[發明專利]整體式內置次臨界包層的裝拆方法

有效

• 申請號: 201610888303.0
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN106297922B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 曾和榮;梁尚明;彭述明;錢達志;李正宏;黃洪文;劉志勇;郭海兵;馬紀敏;王少華;宋娟
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G21C19/06
• 分類號: G21C19/06;G21C19/36
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 錢成岑

本發明要求為申請人于2014年8月21日遞交的申請號為CN201410412173.4名稱為“整體式內置次臨界包層的支撐與拆裝設施及其裝拆方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及裂變聚變混合堆的設備技術，尤其是一種基于ITER裝置的整體式內置次臨界包層的支撐與拆裝設施的裝拆方法。

背景技術

基于國際熱核實驗反應堆(The International Thermonuclear Experimental Reactor，簡稱ITER)磁約束核聚變驅動的聚變-裂變混合能源系統利用Tokamak裝置產生氘氚聚變高能中子，驅動次臨界能源包層和氚增殖包層以實現能源生產和氚自持。

ITER裝置包層在結構上為模塊式結構，從功能上區分主要有兩種即屏蔽和TBM實驗模塊，這些模塊的結構支撐主要是與真空殼的彈性結構和鍵連接和固定，包層的冷卻劑管道和真空殼的PHTS冷卻管道串聯，從而實現包層的結構支撐、核屏蔽和熱量帶出。總模塊數量為421塊，模塊重量為1.53噸，最大重量小于4.5噸，極向有17段包層，環向長度從1.25～1.95m不等，極向長度0.85～1.24m不等，一個典型的模塊幾何尺寸為1415×1095×450mm。針對小模塊包層結構，由于它的尺寸小重量輕，所以其現有的支撐和裝拆結構相對于整體式內置次臨界包層支撐和裝拆方式無法直接移植借用。另外，小模塊包層結構數量多，共有421個單模塊，裝拆工作量大。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種整體式內置次臨界包層的裝拆方法，做到了盡可能少用結構材料，這樣既能保證支撐結構的強度要求，又能少犧牲包層的物理性能，使包層裂變燃料區冷卻劑管道設計得到了較大簡化，降低了包層結構的復雜性；采用真空殼缺口軌道-小車裝拆整體式內置次臨界包層縮短了換料周期。

本發明采用的技術方案如下：

本發明的整體式內置次臨界包層的支撐與拆裝設施，在真空殼內層的壁上設有支撐內外包層的支撐骨架，其中所述支撐骨架包括兩組縱骨組，每組縱骨組由兩根平行的弧形縱骨通過若干并排布置的水平筋骨連接而成，兩組縱骨組中位于外側的縱骨通過若干并排的周向筋骨連接，所述周向筋骨與水平筋骨交接于縱骨處可設置連接內外包層的鍵，兩組縱骨組中位于內側的縱骨通過若干筋板連接，所述筋板上均布有若干冷卻管管孔；所述真空殼的內底部可鋪設有軌道，所述軌道上匹配有用于拆裝的換料機器人。

由于采用了上述結構，內外包層可通過鍵與鍵槽的方式固定于縱骨上，從而使得該支撐骨架對內外包層起到支撐的作用；該支撐骨盡可能少用結構材料，這樣既能保證支撐結構的強度要求，又能少犧牲包層的物理性能，使包層裂變燃料區冷卻劑管道設計得到了較大簡化，降低了包層結構的復雜性。軌道與換料機器人相匹配，使換料機器人可在軌道上自由行進，本發明采用真空殼缺口軌道-小車裝拆整體式內置次臨界包層縮短了換料周期。

本發明的整體式內置次臨界包層的支撐與拆裝設施，所述縱骨的截面直徑為30mm；所述筋板的厚度為30mm；同一組縱骨組中的兩弧形縱骨連接有13根水平筋骨；其中所述筋板隨縱骨的弧形傾斜布置，使位于邊界處兩筋板之間形成一定的夾角。

由于采用了上述結構，為了確保對內外包層的支撐效果，使該支撐骨架滿足強度要求，同時能夠根據真空殼內的尺寸進行位置布置，保證其滿足真空殼的內部結構。

本發明的整體式內置次臨界包層的支撐與拆裝設施，所述支撐骨架分為與內包層匹配的內包層骨架、以及與外包層匹配的外包層骨架；其中內包層骨架上設有相互對應的15根筋板和15根周向筋骨，所述內包層骨架上位于邊界處的兩個筋板之間形成9.72° 的夾角；所述外包層骨架上設有相互對應得13根筋板和13根周向筋骨，所述外包層骨架上的位于邊界處的兩個筋板之間形成9.88°的夾角。

本發明的整體式內置次臨界包層的支撐與拆裝設施，所述換料機器人包括車座，所述車座的底部設有車輪，所述車座上設有液壓升降平臺，所述液壓升降平臺上方設有橫向移動板，所述橫向移動板上安裝有外包層液壓支撐桿和內包層液壓支撐桿，其中所述外包層液壓支撐桿上設有三向夾。

由于采用了上述結構，可通過該換料機器人及其上的液壓支撐桿，支撐并固定內外包層，便于在拆裝時，將內外包層安裝于固定位置，或者將內外包層取出，同時可以滿足遠程操作的要求，保證操作人員的安全。

本發明的整體式內置次臨界包層的支撐與拆裝設施，所述三向夾包括連接于外包層液壓支撐桿上的兩個夾板一，所述夾板一上通過銷連接有夾板二。