HTR-PM学习课件17-HTR-PM燃料装卸系统

燃料装卸系统(FCA)

制作人:王远磊、张宜金华能山东石岛湾核电有限公司运行部课程性质、地位、目的和任务燃料装卸系统是球床模块式高温气冷堆中一个独特的机械与管网气动力输送综合性系统。在反应堆全寿命期内，燃料装卸系统执行燃料球的装卸、循环、输送、信息管理、测量、厂内贮存与暂存等工艺功能，实现临界安全、辐射防护、放射性裂变产物包容和燃料元件实体保护等安全功能，是实现球床高温堆不停堆连续运行的关键系统之一。课程性质、地位、目的和任务高温气冷堆示范工程（HTR-PM）中，燃料装卸系统在10多个舱室内分布有800余台（件）不同安全等级的设备和大量不同种类的管路附件，其中绝大部分设备是24小时连续或短时间间隔工作方式的非标机电设备，这些设备都包含有运行在高温、中压和放射性氦气氛与石墨粉尘环境中的旋转或直线运动部件。在双堆带一机示范工程中，燃料装卸系统的系统组成、工艺流程与控制逻辑十分复杂，是示范电站中最庞大的系统之一，其运行的可靠性和安全性是反应堆正常运行的前提条件，是示范电站可利用性的基本保障。课程性质、地位、目的和任务本课程以示范工程燃料装卸系统为主要对象，主要讲述燃料装卸技术及其系统配置，内容包括燃料装卸和新燃料供应乏燃料贮存三个子系统的主要功能、设计要求、系统与设备组成、系统接口、工艺流程与控制、舱室与设备布置，以及关键设备的功能、结构、技术性能等。前言■课程基本要求一．HTR-PM燃料装卸系统概述二.HTR-PM燃料装卸设备组成及布置三．HTR-PM燃料装卸系统流程简介HTR-PM燃料装卸系统主要设备介绍HTR-PM燃料装卸系统运行新燃料供应系统乏燃料储存系统一、HTR-PM燃料装卸系统概述初始堆芯装料及过渡循环初始堆芯混合燃料装料，直至初始临界，混合燃料是混合比例约1:1的低富集度燃料元件和石墨球。堆芯装满混合燃料后，将空气气氛置换为氦气气氛。低功率调试状态或停堆状态下，将堆芯底部石墨球全部排出，同时堆芯顶部装满混合燃料，实现满功率运行。用低富集度燃料元件逐步替换堆芯的石墨球，直至石墨球全部排出堆芯。用平衡堆芯高富集度燃料元件逐步替换低富集度燃料元件，直至低富集度燃料元件全部排出堆芯，达到平衡堆芯状态。1.燃料装卸系统功能—主要功能正常运行装卸料在功率运行时，进行堆芯卸料，将分离出的破损燃料元件和燃料元件碎片送入碎球罐贮存。对从堆芯排出的燃料元件进行燃耗测量，并将没有达到最终燃耗深度的燃料元件装入堆芯作再循环。卸出乏燃料并输送到乏燃料贮存系统。向堆芯补充新燃料元件。1.燃料装卸系统功能—主要功能（续）特殊情况下的燃料装卸在特殊情况下需将堆芯排空，并将排出的全部燃料元件输送到乏燃料贮罐(再装料罐)中，需要时将这些燃料元件重新装入堆芯。提取样品燃料元件以进一步开展分析研究。反应堆退役时的堆芯燃料元件卸出。1.燃料装卸系统功能—主要功能（续）对管路系统与设备进行气体吹扫、粉尘过滤及收集，以防止球流与气流通道堵塞。为吸收球停堆系统提供输送气源。1.燃料装卸系统功能—辅助功能对管路系统与设备进行气体吹扫、粉尘过滤及收集，以防止球流与气流通道堵塞。对运动燃料元件进行减速和缓冲，以免燃料元件因过分碰撞与跌落而破损。对一回路冷却剂和局部管路系统隔离。破损燃料元件、粉尘及过滤器等沾污物的贮存。对放射性的燃料元件进行辐射屏蔽。反应堆热停堆情况下，堆芯冷却需要相对较小的冷却流量(相当于主氦风机流量的3~4%)，此时，主氦风机不能启动，需利用本系统氦气压缩机提供气源。主氦风机故障情况下，需利用本系统氦气压缩机，通过0KBE30将堆芯热量载出。1.燃料装卸系统功能—安全功能2.HTR-10和HTR-PM燃料装卸系统比较HTR-PM新的技术要求HTR-PM每天燃料元件循环量、装料量、卸料量以及运行压力都明显增大，输送气体来源、装料操作、卸料操作，承压壳体厚度等都必须相应改变。循环速度加快（48倍），导致相应功能设备数量、I/O控制点数大幅增加，逻辑控制复杂多样，对装卸技术和关键设备必须进行改进或者重新研制。单堆双堆3MPa7MPa5次15次125个/天6000个/天25个800个40天50小时125个3000个/套(2000个/罐)14000个(3.8万个/罐)998.2万个HTR-10HTR-PM运行压力循环次数循环球数卸乏燃料冷却时间测量球数乏燃料量反应堆数碎球石墨球其它贮存碎球石墨球再装料球退役球燃料装卸系统燃耗系统乏燃料贮存系统装新燃料3.HTR-PM燃料装卸系统的关键技术为实现功能和技术要求,需要解决和工程验证的关键技术：双堆装卸料碎球分离与单一化卸料燃料输送转换燃料球气动输送高位缓冲落球过球计数检测燃耗测量新燃料自动化供料脉冲气动单列化排球堆芯排空与重新装料密闭空间传动装卸料气氛切换装卸料系统控制轴承高温润滑材料磨损预测抗辐照与耐腐蚀……4.HTR-PM燃料装卸系统设计要求管路和容器设计要求气力输送和重力输送两种方式，管径不大于65mm，符合相关设计准则，满足单独调试要求。密封隔离和屏蔽要求设安全级和维修隔离阀；“全密封式”轴封结构；防止空气进入和放射性气体逸出措施；设置过滤器滞留放射性石墨粉尘；局部屏蔽，便于安全维护和检修。燃料元件防止堵塞要求管道转向处曲率半径和夹角限制；设置冲洗气体并定期冲洗，设过滤器收集石墨粉尘；堆芯入口进球缓冲装置；设置碎球分离器和破桥装置；卸料管直径要求避免“搭桥”；强放和高温润滑要求无油润滑技术，采用MoS2固体润滑，具有良好的热稳定性和辐照稳定性。控制和监视系统要求手动或自动选择控制，过球计数器准确管理，热工仪表实时显示，设报警、音频监视和通讯5.安全措施-密封隔离管路系统中的主要设备与配管采用对焊连接，以控制泄漏点外装式计数器无泄漏点动密封用“全密封式”轴封结构,防放射性气体泄漏和氦气损失静密封用金属o型环或金属缠绕石墨垫有转矩要求的旋转部件均采用磁力传动器，防止放射性气体泄漏输送转换设备一体化卸料装置电动隔离阀阀杆采用“O”形环密封、反向密封、填料加上蝶簧加载密封5.安全措施-密封隔离（续）保证一回路压力边界完整性，压力边界设安全1级和安全2级隔离阀拆卸更换、检修执行部件和易损件，设维修隔离阀以隔离气氛元件滞留管路和执行部件进行局部屏蔽，便于安全维护和检修气氛切换设两道隔离阀开启和关闭、抽真空、充氦气保证回路纯净与大气接口的装料缓冲管段首端和卸料缓冲管段末端，设两道隔离阀，控制联锁—两道隔离阀只能同时关闭，不能同时打开卸料管接口的密封，如图所示5.