本發(fā)明涉及裂變聚變混合堆的設(shè)備技術(shù)，尤其是一種基于ITER裝置的整體式內(nèi)置次臨界包層支撐結(jié)構(gòu)及其裝拆方法。

背景技術(shù)：
基于國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(TheInternationalThermonuclearExperimentalReactor，簡(jiǎn)稱ITER)磁約束核聚變驅(qū)動(dòng)的聚變-裂變混合能源系統(tǒng)利用Tokamak裝置產(chǎn)生氘氚聚變高能中子，驅(qū)動(dòng)次臨界能源包層和氚增殖包層以實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)和氚自持。ITER裝置包層在結(jié)構(gòu)上為模塊式結(jié)構(gòu)，從功能上區(qū)分主要有兩種即屏蔽和TBM實(shí)驗(yàn)?zāi)K，這些模塊的結(jié)構(gòu)支撐主要是與真空殼的彈性結(jié)構(gòu)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(lián)，從而實(shí)現(xiàn)包層的結(jié)構(gòu)支撐、核屏蔽和熱量帶出。總模塊數(shù)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(huán)向長(zhǎng)度從1.25～1.95m不等，極向長(zhǎng)度0.85～1.24m不等，一個(gè)典型的模塊幾何尺寸為1415×1095×450mm。針對(duì)小模塊包層結(jié)構(gòu)，由于它的尺寸小重量輕，所以其現(xiàn)有的支撐和裝拆結(jié)構(gòu)相對(duì)于整體式內(nèi)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(jié)構(gòu)數(shù)量多，共有421個(gè)單模塊，裝拆工作量大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施及其裝拆方法，做到了盡可能少用結(jié)構(gòu)材料，這樣既能保證支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，又能少犧牲包層的物理性能，使包層裂變?nèi)剂蠀^(qū)冷卻劑管道設(shè)計(jì)得到了較大簡(jiǎn)化，降低了包層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；采用真空殼缺口軌道-小車裝拆整體式內(nèi)置次臨界包層縮短了換料周期。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施，在真空殼內(nèi)層的壁上設(shè)有支撐內(nèi)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(cè)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(shè)置連接內(nèi)外包層的鍵，兩組縱骨組中位于內(nèi)側(cè)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(nèi)底部可鋪設(shè)有軌道，所述軌道上匹配有用于拆裝的換料機(jī)器人。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，內(nèi)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(duì)內(nèi)外包層起到支撐的作用；該支撐骨盡可能少用結(jié)構(gòu)材料，這樣既能保證支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，又能少犧牲包層的物理性能，使包層裂變?nèi)剂蠀^(qū)冷卻劑管道設(shè)計(jì)得到了較大簡(jiǎn)化，降低了包層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。軌道與換料機(jī)器人相匹配，使換料機(jī)器人可在軌道上自由行進(jìn)，本發(fā)明采用真空殼缺口軌道-小車裝拆整體式內(nèi)置次臨界包層縮短了換料周期。本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)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(jié)構(gòu)，為了確保對(duì)內(nèi)外包層的支撐效果，使該支撐骨架滿足強(qiáng)度要求，同時(shí)能夠根據(jù)真空殼內(nèi)的尺寸進(jìn)行位置布置，保證其滿足真空殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施，所述支撐骨架分為與內(nèi)包層匹配的內(nèi)包層骨架、以及與外包層匹配的外包層骨架；其中內(nèi)包層骨架上設(shè)有相互對(duì)應(yīng)的15根筋板和15根周向筋骨，所述內(nèi)包層骨架上位于邊界處的兩個(gè)筋板之間形成9.72°的夾角；所述外包層骨架上設(shè)有相互對(duì)應(yīng)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(gè)筋板之間形成9.88°的夾角。