[发明专利]一种高温气冷堆燃料输送管道维护装置、系统及方法

说明书

本发明公开了一种高温气冷堆燃料输送管道维护装置、系统及方法，包括探测移动机器人、检测柱管和屏蔽罩；探测移动机器人内置探测器，探测移动机器人顶部和底部均安装有在检测柱管内壁滑动的缓冲轮，探测移动机器人的前后端均设置供线缆绳索穿过连接的卡环；线缆绳索缠绕于安装在外转子电机上的滚筒装置上，并与设置于收放缆装置内置编码器连接；外转子电机和滚筒装置均固定安装于屏蔽罩上；屏蔽罩设置于检测柱管的A、B两端，并密封A、B两端；检测柱管的A、B两端分别安装控制装置和收放缆装置。

技术领域

本发明属于高温气冷堆燃料输送管道的技术领域，具体涉及一种高温气冷堆燃料输送管道维护装置、系统及方法。

背景技术

目前球床式高温气冷堆采用球形石墨燃料元件(燃料球)，燃料包覆颗粒弥散在直径约60mm的石墨球中。这些燃料球松散地堆积在堆芯中，在反应堆运行期间由燃料装卸系统实现不停堆的燃料球输入、再循环和卸出。然而在燃料球的不断流动过程中，由于球本身重力、球之间的挤压力及内部氦气的冲击力等综合因素的影响，燃料球将不会严格按照相同的规律下降，在存在宏观确定流动规律的基础上存在局部随机性，特别是球床底部的锥形出口，使得球床底部呈曲线流线，且不同径向位置的球的流动速度不同，这些会导致燃料球的流动速度、燃耗增量、功率和温度分布的不同，并且燃料球与管道摩擦、碰撞易损坏，损坏残渣留在管道内导致燃料球滞留等。

针对此问题，国内外学者设计了多种燃料球检测装置，如：贯穿式、侧壁开孔式、穿透式涡流等方法；但贯穿式与侧壁开孔式两种方法使过球管道必须保证高压气密性，而传感器的安装改变了过球管道的完整性；传感器出现故障后，维修和更换传感器必须拆卸过球管道，操作时间长；中空陶瓷管直接与放射性燃料球接触，易发生破裂，影响传感器的使用寿命。穿透式涡流需要在管道外环使用专门设计的夹具来安装空心圆柱状激励线圈和检测线圈，该方式未说明如何在管道上运动检测。

我国目前的核技术高速发展，其中球床高温气冷堆被国际核能界公认为一种具有良好安全特性的堆型，具有固有安全、防止核扩散、可产生高温工艺热等特点。球床高温冷气堆采用的是球形燃料元件，球形燃料元件是将一定数量的燃料颗粒和基本石墨充分混合，压成直径50mm的石墨球，然后再在外部包裹压制一层纯石墨作为燃料元件的外壳，压制好的燃料元件外径有60mm。目前球形燃料元件在高温冷气堆中的输送是通过管道输送实现，然而由于管道内径为65mm，在球形燃料运输过程中经常与管道摩擦、碰撞易损坏，损坏残渣留在管道内导致堵塞。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种高温气冷堆燃料输送管道维护装置、系统及方法，以解决球形燃料运输过程中经常与管道摩擦、碰撞易损坏，损坏残渣留在管道内导致堵塞的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种高温气冷堆燃料输送管道维护装置、系统及方法，其包括探测移动机器人、检测柱管和屏蔽罩；

探测移动机器人内置探测器，探测移动机器人顶部和底部均安装有在检测柱管内壁滑动的缓冲轮，探测移动机器人的前后端均设置供线缆绳索穿过连接的卡环；线缆绳索缠绕于安装在外转子电机上的滚筒装置上，并与设置于收放缆装置内置编码器连接；外转子电机和滚筒装置均固定安装于屏蔽罩上；屏蔽罩设置于检测柱管的A、B两端，并密封A、B两端；所述检测柱管的A、B两端分别安装控制装置和收放缆装置。

优选地，检测柱管通过连接法兰与柱管单元可拆卸的拼接。

优选地，检测柱管一侧设置卡扣接口，卡扣接口与卡扣的配合实现检测柱管和被检测管道之间的固定连接。

一种高温气冷堆燃料输送管道维护系统，包括：用于维护燃料输送管道的前端控制系统和与前端控制系统通信连接的远程控制系统；前端控制系统包括信息处理系统和分别与信息处理系统连接的探测系统、机器人行径测量模块、通信系统和控制系统A和控制系统B；远程控制系统包括控制系统、通信系统和信息管理系统；