安全措施-辐射屏蔽5.安全措施-辐射屏蔽（续）5.安全措施-辐射屏蔽和临界新燃料罐元件取样罐碎球储罐铅屏蔽碎球罐取样罐卸料装置球滞留管路新燃料罐硼铁颗粒5.安全措施-燃料元件防堵塞靠重力流动管道转向处曲率半径≥300mm，避免在转向处滞留；堆压力壳下部卸料管直径至少大于5倍燃料元件直径，避免“搭桥”气动输送管顶部弯头曲率半径≥400mm，防止弯头处过伤撞击元件破裂而堵塞管道；气动输送管顶部弯头下游设置减速气体分流器，防止提升气体压送元件进入堆芯而产生过大的落球速度；靠重力输送倾斜管道与水平线夹角不小于6°，保证元件流动；碎球分选前重力输送管道与水平线夹角不小于43°，以保证石墨碎屑和粉尘自由下落；设置冲洗气体，定期对输送管道和设备进行冲洗，将石墨粉尘收集在过滤器中，防止管道中石墨粉尘过多影响元件流动；在碎球分离器碎球漏斗出口处设置破桥装置，防止因两个以上碎球同时到达出口处产生结桥而导致出口堵塞。5.安全措施-燃料元件防堵塞（续）5.安全措施-燃料元件防堵塞（续）气体减速器大弯头缓冲装置6.搭桥产生的原因受流动空间布局影响，球形元件流动可能结桥。非对称流动瞬间产生对称流动，左右双方同时流动，导致放射性流线流动而起拱。影响拱的稳定性因素是颗粒堆积构造的稳定性，以及拱周围的流动特性，再就是上部颗粒对拱的压力与冲击力；颗粒的不均匀性、大摩擦阻力都增加起拱机率；为避免球形元件结桥或起拱，关键节点间距应不等于球径的整数倍；筒仓机器内部构件关键节点间距应大于5倍球径。

6.搭桥产生的原因（续）7.安全措施-冗余设计和计数符合冗余设计：设备100%备用，管路备用；如装料、卸料、抽真空管路多计数器复核堆芯卸料装置及其管路系统装新料子系统8.安全措施-控制和监视系统系统常规运行采用自动控制，即自动装料、自动卸料和自动循环。通过集散控制系统（DCS）完成复杂的自动逻辑控制；子系统调试试验、系统冷态和热态联调等考虑到处理故障方便，采用手动控制；系统设置监视系统，实时监视燃料元件和设备运行状况以及系统各部位压力、过球数、气体流量等信息；在卸料装置（单一器和碎球分离器）和向堆芯、向乏燃料缓冲管段提升管路旁设置声音监视设备，在控制室可直观判断设备运行状况和输球状况；系统主要设备设置报警装置，如出现故障应限制其运行。二、HTR-PM燃料装卸设备组成及布置1.HTR-PM燃料装卸总体结构4个主系统（双堆）燃料装卸系统(FCA)燃耗测量系统(FBA)乏燃料贮存系统(FAB)新燃料供应系统(FAA)涉及3座厂房的21个舱室反应堆厂房（UJA）反应堆辅助厂房（UFC）乏燃料厂房（UKA）超过1200台（件）设备设备数量约800台件管路附件400余件自动化运行FCA、FBA和FAB在主控室系统下全自动运行FAA人工干预自动运行1#堆堆芯卸料燃耗测量燃料主循环堆芯装料2#堆堆芯卸料燃耗测量燃料主循环堆芯装料公用卸出乏燃料补充新燃料新燃料供应乏燃料贮存堆芯排空与再装料燃料气动提升气氛切换管路吹扫1.HTR-PM燃料装卸总体结构（续）2.HTR－PM

燃料装卸组成2.HTR－PM

燃料装卸组成（续）3.系统设备及其舱室布置堆芯卸料装置隔离阀过球计数器输送单一器转向器分配器\汇集器燃耗测量定位器专用氦气压缩机装料单一器动上料机贮罐卸料装置堆芯给料装置堆芯缓冲装料装置乏燃料贮罐3.HTR-PM系统设备构成3.HTR-PM系统设备构成（续）3.HTR-PM系统设备构成（续）4.系统舱室布置舱室名称舱室名称1提升隔离阀间13乏燃料转移设备间2燃料提升管间14二期转移设备间3新燃料装料间15乏燃料转运间4装卸料缓冲管道间16新燃料库5提升气阀间17乏燃料竖井6装卸料主舱室118提升管道7装卸料主舱室219检修工具间8拔风烟囱20设备工具间9乏燃料阀门间21配电间10乏燃料贮存库22压力泄放及硼球系统11再装料贮存库23反应堆舱室1、212石墨球贮存库24燃耗测量间1、2反应堆厂房(包容体)燃料装卸主舱室1燃料装卸主舱室2装卸料缓冲管道间提升气阀间提升隔离阀间燃耗测量间1燃耗测量间2新燃料装料间配电间4.系统舱室布置（续）4.系统舱室布置（续）

双堆燃料装卸系统4.系统舱室布置（续）4.系统舱室布置（续）4.系统舱室布置（续）三、HTR-PM燃料装卸系统流程简介HTR-PM示范工程采用双堆带一机运行模型，对应于两座反应堆，HTR-PM燃料装卸系统各有一套相对独立的堆芯装卸功能子系统，执行堆芯卸料、燃耗测量、燃料主循环和堆芯装料等功能。另一方面，双堆共享执行卸出乏燃料、补充新燃料、堆芯排空与再装料、燃料气动提升、装卸料气氛切换和球流管路吹扫等功能的燃料装卸公用子系统。1.燃料装卸系统综述燃料装卸系统在设计上采用单列化和单一化的定向有序输送原则，利用重力和气动两种方式输送和装卸燃料元件，前者是利用球形燃料元件有利的几何形状，依靠重力在竖直或倾斜管道中自上而下输送；后者依靠气动提升系统实现燃料元件的自下而上输送。燃料元件的输送去向包括堆芯、燃耗测量点、暂存管段、乏燃料贮存系统和各种贮存罐。HTR-PM采用燃料元件15次通过堆芯的双堆带一机运行方式。为满足HTR-PM不停堆连续可靠运行要求，通过全厂主控制系统，全自动执行堆芯燃料元件的循环、卸出乏燃料元件、补充新燃料元件、特殊情况下的堆芯排空与重新装料等功能。1.燃料装卸系统综述（续）2.主要技术参数每个反应堆燃料元件通过能力(1)快速循环(初装堆芯向平衡堆芯过渡)~500个/hr(2)常规循环(平衡堆芯)~250个/hr每个反应堆满功率运行(1)燃料元件再循环~5600个/d(2)补充新燃料元件~400个/d(3)卸出乏燃料元件~400个/d(4)平均每个燃料元件燃耗测量时间~20s2.主要技术参数（续）设计压力(1)与KBB接口设备及管路系统11.0MPa(2)脉冲破桥设备及管路系统9.2MPa(3)其余氦气流通设备及管路系统8.1MPa(4)压缩空气设备及管路系统0.6MPa(5)设备冷却水设备及管路系统0.6MPa2.主要技术参数（续）运行压力(1)冷却气体7.0MPa(2)冲洗气体7.2MPa(3)提升气体（输送气体）7.2MPa(4)装料缓冲管段20.2/7.0MPa(5)装料缓冲管段27.0MPa(6)卸料缓冲管段17.0MPa(7)卸料缓冲管段20.2/7.0MPa2.