專利名稱：提高防酸洗液泄漏功能的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于核反應(yīng)堆的核燃料組件的核燃料棒包殼管，尤其涉及鋯合金管酸洗處理裝置，更具體地涉及用于在皮爾格壓軋(Pilgering)作業(yè)時(shí)將核燃料棒包殼管內(nèi)表面產(chǎn)生的表面缺陷及不規(guī)則面用酸洗處理去除的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置。
背景技術(shù)：
錯(cuò)合金管用作核反應(yīng)堆燃料組件(fuel assembly)的燃料棒包殼(cladding)。錯(cuò)的化學(xué)元素符號為Zr，原子序號為40。其為白色堅(jiān)固的過渡金屬，與鈦類似。鋯主要從鋯石中產(chǎn)出且其對循環(huán)的 冷卻劑的抗腐蝕性很強(qiáng)，在高溫下的強(qiáng)度優(yōu)異，并且由于中子吸收截面小而多用作核反應(yīng)堆材料。在核燃料棒包殼管制造過程中，最先開始鋯合金管的酸洗處理，其作為整個(gè)制造過程中最核心的過程，是用于將鋯合金管制造過程中皮爾格壓軋作業(yè)時(shí)管內(nèi)表面產(chǎn)生的表面缺陷及不規(guī)則面用酸洗處理去除的工序。酸洗處理溶液(Pickling solution)是將49%氫氟酸(Hydrofluoric AcicOJO1^硝酸(Nitric Acid)和 82%工藝用水(Process Water)分別以3%、15%、82%的正確比例混合使用。錯(cuò)合金管酸洗處理時(shí)使用的酸洗液(Pickling solution)由對人體很致命的液體構(gòu)成，因此絕對不能向?qū)嵤┧嵯刺幚淼难b置的外部飛散酸洗液，需要精心制作執(zhí)行酸洗處理的裝置，并且酸洗處理裝置使用的原材料也要使用耐酸性材料。另一方面，現(xiàn)有的美國授權(quán)專利US486334號公開的酸洗處理裝置中，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)及技術(shù)缺陷存在以下問題:i)酸洗處理時(shí)酸洗液漏出并腐蝕管的外表面；ii)由于構(gòu)成對注入酸洗液的注入噴嘴及核燃料棒包殼管進(jìn)行固定的夾持單元等各個(gè)結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成為一體，因此存在即使部分結(jié)構(gòu)部件需要維修，也很難分解及組裝的問題；iii)酸洗處理過程中，梯架(ladder)左右或上下晃動，使注入酸洗液等的噴嘴與核燃料棒包殼管的中心沒有對準(zhǔn)，而導(dǎo)致酸洗處理過程中頻繁發(fā)生錯(cuò)誤，從而存在作業(yè)延遲等問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明用于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，該裝置包括:主體和蓋子，主體設(shè)有對酸洗液及清洗液進(jìn)行區(qū)分回收的處理液回收部；梯架(ladder)，其設(shè)有支承核燃料棒包殼管的支承板；移送單元，其向所述梯架傳送核燃料棒包殼管；夾持單元，其固定核燃料棒包殼管；以及噴嘴單元，其向核燃料棒包殼管注入酸洗液或清洗液。該裝置的防酸洗液泄漏功能得到了提高，構(gòu)成裝置的各單元容易進(jìn)行分解及組裝，具備防止梯架(ladder)晃動的功能。( 二 )技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置包括:主體，其設(shè)有處理液回收部，所述處理液回收部包括:對酸洗液和清洗液進(jìn)行區(qū)分回收的酸洗液回收池和清洗液回收池、設(shè)置在所述酸洗液回收池和清洗液回收池之間的區(qū)劃隔板、包括安裝在所述區(qū)劃隔板上部的斜盤(tilting tray);梯架(ladder),其安裝在所述主體的上部并設(shè)有支承核燃料棒包殼管的支承板；移送單元，其安裝在所述主體上并向所述梯架傳送核燃料棒包殼管；噴嘴單元，其設(shè)置在所述梯架的一側(cè)并向核燃料棒包殼管10注入酸洗液或清洗液；以及夾持(clamp)單元，其設(shè)置在所述梯架400的一側(cè)并對通過所述移送單元300傳送至所述梯架的核燃料棒包殼管進(jìn)行固定。本發(fā)明的特征在于，包括:傾斜驅(qū)動部，其使所述斜盤左右傾斜；鉸鏈，其設(shè)置在所述斜盤的中心部；以及固定部件，其防止所述斜盤脫離。