一种便捷装配的核反应堆栅格支撑板装置的制作方法

本实用新型涉及一种支撑板，尤其涉及一种可自主装配、结构稳定性高的便捷装配的核反应堆栅格支撑板装置。

背景技术：

支撑板是核反应堆内承载堆芯燃料、控制棒等组件的重要结构，其结构稳定性在核反应堆的安全运行中发挥着关键作用，而在核反应堆高温高压强辐射的极端环境下，传统的焊接板可能会产生缺陷，甚至引发严重事故。此外，核反应堆压力容器内空间有限，支撑板的装卸过程十分繁琐。因此，开发一种自主装配、结构稳定、安全性高的支撑板具有重要意义。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提供一种便捷装配的核反应堆栅格支撑板装置，设置驱动齿轮并以楔结构代替焊接，从而达到在极端条件下自主装配、结构稳定可靠的目的。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种便捷装配的核反应堆栅格支撑板装置，包括压力容器，压力容器内壁设有安装台，相邻安装台之间设有支承台，同一组中上下相邻两个安装台之间设有传动齿轮，传动齿轮配有拆卸式手摇杆；同一组中上下相邻两个安装台之间装配有栅格板，栅格板由若干块长板和短板通过楔结构拼接而成，每块长板上设有传动齿，栅格板上开有若干个冷却剂流通孔。

所述安装台设置在压力容器内筒壁上，采用多组同轴心布置，每个安装台分为上下相同的两部分，中间留有栅格板的安装槽，安装台上开有传动齿轮的安装孔。

所述支承台位于相邻安装台之间，用于装卸栅格板时的临时支撑。

所述传动齿轮每组两个，布置在安装台上下部分之间，与长板传动齿啮合。

所述手摇杆为三段组装结构，通过十字刀口连接。

所述栅格板为圆形结构，由若干块长板和短板交替拼接而成。

所述长板为扇型结构，其长度小于压力容器的内径，厚度为安装台上下部分的间距，宽度与单个安装台的两端对齐。所述长板上设有与传动齿轮相啮合的传动齿。

所述短板为扇型结构，其长度小于长板的长度，厚度与长板相同，宽度为相邻安装台的间距。

所述长板上设有两个楔形块和三个楔形槽，所述短板上设有与之相匹配的两个楔形槽和三个楔形块。

所述栅格板上开有若干个冷却剂流通孔。

本实用新型的有益效果在于：

相对于现有技术，本实用新型所提供的一种便捷装配的核反应堆栅格支撑板装置具有以下优势：

(1)本实用新型设有传动齿轮，可实现小空间内的自主装卸。

(2)本实用新型采用楔结构代替焊接，避免了极端环境下焊接接口产生缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型所述的压力容器结构示意图；

图3为本实用新型所述的栅格板结构示意图；

图4为本实用新型所述的长板与传动齿轮结构示意图；

图5为本实用新型所述的长板结构示意图；

图6为本实用新型所述的短板结构示意图；

图7为本实用新型所述的传动齿轮与手摇杆结构示意图；

图8为本实用新型的有限元应力分析结果图；

图9为本实用新型的有限元形变分析结果图。

附图标记说明：

1、压力容器；2、安装台；21、传动齿轮安装孔；3、支承台；4、传动齿轮；5、栅格板；51、长板；511、传动齿；5101、长板大楔形块；5102、长板小楔形块；5103、长板小楔形槽；5104、长板大楔形槽；5105、长板中楔形槽；52、短板；5201、短板大楔形槽；5202、短板小楔形槽；5203、短板小楔形块；5204、短板大楔形块；5205、短板中楔形块；6、手摇杆；61、手摇杆下段；62、手摇杆中段；63、手摇杆上段；601、十字刀口；602、十字凹槽；7、冷却剂流通孔。

具体实施方式

如图1、2所示，一种便捷装配的核反应堆栅格支撑板装置，包括压力容器1、安装台2、支承台3、传动齿轮4、栅格板5、手摇杆6。

具体的，压力容器内壁设有安装台2，安装台2为多组同轴心布置，每个安装台2包括上下相同的两部分，即上下两个安装台构成一组，圆周方向上，相邻安装台2之间设有支承台3，支承台3的上表面与位于下方的安装台2的处于同一高度，在装卸栅格板时起到临时支撑的作用。