主要技术参数（续）设计温度(1)卸料装置壳体及部件~350℃(2)主循环重力流管路系统及设备120-260℃(3)主循环燃料提升过球管路及设备50-80℃(4)主循环进堆管路系统及设备80-200℃(5)氦气循环管路系统及设备50-60℃(6)补充新燃料管路系统及设备50-120℃(7)卸出乏燃料管路系统及设备80-120℃(8)气氛切换管路系统及设备50-80℃2.主要技术参数（续）运行温度(1)卸料装置壳体及部件-300℃(2)主循环重力流管路系统及设备120-250℃(3)主循环燃料提升过球管路及设备50-60℃(4)主循环进堆管路系统及设备80-150℃(5)氦气循环管路系统及设备50-55℃(6)补充新燃料管路系统及设备50-100℃(7)卸出乏燃料管路系统及设备80-100℃(8)气氛切换管路系统及设备50-60℃2.主要技术参数（续）密封性(1)阀座内泄漏率<1x10-3Pam3/s(2)管路及设备外泄漏率<1x10-6Pam3/s2.主要技术参数（续）贮存容量(1)碎球罐相当于4500个元件(2)取样罐2个元件(3)燃耗测量暂存管段~50个元件(4)乏燃料卸料提升暂存管段~10个元件(5)装料缓冲管段1-3>200个元件/段(6)卸料缓冲管段l>120个元件(7)卸料缓冲管段2-3>200个元件/段3.接口关系CFB:热工过程测量系统CPS:反应堆保护系统CRP:核岛工艺控制系统FAA:新燃料供应系统FAB:乏燃料贮存系统FBA:燃耗测量系统JAA:反应堆压力容器JBA:金属堆内构件JDE:吸收球停堆系统JEB:主氦风机JEG:一回路压力泄放系统JEY10:一回路隔离系统3.接口关系（续）JMK:一回路舱室穿管KAA:设备冷却水系统KBB氦供应与贮存系统KBE:氦净化系统KBG:氦辅助系统的排气系统KLA:反应堆厂房通风空调系统KLC:负压通风系统KPE:固体废物贮存系统QJB:氦气制备与供应系统4.燃料装卸系统组成燃料装卸主系统(FCA)燃料元件主循环系统补充新燃料子系统卸出乏燃料子系统堆芯排空与再装料子系统堆芯初装料子系统燃料装卸气流辅助系统氦气气力输送系统(FCL)压缩空气气力输送系统(FAL)装卸料气氛切换系统(FCW)装卸料管路吹扫系统(FCT)4.燃料装卸系统组成燃料装卸系统新燃料供应系统乏燃料贮存系统气体提升辅系统气体吹扫辅系统气氛切换辅系统燃耗测量系统5.燃料装卸主系统流程燃料元件主循环卸出乏燃料元件补充新燃料元件5.燃料装卸主系统流程—燃料元件主循环卸料管排出卸料装置碎球装入碎球罐两道隔离阀燃耗测量待检管输送单一器燃耗测量定位器提升输送管道氦气压缩机堆芯5.燃料装卸主系统流程—燃料元件主循环在反应堆运行过程中，燃料元件在堆芯内依靠重力自上而下流动，并从堆芯下部Ø500mm直径的卸料管排出。排出的元件进入卸料管下端的卸料装置，经单一化和碎球分选后，碎球落入碎球罐中，完好的元件逐个通过两道隔离阀后分别进入两个燃耗测量待检管段。在每个燃耗测量待检管段的下游有一个输送单一器，利用此输送单一器将燃料元件逐个输送到燃耗测量定位器上进行燃耗测量。测量后未达到目标燃耗深度的元件进入向堆芯方向提升的输送管道，由专设的氦气压缩机(一备一用)分2路各经2道隔离阀后压送至堆芯。5.燃料装卸主系统流程—乏燃料卸出卸料管排出卸料装置碎球装入碎.球罐两道隔离阀燃耗测量待检管输送单一器燃耗测量定位器乏燃料暂存管道乏燃料汇集管道乏燃料缓冲管道乏燃料提升管道氦气压缩机乏燃料储罐5.燃料装卸主系统流程—乏燃料卸出双堆公共一个乏燃料卸出系统，堆芯卸出的燃料元件经2路燃耗测量后，已达到目标燃耗深度的乏燃料元件进入相应的暂存管段(可容纳10个乏燃料元件)，汇集后由专设的氦气压缩机压送到乏燃料缓冲管道。乏燃料卸料管段由3节缓冲管段组成，从上游至下游的缓冲管段1-3分别称为卸料入口管段、卸料缓冲管段和卸料暂存管段。卸料入口管段由2根各可容纳约120个元件的管段并联组成，汇集后下游与卸料缓冲管段相连，进而与卸料暂存管段相连，卸料缓冲管段和卸料暂存管段各可容纳200个乏燃料元件。HTR-PM平均每天产生的约800个乏燃料元件分4批各约200个经过乏燃料卸料气氛切换后，由卸料暂存管段向乏燃料贮存系统输送。5.燃料装卸主系统流程—补充新燃料元件双堆公用一个新燃料装料系统，新燃料元件经燃料供应系统中的装料单一器单一化后逐个排入到装新燃料元件管道中。新燃料元件管道由3节各可容纳200个燃料元件的缓冲管段组成，从上游至下游的气氛切换管段1-3分别称为装料入口管段、装料缓冲管段和装料暂存管段。HTR-PM平均每天需要补充的约800个新燃料元件，分4批经过新燃料装料气氛切换后，由装料暂存管段的4根并联管段(每根管段可容纳200个燃料元件)向双堆主循环系统的4根提升管道输送新燃料元件。燃料元件主循环补充新燃料元件卸出乏燃料元件堆芯排空与重新向堆芯装料过程5.燃料装卸主系统流程—碎球贮存根据德国两座球床堆的运行经验，循环中产生的碎球量为万分之一，即平均循环一万次产生一个碎球。按反应堆40年的服役期计算，并取负荷因子为0.85，单堆中燃料元件每天的循环约6000次，40年共产生约7446个碎球。每个堆设置2个碎球罐(约4500个/罐)，安装在装卸料循环主舱室底部地坑中，接受破损燃料元件。碎球罐上部设置抽吸口，当最终需要移走碎球时，可用抽吸装置移至永久贮罐中。6.气流辅助系统工艺流程燃料装卸系统采用双堆气路系统方案。公用一套100%备用的氦气压缩机、一套100%备用的罗茨风机机组和一套100%备用的无油真空泵机组。6.气流辅助系统—燃料元件气力提升燃料提升子系统由氦气压缩机(或罗茨风机)、过滤器、气体分流器、流量计、压力变送器、管路和阀门等构成，按照提供的输送介质分为氦气提升回路和压缩空气(或氦气)提升回路两部分。氦气提升回路包括燃料元件主循环提升和乏燃料卸料一次提升两部分；压缩空气(或氮气)提升回路包括乏燃料卸料二次提升、堆芯排空贮存提升、堆芯重新装料提升、乏燃料中间贮存提升和初始堆芯装料提升等五部分。6.气流辅助系统—装卸料气氛切换流程反应堆运行期间，一段时间内平均每天补充的新燃料元件和卸出的乏燃料元件各为800个，每天分四批各200个燃料元件进行装料和卸料。主循环管路中为7.0MPa的氦气，补充新燃料和卸出乏燃料管段中为常压空气。