本發(fā)明的特征在于，所述主體安裝有防止所述梯架晃動的支承部件。本發(fā)明的特征在于，所述夾持單元包括:夾子，其設(shè)有固定核燃料棒包殼管的容納槽；氣缸，其與所述夾子連接并上下驅(qū)動所述夾子。本發(fā)明的特征在于，所述噴嘴單元包括:噴嘴，向核燃料棒包殼管內(nèi)側(cè)面噴射酸洗液；氣缸，其 與所述噴嘴連接并前后驅(qū)動所述噴嘴。本發(fā)明的特征在于，所述噴嘴包括封裝部件，所述封裝部件設(shè)置為兩重結(jié)構(gòu)以阻斷酸洗液泄漏。本發(fā)明的特征在于，所述設(shè)置為兩重結(jié)構(gòu)的封裝部件中，第一封裝部件安裝在所述噴嘴上插入核燃料棒包殼管的入口，第二封裝部件安裝在所述噴嘴的內(nèi)側(cè)面。本發(fā)明的特征在于，所述噴嘴及所述氣缸中任一個(gè)設(shè)有接合部，另一個(gè)設(shè)有與所述接合部接合的咬合部。(三)有益效果根據(jù)如上所述的本發(fā)明所提供的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，解決了酸洗液泄漏現(xiàn)象、構(gòu)成酸洗處理裝置的噴嘴單元及夾持單元等的分解及組裝很難的問題、酸洗處理過程中梯架(ladder)左右或上下晃動的問題等，從而具有以下優(yōu)點(diǎn):可以防止因酸洗液泄漏導(dǎo)致核燃料棒包殼管表面被腐蝕而使得最終產(chǎn)品的品質(zhì)下降，酸洗處理裝置的部分結(jié)構(gòu)部件需要維修時(shí)也可以容易地進(jìn)行維修，防止酸洗處理過程中噴嘴和核燃料棒包殼管的中心沒有對準(zhǔn)而發(fā)生錯(cuò)誤。此外，還可以迅速且經(jīng)濟(jì)地對核燃料棒包殼管進(jìn)行酸洗處理，并保護(hù)作業(yè)者免受對人體致命的酸洗液的危害。


圖1為本發(fā)明核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置的立體圖。圖2為示出了本發(fā)明核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明中使用的處理液回收部的結(jié)構(gòu)圖。圖4為示出了本發(fā)明核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置的主體上安裝的支承部件的結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明中使用的噴嘴單元和夾持單元的立體圖。圖6為本發(fā)明中使用的噴嘴單元的具體結(jié)構(gòu)圖。圖7為本發(fā)明中使用的夾持單元的具體結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)記說明
1:核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置10:核燃料棒包殼管20:固定部件100:主體110:處理液回收部111:酸洗液回收池112:清洗液回收池113:區(qū)劃隔板114:斜盤115:傾斜驅(qū)動部116:鉸鏈117:固定部件120:支承部件130:驅(qū)動部200:蓋子300:移送單元400:梯架410:支承板500:噴嘴單元510:噴嘴511:接合部512:第一封裝部件512':第二封裝部件520:氣缸521:咬合部600:夾持單元610:夾子611:容納槽612:超聲波測量單元620`:氣缸
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。首先，在給各圖的結(jié)構(gòu)部件添加參考標(biāo)記時(shí)，同樣的結(jié)構(gòu)部件即使在不同的圖上表示也盡可能使用相同的標(biāo)記。此夕卜，在下面說明本發(fā)明時(shí)，當(dāng)認(rèn)為對相關(guān)公知功能或結(jié)構(gòu)的具體說明會不必要地使本發(fā)明的要旨不清楚時(shí)，省略其詳細(xì)說明。由本發(fā)明的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置I進(jìn)行酸洗處理的核燃料棒包殼管10在最終的步驟中成為核燃料棒的金屬披覆管，根據(jù)本發(fā)明的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置1，尤其優(yōu)選地，在最終步驟之前，在多次皮爾格(pilgering)壓軋工序中的首次皮爾格壓軋工序之后，進(jìn)行酸洗處理。