[发明专利]具有辐射屏蔽功能的乏燃料碎球分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆工程技术领域，特别是涉及一种具有辐射屏蔽功能的乏燃料碎球分离装置。

背景技术

核电站使用的核燃料主要由可裂变材料和可转换材料组成。反应堆中的可裂变材料，在裂变过程中会释放大量的热量，即核能；裂变材料消耗到一定程度后，裂变材料将成为乏燃料，乏燃料的主要特征是具有很强的放射性并产生衰变热。

目前，清华大学核能技术设计研究院在10MW高温气冷实验堆的技术基础上，设计开发了可以商业应用的球床模块式高温堆示范电站。高温堆核电站被公认为是具有第四代核电主要特征的核电站，具有固有安全、防止核扩散、可产生高温工艺热等优点。在需要将反应堆内的燃料元件排空时，首先需要将乏燃料元件排入贮罐内，放置在乏燃料中间贮存库内暂存，当需要将燃料元件重新返回堆芯时，需要首先对燃料元件进行碎球分选，将不合要求的破损燃料元件和元件碎片分离出来，仅让完好的燃料元件返回堆芯，保证反应堆运行的可靠性和稳定性。

上述球床高温气冷堆从堆芯排出球形乏燃料元件具有很强的放射性，在对乏燃料元件的碎球分离操作过程中，外部运行人员和设备易受到极大的辐射危害。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种具有辐射屏蔽功能的乏燃料碎球分离装置，以确保外部运行人员和设备的安全。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种具有辐射屏蔽功能的乏燃料碎球分离装置，包括屏蔽壳体、碎球分离壳体、进料管、排料管、螺旋滚筒、滚筒驱动装置、检测轨板和碎球管；所述碎球分离壳体设于所述屏蔽壳体的内部，所述螺旋滚筒设于所述碎球分离壳体的内部；所述螺旋滚筒通过转轴与设于所述屏蔽壳体外部的滚筒驱动装置连接，所述检测轨板设于所述碎球分离壳体内部的上部，所述检测轨板与所述螺旋滚筒之间的距离为碎球检测的标准尺寸；所述进料管穿过所述屏蔽壳体的上部并穿过所述碎球分离壳体的上部，所述排料管穿过所述屏蔽壳体的侧下部并穿过所述碎球分离壳体的侧下部，所述碎球管穿过所述屏蔽壳体的下部并穿过所述碎球分离壳体的下部。

其中，所述屏蔽壳体包括屏蔽筒体、屏蔽前端盖和屏蔽后端盖，所述屏蔽前端盖和屏蔽后端盖分别固接于所述屏蔽筒体的前、后端，所述转轴穿过所述屏蔽后端盖。

其中，所述碎球分离壳体包括碎球分离筒体、碎球分离前端盖和碎球分离后端盖，所述碎球分离前端盖和碎球分离后端盖分别固接于所述碎球分离筒体的前、后端，所述转轴穿过所述碎球分离前端盖和碎球分离后端盖，所述转轴与所述碎球分离前端盖和碎球分离后端盖的连接处分别设有前轴承和后轴承。

其中，所述螺旋滚筒包括滚筒筒体、滚筒前支撑套和滚筒后支撑套，所述滚筒前支撑套和滚筒后支撑套分别固接于所述滚筒筒体的前、后端，转轴穿过所述滚筒前支撑套和滚筒后支撑套。

其中，所述滚筒驱动装置包括电机和减速机，所述转轴通过联轴器与所述减速机连接。

其中，还包括脉冲气体管道，所述脉冲气体管道穿过所述屏蔽壳体的下部与所述碎球管相通。

其中，还包括碎球漏斗，所述碎球漏斗固接于所述碎球分离壳体内部的下部并与所述碎球管相连。

其中，所述螺旋滚筒设有螺旋齿条，所述螺旋齿条用于乏燃料元件从进料管至排料管之间的输送。

其中，所述碎球分离壳体上位于所述检测轨板的一侧开有两个安装孔。

其中，还包括支座，所述屏蔽壳体固接于所述支座上，所述支座设有驱动装置支架，用于固定所述驱动装置。

(三)有益效果

上述技术方案提供的一种具有辐射屏蔽功能的乏燃料碎球分离装置，采用驱动装置驱动转轴带动螺旋滚筒转动，乏燃料元件自进料管进入螺旋滚筒和检测轨板之间，在螺旋滚筒的滚动作用下，完好的符合标准尺寸的乏燃料元件被送入排料管，然后通过排料管输送到下游的输球管道，破损的乏燃料元件和元件碎片经螺旋滚筒和检测轨板之间的间隙下落到碎球管，乏燃料元件的碎球分离过程在屏蔽壳体内进行，具有辐射屏蔽功能，可确保运行人员和设备的安全，允许操作人员近距离操作和维护，该装置检测精度高，碎球分离装置采用一体化设计，可以实现碎球分选和辐射屏蔽的各项功能，满足核电站的集成化要求。

附图说明

图1是本发明具有辐射屏蔽功能的乏燃料碎球分离装置的外部剖视图；

图2是本发明具有辐射屏蔽功能的乏燃料碎球分离装置的内部剖视图；

图3是本发明的碎球分离壳体的外部结构示意图；

图4是图1中的A-A向视图；