在装料和卸料操作时，需进行气氛切换，通过对两道隔离阀开启和关闭以及对抽真空系统、充入纯净氨气系统中部件开启和关闭的逻辑控制保证回路中氦气的纯洁性。同时管段上两道隔离阀电气上联锁，实现系统与大气气氛隔离和气氛切换，防止放射性气体外逸。6.气流辅助系统—装卸料气氛切换流程气氛切换子系统包括新燃料装料气氛切换和乏燃料卸料气氛切换两个不同的工艺流程，新燃料装料的气氛切换流程由放气→进球→抽真空→充气→排球→放气→充气等顺序执行的过程组成;乏燃料卸料的气氛切换流程由放气→抽真空→充气→进球→放气→排球→抽真空→充气等顺序执行的过程组成。6.气流辅助系统—管路吹扫流程在输送和转换操作过程中，燃料元件之间、燃料元件与管道、燃料元件与输送装置的碰撞和摩擦均会产生石墨粉尘，对燃料元件的输送和各输送装置的运行均会产生影响。为防止因粉尘积累过多影响元件在管道中流动和设备转动，在系统中多处设置冲扫气体管路，定期对重力输送管道和设备进行吹扫，元件运动中产生的石墨粉尘由过滤器收集。四、HTR-PM燃料装卸系统

主要设备介绍结构HTR-PM双堆各有一件堆芯进料装置(1FCA00AU001、2FCA00AU001),位于反应堆压力容器内，通过支座和螺栓固定在反应堆压力容器内的金属堆内构件上支承板中心上，进球管从环向阵列的吸收球贮罐的问隙穿过，插入进料装置的进球漏斗。该设备由支座、缓冲管、两进球支管和相连的漏斗、以及中子屏蔽塞和锁定杆组成。堆芯进料装置主要用于反应堆正常运行工况下的堆芯进料，在结构设计上主要执行落球缓冲、进球导向的功能;堆芯再装料时，提供堆芯缓冲、装料装置标准管段穿过通道1FCA00AU001和2FCA00AU001结构相同，但进球支管方向不同。1.堆芯进料装置1.堆芯进料装置（续）堆芯缓冲进料装置功能：执行进球导向、落球缓冲和中子屏蔽功能；组成：由支座、缓冲管、进球挡板、中子屏蔽塞、锁定杆和2个进球漏斗组件。工作原理在反应堆压力容器上封头φ4665.2直径圆周上分布有两个φ300的进料口，进料管通过法兰连接进入反应堆压力容器内部，与堆芯进料装置的漏斗连接。燃料元件经缓冲管减速后落入球床，其总落球高度接近7m，并具有一定的初速度，超过了燃料元件自由落球物的高度限值，需要设置缓冲管用于对燃料元件进行减速。堆芯进料装置的缓冲管由φ230和φ150上下两节同轴异径管组成，可以保证从两进球支管进入的燃料元件不会发生结桥。具有初速的燃料元件由两个进球漏斗组件切向引入上部φ230的缓冲段，在离心力作用下，燃料元件可以在缓冲管内盘旋下落，通过缓冲管下部φ150管段导入堆芯顶部。1.堆芯进料装置（续）安全功能堆芯进料装置位于反应堆压力容器内中上部，是非能动部件，属于安全三级部件，按照ASME规范第III卷ND分卷的规定进行设计和制造。为避免堆芯中子从缓冲管孔道对压力容器上封头造成过度照射，在缓冲管顶部设置可拆卸中子屏蔽塞。同时为了应对地震情况下可能导致的中子屏蔽塞蹦脱，在其顶部设置一锁定杆，该锁定杆可以在压力容器顶部法兰通道内微动拆卸维修堆芯进料装置设计寿命40年，不考虑维修更换。1.堆芯进料装置（续）结构HTR-PM双堆公用一台堆芯缓冲装料装置(0FCB00)，用于反应堆初始装料和堆芯排空后的重新装料。堆芯缓冲装料装置由一个操作台和多个标准管段组成，并由可移动起吊设备或工具配合完成缓冲装料过程。操作台由底座、支座、摆动进料管、限位夹钳组件、扇形支架、定位托架和标准管段等组件组成.摆动进料管呈斜三通结构形式，其直通的上半部分和向下的倾斜管连通，燃料元件可自由通过;而直通的下半部分则套在支座上，可回旋转动;上半部分通过法兰与提升管相连。2.堆芯缓冲装料装置结构（续）标准管段由吊耳、挂扣组件、上座、筒体、缓冲管节、缓冲片、F座、U型扣和链节组成。标准管段内不同高度不同角度设置有弹性缓冲片。燃料元件下落时，弹性缓冲片使其变向并消耗下落能量，达到减速效果。限位夹钳组件由两个中部带有半空心板的活动组件组成，合拢时用以支承标准管段。2.堆芯缓冲装料装置（续）工作原理在反应堆压力容器上封头顶部中心设置有一个φ300的进料口，为堆芯初始装料和堆芯排空后的重新装料提供标准缓冲管段通道。由于从压力容器上封头到堆芯底部卸料管的高度超过26m，如果燃料元件从堆芯上部直接落到堆芯底部和卸料管底部，将导致燃料元件破损。反应堆堆芯高11米，燃料元件总数42万个，每米装球数3.818万个。卸料管(堆芯底部锥斗至卸料装置料箱底部)高约13米，内装燃料元件总数约l.38万个，每米装球数1059个。堆芯进料装置缓冲段底部至堆芯装满顶部高度约2.8米，堆芯缓冲装料装置的标准管段长1.62米。缓冲装料总高度约31米，需标准缓冲管段共18节。2.堆芯缓冲装料装置（续）操作过程堆芯初始装料和重新装料时的操作过程:a.将堆芯缓冲装料装置的底座安置在反应堆压力容器上封头的4根定位柱上。b.利用起吊工具，将多节标准管段串联后穿过底座上的喇叭口通道和堆芯进料装置，伸入堆芯。c.摆动进料管出球口与顶部标准管段上端口对正后，锁死摆动进料管。d.燃料元件由提升管经摆动进料管进入标准管段，缓冲后落入堆芯。利用堆芯缓冲装料装置装球，其底部(最底端标准管的末端)初始悬空3米，每装够1.62米后向上提升1.62米，摘除一节顶部标准管段后继续装料。2.堆芯缓冲装料装置（续）操作过程摘除顶部标准管段操作过程如下:a移开摆动进料管b.打开限位夹钳组件c.吊具提升标准管段管系，并使最上部的两个管段提离至限位夹钳组件之上，且第三个管段上座位于限位夹钳虎口板以上d.合拢限位夹钳组件2.堆芯缓冲装料装置（续）操作过程e.第三标准管段坐落在限位夹钳组件上f.定位托架插入第二、三标准管段之间的链节g.吊具带动第一、二管段移向扇形支架h.第二管段倾斜放置稳定后，在操作台边缘处拆除第一管段1.然后吊具回移第二管段至底座中部J.抽出定位托架，打开限位夹钳组件k.合拢限位夹钳组件，第二管段回座到限位夹钳组件上l摆动进料管归位，对准标准管段，即可继续装料m.依此类推至装满堆芯为止2.堆芯缓冲装料装置（续）安全功能堆芯缓冲装料装置属于备用装置，不执行安全功能，属非安全级部件。在摘除顶部标准管段要利用反应堆大厅吊车升降标准管系，通过支座上的机械装置配合扇形支架，避开装料口，避免在装料时堆芯燃料对操作人员的直射。2.