如圖1及圖2所示，本發(fā)明的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置I大致由主體100、蓋子200、移送單元300、梯架400、噴嘴單元500以及夾持單元600構(gòu)成。如圖2至圖4所示，所述主體100可由處理液回收部110、防止梯架400晃動的支承部件120及驅(qū)動部130構(gòu)成。具體地，所述處理液回收部110設(shè)有酸洗液回收池111和清洗液回收池112，所述酸洗液回收池111儲存對核燃料棒包殼管內(nèi)側(cè)面進(jìn)行酸洗處理的過程中排出的酸洗液，所述清洗液回收池112回收酸洗處理后對核燃料棒包殼管的內(nèi)側(cè)面進(jìn)行清洗的清洗液,并且所述酸洗液回收池111和清洗液回收池112之間設(shè)置區(qū)劃隔板113，所述區(qū)劃隔板113的上部可以安裝斜盤(tilting tray) 114。所述斜盤114的中心部設(shè)置為:與設(shè)置在所述區(qū)劃隔板113上部的鉸鏈116相連接，并且可以通過傾斜驅(qū)動部115左右傾斜轉(zhuǎn)動。即，向核燃料棒包殼管10內(nèi)側(cè)面噴射酸洗液時(shí)，所述傾斜驅(qū)動部115使所述斜盤114向一側(cè)傾斜(圖3中向左側(cè)傾斜)，將酸洗處理后產(chǎn)生的酸洗液回收至酸洗液回收池111，并且酸洗液處理結(jié)束后，為了清洗核燃料棒包殼管10的內(nèi)側(cè)面而噴射清洗液時(shí)，所述傾斜驅(qū)動部115使所述斜盤114向另一側(cè)傾斜(圖3中向右側(cè)傾斜)，將清洗后產(chǎn)生的清洗液回收至清洗液回收池112。此外，基于時(shí)常從酸洗液中裸露出來的裝置的特性，可包括固定部件117，其用于防止鉸鏈116部分被腐蝕而使所述斜盤114脫離。另一方面，如圖3所示，所述傾斜驅(qū)動部115可設(shè)置為:安裝在所述主體100上，并通過連接所述斜盤114和氣缸的部件來與所述氣缸和斜盤114連接。如圖4所示，所述支承部件120用于在核燃料棒包殼管10的酸洗處理過程中，防止因梯架400晃動使核燃料棒包殼管10的中心和注入酸洗液或清洗液的噴嘴510的中心沒有對準(zhǔn)，而在酸洗處理過程中頻繁發(fā)生錯(cuò)誤。即，通過阻止梯架400的上下、前后及左右的晃動，能夠迅速處理核燃料棒包殼管的內(nèi)側(cè)面，從而能夠經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行酸洗處理。另一方面,如在圖4的放大圖中所示，所述支承部件可設(shè)置在所述主體100上，以支承所述梯架400邊緣部分的四個(gè)角。如圖1所示，所述移送單元300可沿所述主體100的長度方向分離設(shè)置多個(gè)，并且通過安裝在所述主體100上的驅(qū)動部130沿所述主體100的寬度方向形成封閉曲線并被驅(qū)動。另一方面，所述移送單元300可由多個(gè)鏈條構(gòu)成。如圖1所示，所述梯架400安裝在所述主體100的上部，并在其一側(cè)可安裝所述噴嘴單元500和所述夾持單元600。并且，為進(jìn)行核燃料棒包殼管10的酸洗處理，所述梯架400可以沿所述梯架400的長度方向分離安裝多個(gè)支承板410，所述支承板410用于支承通過所述移送單元300移送至梯架400的核燃料棒包殼管10。如圖5及圖6所示，所述噴嘴單元500可由噴嘴510和氣缸520構(gòu)成。所述噴嘴510用于向核 燃料棒包殼管10的內(nèi)側(cè)面噴射酸洗液或清洗液，如圖6具體顯示，其中放大顯示了噴嘴510上插入核燃料棒包殼管10的插入口，為了防止酸洗處理過程中酸洗液或清洗液的泄漏，可設(shè)置兩重封裝部件512、512'。所述設(shè)置為兩重結(jié)構(gòu)的封裝部件中，第一封裝部件512安裝在噴嘴510上插入核燃料棒包殼管的入口，第二封裝部件512'安裝在所述噴嘴510的內(nèi)側(cè)面。另一方面，所述封裝部件512、512'可使用0型環(huán)(O-RING)，其可設(shè)置在所述噴嘴510的入口和內(nèi)側(cè)面上形成的O-RING容納槽上。這樣，通過在噴嘴510上兩重安裝防酸洗液泄漏的封裝部件512、512'，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因酸洗液泄漏，使核燃料棒包殼管表面被腐蝕而導(dǎo)致最終產(chǎn)品的品質(zhì)下降的問題，并且通過防止對人體致命的酸洗液向外部飛散，具有能夠保護(hù)作業(yè)者的效果。