tài)。從緩沖輸送裝置上游輸入的球形物料8，通過緩沖輸送裝置球形燃料元件入口 1，進 入緩沖輸送管道12,由于第一電磁閥5封閉了輸送管路,球形物料8在通過第一電磁閥5之前的輸送過程都受到封閉氣腔的作用力而得到緩沖。球形物料8在通過第一過球測量裝置7時,控制系統(tǒng)將第一電磁閥5打開,使球形物料8能夠安全通過第一電磁閥5,球形物料8在通過第二過球測量裝置9時，控制系統(tǒng)將第一電磁閥5關閉，保證球形物料8在輸送管道12內輸送時，上游的第一電磁閥5是關閉的，這樣就能使球形物料8在下游輸送管道內輸送時都受到封閉氣腔的作用力而得到緩沖。
用兩個及多于兩個電磁閥的緩沖輸送裝置的工作原理與用一個電磁閥的緩沖輸送裝置相同，其功能是分段緩沖輸送，從而控制球形燃料元件在緩沖輸送裝置內的具體位置。
在反應堆堆芯裝料過程中，堆芯的料位會不斷升高，當料位升高到球形燃料元件出口 2的下部時，需要將緩沖輸送裝置的輸送管道12最上端的第一節(jié)輸送管段提升并拆除，以使球形燃料元件出口 2的位置始終位于料位面之上，防止發(fā)生球形燃料元件在輸送管段內無法排入堆芯內的情況。通過在輸送管道12管接頭的保險掛鉤上拴接繩索，并將繩索的上部可靠固定，可以有效防止輸送管段的意外脫落。
由于球形燃料兀件的外徑為60mm,輸送管段的內徑應在加工誤差的范圍內，盡量接近球形燃料元件的外徑，如可以采用內徑61mm、62mm和65mm的輸送管段。
通過研究計算，球形燃料元件在緩沖輸送裝置的輸送管道的輸送速度不超過IOm/s,輸送管道的總長大于3m時,在空氣氣氛和常溫常壓下,如果米用內徑61mm的輸送管段，則通過緩沖輸送裝置后球形燃料元件的管道內輸送速度為1. 2m/s，如果采用內徑62_的輸送管段，則通過緩沖輸送裝置后球形燃料元件的管內輸送速度為2. 3m/s，如果采用內徑65mm的輸送管段，則通過緩沖輸送裝置后球形燃料元件的管內輸送速度為5. 7m/s?？梢?，緩沖輸送裝置輸送管段的內徑對球形燃料元件輸送緩沖的影響效果是非常明顯的。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種球形物料緩沖輸送裝置，包括輸送管道、位于所述輸送管道一端的球形物料入口、位于所述輸送管道另一端球形物料出口，其特征在于，所述球形物料緩沖輸送裝置還包括 第一過球測量裝置，位于所述輸送管道的靠近所述球形物料入口一側； 第一電磁閥，位于所述第一過球測量裝置下游的所述輸送管道上； 第二過球測量裝置，位于所述第一電磁閥下游的所述輸送管道上； 所述輸送管道由至少兩段輸送管裝配而成； 所述輸送管道由至少兩段輸送管通過管接頭裝配而成；所述管接頭包括接頭外殼，其可相對于輸送管轉動； 接頭連接端，其位于所述接頭外殼一端； 接頭連接管，位于所述接頭外殼另一端且與輸送管連接， 所述用于連接輸送管的管接頭還包括 接頭連接凸鉤和接頭連接凹槽，其位于所述接頭連接端上且分別與另一接頭連接端相匹配； 接頭連接套管，其設置在所述接頭外殼內部；以及 輸送管端，位于所述接頭連接套管內側； 還包括設置于所述接頭連接套管上的密封圈； 還包括保險掛鉤，其設置在與所述接頭連接端相對的所述接頭外殼一側上。
2.如權利要求
I所述的球形物料緩沖輸送裝置，其特征在于，所述球形物料緩沖輸送裝置還包括位于所述第一過球測量裝置上游所述輸送管道上的第二電磁閥。
3.如權利要求
2所述的球形物料緩沖輸送裝置，其特征在于，所述球形物料緩沖輸送裝置還包括在所述第二電磁閥下游以過球測量裝置-電磁閥-過球測量裝置的順序設置的多于兩個的電磁閥和多于兩個的過球測量裝置。
4.如權利要求
I至3中的任一項所述的球形物料緩沖輸送裝置，其特征在于，所述輸送管道的內徑約等于所述球形物料的外徑。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種可用于緩沖輸送球形物料的球形物料緩沖輸送裝置，尤其是可以用于緩沖輸送球床高溫氣冷堆球形燃料元件的球形物料緩沖輸送裝置。所述球形物料緩沖輸送裝置包括輸送管道、位于所述輸送管道一端的球形物料入口、位于所述輸送管道另一端球形物料出口、位于所述輸送管道的靠近所述球形物料入口一側的第一過球測量裝置、位于所述第一過球測量裝置下游的所述輸送管道上的第一電磁閥、位于所述第一電磁閥下游的所述輸送管道上的第二過球測量裝置。
文檔編號G21C19/02GKCN101853708SQ201010154093
公開日2013年3月20日 申請日期2010年4月21日
發(fā)明者王金華, 張作義 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4), 非專利引用 (2),