堆芯缓冲装料装置（续）结构HTR-PM双堆各有一台卸料装置(lFCB00、2FCB00)，1号卸料装置1FCB00和2号卸料装置2FCBOO分别通过法兰吊接在1、2号反应堆压力容器的卸料管上，两台卸料装置结构完全相同。卸料装置是承压设备，按功能划分，卸料装置包括碎球分离机(AF001、AF002)、电磁驱动破拱机构(AE601、AE602)、承压壳体和附件四个部分。在结构形式上呈“⊥”形布局，“⊥”承压壳体的中部和上部为球形元件料箱，“⊥”形壳体两侧为对称布置的两套碎球分离机。碎球分离机主要由检测组件、取料盘和固定罩组成。3.一体化卸料装置3.一体化卸料装置（续）设计要求：与堆芯直连，核1级设备；单一化和碎球分选功能一体化；工作参数350℃、7.0MPa，1000个球；动作频率：正常6000次/天，快速9000次/天，双堆各一台。HTR-PM卸料装置3.一体化卸料装置（续）机械系统组成：回转箱体、电机、减速机、磁力传动器、挡板、出球口组件、支承组件、漏斗组件、滚筒、转盘、轴系、法兰、密封件、联接和紧固件，同时同负荷卸料，互备用用。HTR-PM卸料装置3.一体化卸料装置（续）—碎球分选示意工作原理卸料装置主要执行堆芯卸料功能，完成燃料元件的单一化卸料与破损燃料元件的分选。正常运行时，两套碎球分离机同时同负荷卸料，并且可实现100%热备用，即当出现一路故障时，另一路可以双倍负荷卸料，满足每天的卸料运行要求。碎球分离机的取料盘和辑筒上设置有扰动块，确保可靠取球和分选出碎球。为解决料箱"结桥"阻碍燃料元件流动，设置了2套电磁驱动破拱机构，利用其机械推杆破桥。3.一体化卸料装置（续）安全功能卸料装置是一回路冷却剂压力边界的重要组成部分，其承压壳体在安全等级上属于安全一级设备部件，按照ASME规范第111卷NB分卷的规定进行设计和制造，在各种运行工况下，必须保证壳体结构的完整性和可靠性，防止发生放射性物质的外泄。卸料装置料箱内有2000多个燃料元件，具有超强的放射性剂量。而其功能部件位于承压壳体内，在高温放射性粉尘环境里长时间连续运转。在设备维护和功能部件拆卸时，为对操作人员提供辐射防护，该装置低合金钢承压壳体力口厚，并在其端法兰内侧设置钢屏蔽。3.一体化卸料装置（续）拆卸维修堆芯卸料装置的承压壳体通过法兰螺栓与反应堆压力容器下部卸料管相连，其内部碎球分离机易损件主要是耐热无油润滑轴承。由于料箱内有2000多个高放射性燃料元件滞留，更换轴承时，必须从壳体内整体抽出碎球分离机的检测组件，在结构上要求辑筒必须与取料盘分离，而取料盘留在料箱内阻挡燃料元件滚出料箱。装配时，可通过检测组件连接轴的端部圆锥面实现与取料盘的盲插定位，然后利用芯轴进行碎球分离机的安装。为准确和方便拆卸检测组件，设置了一台公用的卸料装置检测组件拆装工具。在卸料装置维修钢平台上，卸料装置的两端预先安装了检测组件拆装工具导轨。当需要维修某一台碎球分离机时，将检测组件拆装工具安置在相应导轨上即可。3.一体化卸料装置（续）功能球流管路上的隔离阀包括电动隔离阀与手动隔离阀两种，规格均为DN65，并采用固定上装式结构形式，是燃料装卸系统与大气、堆芯、各主要设备及管道之间气氛通、断相互转换的主要设备，其执行功能与安装位置有关:安装在一回路压力边界处，完成系统与堆芯的隔离，保证一回路压力边界的完整性;安装在装卸料气氛切换管段上，实现系统与大气气氛隔离和气氛切换，确保系统氦气的纯洁度，防止放射性气体外逸;安装在系统的特定位置，作为维修隔离阀完成系统内各主要设备之问气氛的切断，为设备的故障处理、拆卸、检修提供安全保障。4.球路隔离阀4.球路隔离阀（续）固定式球阀优点：结构简单，密封性好；一定通径范围内体积小、重量轻、耗材少、安装尺寸小；驱动力矩小、流阻小、操作简便，易实现快速启闭。技术特点采用球阀结构，既能保证燃料元件顺利通过又能起到密封隔离作用;固定式球阀结构可大大减少转动力矩，延长密封围使用寿命;上装式球阀在拆卸更换密封圈和阀芯时不必将整个阀体从相连的管道拆下;球阀的执行部件由部分回转型电动装置驱动，通过行程开关和机械限位器保证开启和关闭到位准确，以确保元件流动通畅;阀杆采用“O”形环径向密封、反向密封、填料加牒簧加载密封三种密封形式联合密封，解决动密封问题，确保放射性气体不外逸;设置了过力矩保护开关，当超过额定力矩时自动断电，以保证设备安全。4.球路隔离阀（续）在HTR-PM燃料装卸系统中，控制燃料元件的运动状态、输送数量与输送方向的设备称为输送转换设备，包括输送单一器、左转向器、右转向器、汇聚器、分配器、停球器、燃耗测量定位器、旋转桥、组合转换器(包括DZ转换器和TZ转换器)等多种类型。5.HTR-PM燃料输送转换设备5.HTR-PM燃料输送转换设备（续）

停球器汇聚器电磁驱动器

减速机+磁力传动器+输送单一器电磁驱动器过球试验工作原理各类输送转换设备自身是一个复杂的机电一体化结构，在运行过程中，配合相关联的过球计数器，接受主控制系统指令完成燃料元件的有序与定向输送功能。在I/0直接输出的驱动器控制下，带旋转变压器的伺服电机通过减速器和磁力同步器的内外磁组件带动执行部件(转子)实现精确的预定转角运动。磁力同步器通过隔离罩可靠密封管路系统内的热态、带压、含放射性粉尘的氦气。5.HTR-PM燃料输送转换设备（续）安全功能所有输送转换设备均不执行安全功能，均属非安全级设备。但在主循环系列中输送单一器和停球器之间的球管断裂事故时，输送单一器和停球器可以对主冷却剂释放起阻流作用。5.HTR-PM燃料输送转换设备（续）概况数量12台1FCA10AE001位于燃料装卸主舱室1的1号堆1系列候检管段1FCA20AE001位于燃料装卸主舱室1的1号堆2系列候检管段1FCA31AE001位于燃料装卸主舱室1的1号堆1系列一次暂存管段1FCA32AE001位于燃料装卸主舱室1的1号堆2系列一次暂存管段1FCA41AE001位于燃料装卸主舱室1的1号堆1系列装料暂存管段1FCA42AE001位于燃料装卸主舱室1的1号堆2系列装料暂存管段5.燃料输送转换设备—输送单一器2FCAI0AE001位于燃料装卸主舱室2的2号堆1系列候检管段2FCA20AE001位于燃料装卸主舱室2的2号堆2系列候检管段2FCA31AE001位于燃料装卸主舱室2的2号堆1系列一次暂存管段2FCA32AE001位于燃料装卸主舱室2的2号堆2系列一次暂存管段2FCA41AE001位于燃料装卸主舱室2的2号堆1系列装料暂存管段2FCA42AE001位于燃料装卸主舱室2的2号堆2系列装料暂存管段5.