所述氣缸520連接在所述噴嘴510上插入核燃料棒包殼管的入口的相反側(cè)，設(shè)置為在酸洗處理過程中能夠?qū)⑺鰢娮?10前后驅(qū)動。所述噴嘴單元500設(shè)置為防偏心結(jié)構(gòu)，即所述氣缸520設(shè)有用于與所述噴嘴510連接的T字形咬合部521，所述噴嘴510設(shè)有可與設(shè)置在所述氣缸520的T字形咬合部521接合的T字形接合部511，因此能夠防止因核燃料棒包殼管10的中心和注入酸洗液的噴嘴510的中心沒有準(zhǔn)確對準(zhǔn)而在酸洗處理過程中發(fā)生錯(cuò)誤的情況。并且，現(xiàn)有的酸洗處理裝置中，由于噴嘴單元500的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件形成為一體，因此存在即使是部分結(jié)構(gòu)部件需要維修也很難分解及組裝的問題，但是本申請發(fā)明中構(gòu)成噴嘴單元500的所述噴嘴510和氣缸520通過固定部件20安裝在所述梯架400的一側(cè)，因此，噴嘴510或氣缸520等噴嘴單元500的部分結(jié)構(gòu)部件需要維修時(shí)，能夠容易地對各個(gè)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行分解及結(jié)合，從而能夠迅速采取維修措施，具有能夠經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行裝置的效果。另一方面，所述固定部件20可使用固定銷或螺栓/螺母。如圖5及圖7所示，所述夾持單元600可由夾子610和氣缸620構(gòu)成。所述夾子610形成有容納槽611以對核燃料棒包殼管10進(jìn)行加壓并固定，并且設(shè)置為能夠同時(shí)固定6個(gè)核燃料棒包殼管10。另一方面，所述6個(gè)夾子610中的一個(gè)安裝有超聲波測量單元612，從而在向核燃料棒包殼管10內(nèi)側(cè)面噴射酸洗液進(jìn)行酸洗處理的過程中實(shí)時(shí)測量核燃料棒包殼管10的直徑，當(dāng)達(dá)到適合用作核燃料包殼管10的直徑時(shí)終止酸洗液噴射。所述氣缸620設(shè)置在所述夾子610上部并連接所述夾子610，上下驅(qū)動所述夾子610。并且，為了解決現(xiàn)有的酸洗處理裝置中因夾持單元600的各個(gè)結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成為一體而導(dǎo)致分解及組裝很困難的問題，所述夾持單元600也在所述梯架400的一側(cè)通過固定部件20安裝所述夾子610和氣缸620，從而夾持單元600的部分結(jié)構(gòu)部件需要維修時(shí)能夠容易地進(jìn)行分解及組裝，具有能夠迅速采取維修措施的效果。另一方面，所述固定部件20可使用固定銷或螺栓/螺母。為防止持續(xù)地顯露于氫氟酸(Hydrofluoric acid)、硝酸(Nitric acid)等強(qiáng)酸性酸洗液中的裝置，出現(xiàn)因裝置自身特性所引起的腐蝕，所述主體100、蓋子200、移送單元300、梯架400、噴嘴單元500、夾持單元600的材料可由耐酸性材料聚丙烯(polypropylene,PP)或聚四氟乙烯(teflon)構(gòu)成。上述具體說明的本申請發(fā)明的提高了防酸洗液泄漏功能的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，不限于對核燃料棒包殼管進(jìn)行酸洗處理，可對需要酸洗處理的多種管進(jìn)行酸洗處理。

以上，對本發(fā)明內(nèi)容的特定部分進(jìn)行了詳細(xì)的描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，這樣的具體技術(shù)只是優(yōu)選實(shí)施方式，很顯然本發(fā)明的范圍不由這些所限定。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍應(yīng)由權(quán)利要求書及其等價(jià)物所限定。
權(quán)利要求