本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施，所述換料機(jī)器人包括車座，所述車座的底部設(shè)有車輪，所述車座上設(shè)有液壓升降平臺(tái)，所述液壓升降平臺(tái)上方設(shè)有橫向移動(dòng)板，所述橫向移動(dòng)板上安裝有外包層液壓支撐桿和內(nèi)包層液壓支撐桿，其中所述外包層液壓支撐桿上設(shè)有三向夾。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，可通過該換料機(jī)器人及其上的液壓支撐桿，支撐并固定內(nèi)外包層，便于在拆裝時(shí)，將內(nèi)外包層安裝于固定位置，或者將內(nèi)外包層取出，同時(shí)可以滿足遠(yuǎn)程操作的要求，保證操作人員的安全。本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施，所述三向夾包括連接于外包層液壓支撐桿上的兩個(gè)夾板一，所述夾板一上通過銷連接有夾板二。由于采用了上述結(jié)構(gòu)，通過該三向夾可對(duì)外包層起到夾持的作用，同時(shí)可通過換料機(jī)器人的移動(dòng)以及外包層液壓支撐桿的伸縮，將外包層固定到預(yù)定位置，或者從預(yù)定位置移動(dòng)出。本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的裝拆方法，包括以下步驟：其中整體式內(nèi)置次臨界包層的安裝步驟為：步驟1、將真空殼外的低溫保持器向外移，再向上提起，拆除低溫保持器；步驟2、拆除真空殼上的環(huán)向磁鐵以及12組矯正線圈；步驟3、拆除真空殼上的6塊中心磁芯；步驟4、在真空殼上切割出中心夾角為40°的缺口區(qū)域；步驟5、在真空殼上被切割出的40°缺口處內(nèi)放置換料機(jī)器人，并將內(nèi)外包層分別吊裝定位在換料機(jī)器人對(duì)應(yīng)的液壓支撐桿上，換料機(jī)器人將內(nèi)外包層移到相應(yīng)位置；步驟6、換料機(jī)器人的液壓支撐桿將內(nèi)外包層壓向真空殼內(nèi)壁并緊密貼合；步驟7、將內(nèi)外包層通過鍵與鍵槽配合固定于真空殼上；步驟8、其余內(nèi)外包層依照上述步驟逐步固定完成；步驟9、將步驟4中被切除的真空殼部分焊接于真空殼上形成整體；步驟10、安裝6塊中心磁芯于真空殼上；步驟11、安裝12組矯正線圈以及環(huán)向磁鐵于真空殼上；步驟12、安裝低溫保持器于真空殼上；其中整體式內(nèi)置次臨界包層的拆卸步驟為：步驟1、將真空殼外的低溫保持器向外移，再向上提起，拆除低溫保持器；步驟2、拆除真空殼上的環(huán)向磁鐵以及12組矯正線圈；步驟3、拆除真空殼上的6塊中心磁芯；步驟4、在真空殼上切割出中心夾角為40°的缺口區(qū)域；步驟5、在真空殼上被切割出的40°缺口處內(nèi)放置換料機(jī)器人，將換料機(jī)器人移動(dòng)至需拆卸的相應(yīng)內(nèi)外包層處，撐開換料機(jī)器人上的對(duì)應(yīng)的液壓支撐桿頂住內(nèi)外包層，緩慢松開液壓支撐桿將包層拆下，將拆下的包層放于換料機(jī)器人上的支撐座；步驟6、換料機(jī)器人將內(nèi)外包層沿軌道運(yùn)輸?shù)?0°缺口處，由吊車將內(nèi)外包層吊出。由于采用了上述方法，構(gòu)思獨(dú)特，巧妙靈活，可方便快捷地對(duì)內(nèi)外包層進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)外包層的拆裝效果，可縮短裝拆整體式內(nèi)置次臨界包層的換料周期，提高工作效率，節(jié)約了成本。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施及其裝拆方法，做到了盡可能少用結(jié)構(gòu)材料，這樣既能保證支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，又能少犧牲包層的物理性能，使包層裂變?nèi)剂蠀^(qū)冷卻劑管道設(shè)計(jì)得到了較大簡(jiǎn)化，降低了包層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；2、本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施及其裝拆方法，采用真空殼缺口軌道-小車裝拆整體式內(nèi)置次臨界包層縮短了換料周期，提高工作效率，節(jié)約了成本。附圖說明本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：圖1是本發(fā)明中支撐結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是本發(fā)明中切割40°真空殼的示意圖。圖3是本發(fā)明中切開40°放入包層的裝配圖。圖4是本發(fā)明中換料機(jī)器人的外包層液壓支撐桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的固定就位的內(nèi)外包層的示意圖。