燃料输送转换设备—输送单一器（续）功能输送单一器的功能是控制燃料球单一通过，并可阻断气体，为下游气体提升燃料球提供条件。关状态：阻断管路球流开状态：燃料元件单一通过5.燃料输送转换设备—输送单一器（续）结构特点转子上有两个同轴背向布置的接球杯，以及一个180°±0.2°的弧形限位槽箱体上有一个限位销和一个直通孔，装配时限位销伸入转子弧形槽内转子另一端有一个方形端头，装配时穿过箱体另一侧，打开端盖法兰后可对转子施加反向力矩，解除卡球故障两根接管分别焊接在箱体直通孔的两端，并与直通孔同轴转子一端通过花键与磁力同步器内磁钢转子相连，经磁力同步器实现全密封传动。5.燃料输送转换设备—输送单一器（续）结构特点运行环境7.0MPa氦气、放射性粉尘、常温至250℃初始工作状态：接球杯轴线与进球管和出球管的轴线同轴，逆时针到限位死点。工作转角：顺时针转180°，放出第一接球杯中的燃料元件;同时，如果上游有球，则第二接球杯接球；需要时按照指令，逆时针转180°返回初始位置，并放出第二接球杯中的燃料元件，第一接球杯又接一球，依此类推实现燃料元件单一输送。5.燃料输送转换设备—输送单一器（续）概况双堆各有3台停球器，结构和配置相同，如下所列：1FCA30AE101位于装料缓冲管道间的1号堆卸料入口管段2FCA30AEI01位于装料缓冲管道间的2号堆卸料入口管段1FCA10AE101位于提升隔离阀问的1号堆1系列装料管段1FCA20AE101位于提升隔离阀间的1号堆2系列装料管段2FCAI0AEI01位于提升隔离阀间的2号堆1系列装料管段2FCA20AEI01位于提升隔离阀间的2号堆2系列装料管段5.燃料输送转换设备—停球器功能停球器的功能是根据运行要求隔断或导通燃料球输送管路。关状态：阻断管路球流开状态：让成串燃料元件一次通过5.燃料输送转换设备—停球器（续）结构特点转子上有一个过球直通孔和一个90°±0.2°的弧形限位槽箱体上有一个过球直通孔和一个限位销，装配时限位销伸入转子弧形槽内两根接管分别焊接在箱体直通孔的两端，并与直通孔同轴转子一端通过花键与磁力同步器内磁钢转子相连，经磁力同步器实现全密封传动5.燃料输送转换设备—停球器（续）动作特点运行环境7.0MPa氦气、放射性粉尘、常温至250℃初始工作状态:关状态，即处于顺时针限位死点工作转角：逆时针转90°开，球流通过后(暂定3秒后)顺时针转90°返回初始位置动作频度：因所处位置而不同装料管段：2次/天卸料入口管段：4次/天5.燃料输送转换设备—停球器（续）概况OFCA20AE101位于装料缓冲管道间的装料入口管段功能关状态:阻断管路球流开状态:让成串燃料元件一次通过5.燃料输送转换设备—填料密封停球器结构特点转子上有一个过球直通孔和一个90°±0.2°的弧形限位槽箱体上有一个过球直通孔和一个限位销，装配时限位销伸入转子弧形槽内两根接管分别焊接在箱体直通孔的两端，并与直通孔同轴转子通过刚性联轴节与伺服减速机直连，采用填料密封动作特点运行环境：空气、常温初始工作状态：关状态，即处于顺时针限位死点工作转角：逆时针转90°开，球流通过后(暂定3秒后)顺时针转90°返回初始位置动作频度：4次/天5.燃料输送转换设备—填料密封停球器（续）5.燃料输送转换设备—分配器概况双堆各有2台分配器，结构和配置相同，如下所列:1FCA10AE201位于装卸料循环主舱室1的1号堆1系列卸料管段1FCA20AE201位于装卸料循环主舱室1的1号堆2系列卸料管段2FCA10AE201位于装卸料循环主舱室2的2号堆1系列卸料管段2FCA20AE201位于装卸料循环主舱室2的2号堆2系列卸料管段因位置不同，而安装方位和转子的初始位置不同。配合旋转桥动作，单堆上游两个分配器和下游两个汇聚器组合，可实现两个主循环系列中，上下游卸料管段的任意畅通。功能通常情况下单堆的2个分配器分别导通2个主循环系列的卸料管段特殊情况下，1个主循环系列的分配器需向两个系列平均分配堆芯卸出的燃料元件5.燃料输送转换设备—分配器（续）动作特点运行环境7.0MPa氦气、放射性粉尘、180-250℃初始工作状态:保持l个主循环系列的卸料管段呈1200畅通状态1FCA10AE201转子逆时针限位死点，可顺时针旋转1FCA20AE201转子顺时针限位死点，可逆时针旋转2FCA10AE201转子逆时针限位死点，可顺时针旋转2FCA20AE201转子顺时针限位死点，可逆时针旋转工作转角:正常情况下保持上述初始状态不变;动作频度:特殊情况下，需要从1个主循环系列的卸料管段导通到另一个主循环系列的卸料管段才动作，动作频度200~300次/天。概况双堆各有2台汇聚器，结构和配置相同，如下所列：1FCA10AE202位于装卸料循环主舱室1的1号堆1系列卸料管段1FCA20AE202位于装卸料循环主舱室1的1号堆2系列卸料管段2FCA10AE202位于装卸料循环主舱室2的2号堆1系列卸料管段2FCA20AE202位于装卸料循环主舱室2的2号堆2系列卸料管段5.燃料输送转换设备—汇聚器功能汇集器根据控制系统发出的指令将两根来球管路中的一根与下游管路连通，而另外一根来球管路设置为截止状态。通常情况下单堆的2个汇聚器分别导通2个主循环系列的卸料管段；特殊情况下，2个汇聚器均与1个主循环系列的卸料管段导通。5.燃料输送转换设备—汇聚器（续）动作特点运行环境7.0MPa氦气、放射性粉尘、180–250℃初始工作状态：保持1个主循环系列的卸料管段呈120°畅通状态1FCA10AE202转子顺时针限位死点，可逆时针旋转1FCA20AE202转子逆时针限位死点，可顺时针旋转2FCA10AE202转子顺时针限位死点，可逆时针旋转2FCA20AE202转子逆时针限位死点，可顺时针旋转工作转角：正常情况下保持上述初始状态不变;动作频度：特殊情况下，需要从1个主循环系列的卸料管段导通到另一个主循环系列的卸料管段才动作，动作频度200~300次/天。5.燃料输送转换设备—汇聚器（续）5.燃料输送转换设备—转向器转向器则根据控制系统发出的指令将燃料球分配给两条不同的管路中的一根。根据主控制系统指令，各种球转换器则可以实现上述多种功能或者多级输送功能。