安装台2上开有传动齿轮安装孔21，将传动齿轮4固定在同一组中上下两个安装台之间，传动齿轮4配有组装式手摇杆6，同一组中上下两个安装台之间装配有栅格板5；安装时将栅格板5吊入压力容器内，通过圆周方向上相邻安装台2之间的缺口放置在支承台3上，通过手摇杆6将旋转驱动力由传动齿轮4传递给栅格板5，使栅格板5进入安装台2。

如图3、4所示，所述栅格板5呈圆形，由若干块长板51和短板52交替拼接而成，板上开有若干个冷却剂流通孔6，方便冷却剂再次进入堆芯形成一回路循环。所述长板51上设置有传动齿511，每块长板51与两个传动齿轮4相啮合，传动齿轮4可正反转动，为栅格板5的安装和拆卸提供驱动力。

如图5所示，所述长板51为扇型结构，扇型角度为360°/(长板51的数量+短板52的数量)，其长度大于短板52的长度且小于压力容器1内径，厚度为同一组中上下两个安装台之间间距。所述长板51的一边设有长板大楔形块5101和长板小楔形块5102，两个楔形块之间设有长板中楔形槽5105，另一边设有长板小楔形槽5103和长板大楔形槽5104。所述长板51上设有传动齿511，传动齿511与传动齿轮4啮合，装卸时传动齿轮4为栅格板5提供旋转驱动力。

如图6所示，所述短板52为扇型结构，扇型角度与长板51相同，其长度小于长板51的长度，厚度与长板51的厚度相同，布置在相邻两个安装台2之间。与长板51相对应，所述短板52的一边设有短板大楔形槽5201和短板小楔形槽5202，两个楔形槽之间设有短板中楔形块5205，另一边设有短板小楔形块5203和短板大楔形块5204。

如图7所示，所述手摇杆6包括下段61、中段62和上段63。下段61的底部与传动齿轮4连接，顶部开有十字凹槽602。中段62的两端设置有十字刀口601，上段63同样开有十字凹槽602。需要装卸栅格板5时，在压力容器内组装手摇杆6，通过手摇杆6转动传动齿轮4，进而完成栅格板5的装卸。

如图8、9所示，采用有限元法模拟核反应堆中高温高压极端环境，在圆形栅格板5上表面平均加载了等同于8吨重物的压力。由图5可知，圆形栅格板5的应力主要集中在长板51与安装台2接触位置以及栅格板5中心，同时由图6可知，最大形变发生在圆形栅格板5的中心部位，大小仅为0.1毫米，可见其形变量较小，不会妨碍堆内构件的正常工作。模拟结果表明本实用新型提供的一种便捷装配的核反应堆栅格支撑板装置具有较好的结构稳定性。

本实用新型的工作原理：

栅格板5由若干块长板51和短板52交替拼接而成，具体实施方式为：所述长板大楔形块5101安装在短板大楔形槽5201内，长板小楔形块5102安装在短板小楔形槽5202内，短板小楔形块5203安装在长板小楔形槽5103内，短板中楔形块5205安装在长板中楔形槽5105内，短板大楔形块5204安装在长板大楔形槽5104内。依此类推，交替完成长板51和短板52的拼接。安装栅格板5时，将长板51放置在支承台3上，且传动齿轮4与传动齿511啮合。传动齿轮4通过手摇杆6驱动栅格板5转动进入安装台。拆卸栅格板5时，传动齿轮4通过手摇杆6倒转，驱动栅格板5转动退出安装台。

需要说明的是，以上所述实施方式仅用于解释本实用新型实施例的原理，并非限制本实用新型所描述的技术方案。在本实用新型的描述中所用到的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“中”、“内”、“外”等仅用于描述基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位，不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，描述有“多组”、“若干”等术语的特征可以明示或者隐含的包括一个或者多个该特征。对于本领域的技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及改进，均涵盖在本实用新型的权利要求范围内。