圖中標(biāo)記：1-縱骨，2-周向筋骨，3-水平筋骨，4-筋板，5-管孔，6-真空殼，7-內(nèi)包層，8-外包層，9-軌道，10-換料機(jī)器人，11-車輪，12-液壓升降平臺(tái)，13-橫向移動(dòng)板，14-外包層液壓支撐桿，15-內(nèi)包層液壓支撐桿，16-夾板一，17-夾板二，18-銷。具體實(shí)施方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。如圖1至圖5所示，本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施，在真空殼6內(nèi)層的壁上設(shè)有支撐內(nèi)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1通過若干并排布置的水平筋骨3連接而成，兩組縱骨組中位于外側(cè)的縱骨1通過若干并排的周向筋骨2連接，所述周向筋骨2與水平筋骨3交接于縱骨1處可設(shè)置連接內(nèi)外包層的鍵，兩組縱骨組中位于內(nèi)側(cè)的縱骨1通過若干筋板4連接，所述筋板4上均布有若干冷卻管管孔5。其中所述縱骨1的截面直徑為30mm；所述筋板4的厚度為30mm；同一組縱骨組中的兩弧形縱骨1連接有13根水平筋骨3；其中所述筋板4隨縱骨1的弧形傾斜布置，使位于邊界處兩筋板4之間形成一定的夾角。所述支撐骨架分為與內(nèi)包層匹配的內(nèi)包層骨架、以及與外包層匹配的外包層骨架；其中內(nèi)包層骨架上設(shè)有相互對(duì)應(yīng)的15根筋板4和15根周向筋骨2，所述內(nèi)包層骨架上位于邊界處的兩個(gè)筋板4之間形成9.72°的夾角；所述外包層骨架上設(shè)有相互對(duì)應(yīng)得13根筋板4和13根周向筋骨2，所述外包層骨架上的位于邊界處的兩個(gè)筋板4之間形成9.88°的夾角。在所述真空殼6的內(nèi)底部可鋪設(shè)有軌道9，所述軌道9上匹配有用于拆裝的換料機(jī)器人10，所述換料機(jī)器人10包括車座，所述車座的底部設(shè)有車輪11，所述車座上設(shè)有液壓升降平臺(tái)12，所述液壓升降平臺(tái)12上方設(shè)有橫向移動(dòng)板13，所述橫向移動(dòng)板13上安裝有外包層液壓支撐桿14和內(nèi)包層液壓支撐桿15，其中所述外包層液壓支撐桿14上設(shè)有三向夾。所述三向夾包括連接于外包層液壓支撐桿14上的兩個(gè)夾板一16，所述夾板一16上通過銷18連接有夾板二17。本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的裝拆方法，包括以下步驟：其中整體式內(nèi)置次臨界包層的安裝步驟為：步驟1、將真空殼6外的低溫保持器向外移，再向上提起，拆除低溫保持器；步驟2、拆除真空殼6上的環(huán)向磁鐵以及12組矯正線圈；步驟3、拆除真空殼6上的6塊中心磁芯；步驟4、在真空殼6上切割出中心夾角為40°的缺口區(qū)域；步驟5、在真空殼6上被切割出的40°缺口處內(nèi)放置換料機(jī)器人10，并將內(nèi)外包層分別吊裝定位在換料機(jī)器人10對(duì)應(yīng)的液壓支撐桿上，換料機(jī)器人10將內(nèi)外包層移到相應(yīng)位置；步驟6、換料機(jī)器人10的液壓支撐桿將內(nèi)外包層壓向真空殼6內(nèi)壁并緊密貼合；步驟7、將內(nèi)外包層通過鍵與鍵槽配合固定于真空殼6上；步驟8、其余內(nèi)外包層依照上述步驟逐步固定完成；步驟9、將步驟4中被切除的真空殼部分焊接于真空殼6上形成整體；步驟10、安裝6塊中心磁芯于真空殼6上；步驟11、安裝12組矯正線圈以及環(huán)向磁鐵于真空殼6上；步驟12、安裝低溫保持器于真空殼6上；其中整體式內(nèi)置次臨界包層的拆卸步驟為：步驟1、將真空殼6外的低溫保持器向外移，再向上提起，拆除低溫保持器；步驟2、拆除真空殼6上的環(huán)向磁鐵以及12組矯正線圈；步驟3、拆除真空殼6上的6塊中心磁芯；步驟4、在真空殼6上切割出中心夾角為40°的缺口區(qū)域；步驟5、在真空殼6上被切割出的40°缺口處內(nèi)放置換料機(jī)器人10，將換料機(jī)器人10移動(dòng)至需拆卸的相應(yīng)內(nèi)外包層處，撐開換料機(jī)器人上的對(duì)應(yīng)的液壓支撐桿頂住內(nèi)外包層，緩慢松開液壓支撐桿將包層拆下，將拆下的包層放于換料機(jī)器人10上的支撐座；步驟6、換料機(jī)器人10將內(nèi)外包層沿軌道運(yùn)輸?shù)?0°缺口處，由吊車將內(nèi)外包層吊出。綜上所述，本發(fā)明的整體式內(nèi)置次臨界包層的支撐與拆裝設(shè)施及其裝拆方法，做到了盡可能少用結(jié)構(gòu)材料，這樣既能保證支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，又能少犧牲包層的物理性能，使包層裂變?nèi)剂蠀^(qū)冷卻劑管道設(shè)計(jì)得到了較大簡(jiǎn)化，降低了包層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；采用真空殼缺口軌道-小車裝拆整體式內(nèi)置次臨界包層縮短了換料周期，提高工作效率，節(jié)約了成本。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。