概况双堆各有1台左转向器，结构和配置相同，如下所列:1FCA20AE301位于装卸料循环主舱室1的1号堆2系列卸料管段2FCA20AE301位于装卸料循环主舱室2的2号堆2系列卸料管段功能通常情况下导通双堆主循环系列2的卸料管段与下游提升管段在主循环系列2检测出乏燃料元件时，导通卸料管段和与之对接的一次暂存管段5.燃料输送转换设备—左转向器结构特点转子上有一个过球直通孔和一个斜孔，斜孔轴线位于直通孔轴线右侧，并成60°角转子端部有一个120°±0.2°的弧形限位槽箱体上有三个通孔，其中两个在同一轴线上，另一个位于其轴线左侧，并成60°角在箱体上有一个限位销，装配时限位销伸入转子弧形槽内三根接管分别与箱体的三个通孔端面焊按，并与对应通孔同轴转子一端通过花键与磁力同步器内磁钢转子相连，经磁力同步器全密封传动5.燃料输送转换设备—左转向器（续）动作特点运行环境7.0MPa氦气、放射性粉尘、120-180℃初始工作状态：保持1个主循环系列的卸料管段呈180°畅通状态。1FCA20AE301和2FCA20AE301的转子到顺时针限位死点，可逆时针旋转。工作转角：通常情况下保持上述初始状态不变；检测出乏燃料元件时，逆时针转动120°到限位死点，乏燃料元件通过后，顺时针转回至初始状态。动作频率：~200次/天5.燃料输送转换设备—左转向器（续）概况双堆各有2台右转向器，结构和配置相同，如下所列:1FCA10AE301位于装卸料循环主舱室1的1号堆1系列卸料管段2FCA10AE301位于装卸料循环主舱室2的2号堆1系列卸料管段1FCA40AE301位于装卸料缓冲管道间的1号堆装料缓冲管段下游2FCA40AE301位于装卸料缓冲管道间的2号堆装料缓冲管段下游5.燃料输送转换设备—右转向器功能通常情况导通双堆主循环系列1的卸料管段与下游提升管段在主循环系列1检测出乏燃料元件时，导通卸料管段和与之对接的一次暂存管段5.燃料输送转换设备—右转向器（续）结构特点转子上有一个过球直通孔和一个斜孔，斜孔轴线位于直通孔轴线左侧，并成60°角转子端有一个120°±0.2°的弧形限位槽箱体上有三个通孔，其中两个在同一轴线上，另一个位于其轴线右侧，并成600角在箱体上有一个限位销，装配时限位销伸入转子弧形槽内三根接管分别与箱体的三个通孔端面焊接，并与对应通孔同轴转子一端通过花键与磁力同步器内磁钢转子相连，经磁力同步器全密封传动5.燃料输送转换设备—右转向器（续）动作特点运行环境：7.0MPa氦气、放射性粉尘、120-180℃初始工作状态：1FCA10AE301或2FCA10AE301保持双堆主循环系列l的卸料管段成180°畅通状态1FCA40AE301或2FCA40AE301保持双堆与主循环系列1相接的装料暂存管段成180°畅通状态转子到逆时针限位死点，可顺针旋转5.燃料输送转换设备—右转向器（续）动作特点工作转角：通常情况下保持上述初始状态不变；检测出乏燃料元件时，相应的1FCA10AE301或2FCA10AE301顺时针转动120°到限位死点，乏燃料元件通过后，逆时针转回至初始状态需要向与主循环系列2相接的装料暂存管段放球时，相应的1FCA40AE301或2FCA40AE301顺时针转动1200到限位死点，新燃料通过后，逆时针转回至初始状态动作频度1FCA10AE301或2FCA10AE301:~200次/天1FCA40AE301或2FCA40AE301:~1次/天5.燃料输送转换设备—右转向器（续）概况双堆各有1台旋转桥，结构和配置相同，如下所列:1FCA00AE501位于装卸料循环主舱室1的1号堆卸料管段2FCA00AE501位于装卸料循环主舱室2的2号堆卸料管段功能配合其上下游的分配器和汇聚器动作，可实现单堆两个主循环系列中，上下游卸料管段的任意导通在卸料装置单侧碎球分离机故障时，实现单侧卸料双路循环，满足运行能力要求5.燃料输送转换设备—旋转桥结构特点转子上有一个直通过球孔，以及一个60°±0.1°的弧形限位槽箱体呈正六棱柱形，在相邻的两个柱体面和与其对侧两个柱体面各开有一个垂直过球通孔，两两同轴直通在箱体上无通孔棱柱面的轴线上有一个限位销，装配时限位销伸入转子弧形槽内四根接管分别与箱体的四个通孔棱柱面焊接，并与对应通孔同轴转子一端通过花键与磁力同步器内磁钢转子相连，经磁力同步器全密封传动5.燃料输送转换设备—旋转桥（续）动作特点运行环境7.0MPa氦气、放射性粉尘、180–250℃初始工作状态:保持主循环系列1上游与主循环系列2下游连接管畅通状态转子顺时针限位死点，可逆时针旋转工作转角:正常情况下保持上述初始状态不变；5.燃料输送转换设备—旋转桥（续）动作特点动作频度:特殊情况下，需要从1个主循环系列的卸料管段导通到另一个主循环系列的卸料管段时才动作动作模式如以下所述：由主循环系列1向1、2两个序列卸料：旋转桥保持初始位置不动由主循环系列2向1、2两个序列卸料旋转桥转子逆时针旋转60°至限位死点，使主循环系列2上游与主循环系列l1下游连接管导通状态解除特殊运行情况后，转子顺时针转回至初始位置。分配器与汇聚器相应配合动作5.燃料输送转换设备—旋转桥（续）概况双堆各有2台燃耗测量定位器，结构和配置相同，如下所列:1FCA10AE401位于装卸料循环主舱室1的1系列卸料管段1FCA20AE401位于装卸料循环主舱室1的2系列卸料管段2FCA10AE401位于装卸料循环主舱室2的1系列卸料管段2FCA20AE401位于装卸料循环主舱室2的2系列卸料管段5.燃料输送转换设备—燃耗测量定位器5.燃料输送转换设备—燃耗测量定位器（续）燃耗测量定位器需满足球形元件的精确定位和放射性热氦气氛气体泄漏1-伺服电机；2-行星齿轮减速机；3-磁力传动器；4-接管；5-转子；6-承压壳；7-定位孔；8-限位槽5.燃耗测量定位器—燃耗测量信息交互燃耗测量、主控制系统、燃料装卸控制系统信息交互功能与γ谱仪配合，根据主控指令，执行待测元件的控球(接球、定位和送球)功能。燃耗测量时，元件定位在燃耗测量定位器转子上方，燃耗测量系统即可进行燃耗测量。测量完毕，转子转动接通输球管。元件输送后，转子复位接球，可以进行下一次测量。5.燃料输送转换设备—燃耗测量定位器（续）结构特点转子上有一个过球直通孔和一个90°±0.1°的弧形限位槽转子上有一个定位杯，定位杯的底部设有一个通孔，可允许粉尘和碎屑通过，其轴线与过球直通孔轴线同轴箱体上有一个过球直通孔和一个限位销，装配时限位销伸入转子弧形槽内两根接管分别焊接在箱体直通孔的两端，并与直通孔同轴转子一端通过花键与磁力同步器内磁钢转子相连，经磁力同步器全密封传动5.