1.一種核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，包括: 主體(100)，其設(shè)有處理液回收部(110)，所述處理液回收部(110)包括:對酸洗液和清洗液進(jìn)行區(qū)分回收的酸洗液回收池(111)和清洗液回收池(112)、設(shè)置在所述酸洗液回收池(111)和清洗液回收池(112)之間的區(qū)劃隔板(113)、安裝在所述區(qū)劃隔板(113)上部的斜盤(114, tilting tray)； 梯架(400，ladder)，其安裝在所述主體(100)的上部并設(shè)有支承核燃料棒包殼管(10)的支承板(410)； 移送單(300)，其安裝在所述主體(100)上并向所述梯架(400)傳送核燃料棒包殼管(10)； 噴嘴單(500)，其設(shè)置在所述梯架(400)的一側(cè)并向核燃料棒包殼管(10)注入酸洗液或清洗液；以及 夾持(clamp)單元￠00)，其設(shè)置在所述梯架(400)的一側(cè)并對通過所述移送單(300)傳送至所述梯架(400)的核燃料棒包殼管進(jìn)行固定。
2.如權(quán)利要求1所述的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，其特征在于，包括:傾斜驅(qū)動部(115)，其使所述斜盤(114)左右傾斜旋轉(zhuǎn)；鉸鏈(116)，其設(shè)置在所述斜盤(114)的中心部；固定部件(117)，其防止所述斜盤(114)脫離。
3.如權(quán)利要求1所述的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，其特征在于，所述主體(100)安裝有防止所述梯架(400)晃動的支承部件(120)。
4.如權(quán)利要求1所述的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，其特征在于，所述夾持單元(600)包括:夾子￠10)，其設(shè)有固定核燃料棒包殼管的容納槽￠11);氣缸出20)，其與所述夾子(610)連接并上下驅(qū)動所述`夾子(610)。
5.如權(quán)利要求1所述的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，其特征在于，所述噴嘴單(500)包括:噴嘴(510)，向核燃料棒包殼管(10)內(nèi)側(cè)面噴射酸洗液；氣缸(520)，其與所述噴嘴(510)連接并前后驅(qū)動所述噴嘴(510)。
6.如權(quán)利要求5所述的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，其特征在于，所述噴嘴(510)包括封裝部件(512、512')，所述封裝部件設(shè)置為兩重結(jié)構(gòu)以阻斷酸洗液泄漏。
7.如權(quán)利要求6所述的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，其特征在于，所述設(shè)置為兩重結(jié)構(gòu)的封裝部件中，第一封裝部件(512)安裝在所述噴嘴(510)上插入核燃料棒包殼管(10)的入口，第二封裝部件(512')安裝在所述噴嘴(510)的內(nèi)側(cè)面。
8.如權(quán)利要求6所述的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，其特征在于，所述噴嘴(510)及所述氣缸(520)中任一個(gè)設(shè)有接合部(511)，另一個(gè)設(shè)有與所述接合部(511)接合的咬合部(521)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋯合金管酸洗處理裝置，更具體地涉及用于在皮爾格壓軋作業(yè)時(shí)將核燃料棒包殼管內(nèi)表面產(chǎn)生的表面缺陷及不規(guī)則面用酸洗處理去除的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置。根據(jù)上述本發(fā)明所提供的核燃料棒包殼管的酸洗處理裝置，提高了防酸洗液泄漏功能，容易對構(gòu)成酸洗處理裝置的單元進(jìn)行分解及組裝，防止梯架晃動，其具有以下優(yōu)點(diǎn)可以防止因酸洗液的泄漏導(dǎo)致的核燃料棒包殼管表面被腐蝕而引起的最終產(chǎn)品的品質(zhì)下降，酸洗處理裝置的部分結(jié)構(gòu)部件需要維修時(shí)也可以容易地進(jìn)行維修，防止酸洗處理過程中噴嘴和核燃料棒包殼管的中心沒有對準(zhǔn)而發(fā)生錯(cuò)誤。
文檔編號C23G3/04GK103184463SQ20121009309
公開日2013年7月3日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者金善斗, 姜鐘烈, 趙南贊, 文鍾漢, 李永熙, 安昌模, 李現(xiàn)鎬 申請人:韓電原子力燃料株式會社, 韓國噴丸有限公司