燃料输送转换设备—燃耗测量定位器（续）动作特点运行环境7.0MPa氦气、放射性粉尘、120~180℃初始工作状态：过球通孔垂直于管道轴线，接球杯通向上游管段工作转角：顺时针转90°使测后燃料元件通过，然后逆时针转回至初始位置动作频度：~3000次/天5.燃料输送转换设备—燃耗测量定位器（续）概况双堆共用1台DZ组合转换器0FBX02，由输送单一器和右转向器组合为一体，位于装卸料缓冲管道间的卸料暂存管段功能其输送单一器0FBX02AE001执行乏燃料元件二次提升前的单一输送其右转向器0FBX02AE301执行二次提升和燃料元件取样两个管路的选择输送结构特点输送单一器箱体上的过球孔和右转向器的直通孔同轴，前者在上游输送单一器和右转向器的转子分别通过刚性联轴节与伺服电机减速器直连，采用填料密封5.燃料输送转换设备—DZ组合转换器动作特点运行环境：空气、放射性粉尘、常温至80℃初始工作状态:输送单一器的接球杯轴线与进球管和出球管的轴线同轴，逆时针到限位死点右转向器保持卸料暂存管段与二次提升管路成180°导通状态，转子到逆时针限位死点，可顺时针旋转工作转角:输送单一器顺时针转180°，放出一个燃料元件(暂定2秒)后逆时针转回至初始位置在需要取样时，右转向器转子顺时针转动120°到限位死点，燃料元件通过后，逆时针转回至初始位置动作频度:输送单一器：-800次/天右转向器：偶尔5.燃料输送转换设备—DZ组合转换器（续）概况双堆共用1台TZ组合转换器0FBX01，由停球器和右转向器组合为一体，位于装卸料缓冲管道间的装料缓冲管段功能其停球器0FBX01AE101执行装料气氛切换时指定批次新燃料元件的一次通过其右转向器0FBX01AE301执行双堆装料暂存两个分支管路的选择输送结构特点停球器和右转向器的直通过球孔同轴，前者在上游输送单一器和右转向器的转子分别与2台磁力同步器的内磁钢转子相连，经磁力同步器全密封传动5.燃料输送转换设备—TZ组合转换器动作特点运行环境7.0MPa氦气、放射性粉尘、常温至120℃初始工作状态:停球器处于关状态，即处于顺针限位死点右转向器保持装料缓冲管段与1号堆装料暂存管段成180°导通状态，转子到逆时针限位死点，可顺时针旋转工作转角:停球器逆时针转90°，放出新燃料元件(暂定3秒)后顺时针转回至初始位置在需要向2号堆装料时，右转向器转子顺时针转动120°到限位死点，一批新燃料元件一次通过后，逆时针转回至初始位置动作频度:停球器：~4次/天右转向器：~2次/天5.燃料输送转换设备—TZ组合转换器（续）闭锁器由内外两个磁钢组件及一个密封隔离罩组成。可手动推拉外磁钢组件，在磁精合作用下，带动内磁钢组件上连接的推杆进退。闭锁器安装在输送单一器和DZ组合转换器上游，用于在下游输送单一器卡球故障时，临时将推杆插入管路球间隙中截止球流；解除单一器故障后，收回推杆，保持球流畅通。6.闭锁器外压型金属波纹膨胀节卸料装置底部到反应堆压力容器下支承的距离约15m，从初始安装到功率运行，受热膨胀影响，卸料装置底部要下移约40mm，且卸料装置下部燃耗测量定位器要求定位精准。因此，在卸料装置与燃耗测量定位器之间的卸料管段必须设置过球金属波纹膨胀节，以补偿卸料管系的膨胀量。卸料管段上的金属波纹膨胀节设置在安全二级电动隔离阀之后，分配器或碎球罐之前，其通径为DN65，设计压力8.3MPa，安装在固定支架上以抵抗其轴向压力。弯管平衡型金属波纹膨胀节燃料循环的提升管段和乏燃料二次提升管段长达数十米，其热胀由弯管平衡型金属波纹膨胀节补偿。7.金属波纹管膨胀节7.金属波纹管膨胀节-输球用波纹管膨胀节输球用波纹膨胀节燃料装卸系统中的过球管道的公称直径为DN62和DN65管道设计压力8.1MPa，设计温度从80℃至200℃7.金属波纹管膨胀节-输气用波纹管膨胀节输气用波纹膨胀节气力输送的过气管道的公称直径为DN50管道设计压力8.1MPa，设计温度从80℃至200℃综合考虑常规管道波纹膨胀节与气力输送管道伸缩器的结构特点，过球波纹膨胀节的套筒部分有所不同计数器是燃料装卸系统中实现燃料元件循环与输送自动化的关键传感设备，其主要功能是对各球流管段与贮存容器中燃料元件的动态信息(包括各管路中燃料元件的通过方向、数量、球停状态，以及各容器中燃料元件的累计贮量与排出数量等)进行实时准确的判断、统计和记录，并把主要信息传递给主控制系统中，以保证燃料元件定向有序输送和贮存的自动化控制、堆芯燃料的正确管理和反应堆的可靠运行。燃料装卸系统不同管段不同位置共设置有50余台过球计数器，完成燃料元件和石墨球的单向、双向以及破损球的计数功能。8.计数器燃料装卸系统计数器的传感器为中心剖分结构，可在过球管道外方便安装。传感器采用涡流检测原理实现对以石墨为基体的燃料元件的通过探测，其输出信号为脉冲信号。计数器的类型包括单向计数器、双向计数器、碎球计数器和测速器等4种。8.计数器（续）8.计数器（续）HTR-PM外装过球计数器64台，解决HTR-10潜在技术问题，单向、双向、碎球计数，可测量瞬时球速外装过球计数器优点：管外安装，可移动，易更换；无陶瓷管，无脆性破裂危险；无贯穿件，无泄漏问题。8.计数器（续）—工作原理

通以交变电流的线圈在空间产生交变的电磁场，当导电的燃料球通过时，会在其内部激励出感应电动势从而产生涡流，如图a所示。燃料球中的涡流反过来会对线圈中的电流产生影响。通过检测线圈中电流或线圈阻抗的变化可以判断燃料球通过情况。在乏燃料二次提升管段前设置了一套乏燃料活度识别装置，避免将高放射性的乏燃料元件输送至石墨球贮罐。活度识别的时间短，不要求对球形元件精确定位，但要求停球快捷，因此，在过球管路上设置了一个电磁停球器。电磁停球器类似于一个电磁滑阀，能有效密封管路气体，在堆芯石墨球全部排出后，可以拧紧锁紧螺栓将推杆锁死，以避免误动作。9.电磁停球器10.贮存设备碎球罐：双堆堆芯卸料装置下方设容量为4500个等效完好燃料球的碎球罐。4个取样罐：可容纳2个燃料球，检测辐照后球形元件的特征参数。经过卸料装置碎球分选后的破损燃料元件如果不加以集中收集，而再次进入堆芯燃料循环过程，则将影响管路系统中设备的正常运转，阻碍堆芯内燃料元件的顺畅流动。因此，在每台卸料装置的2套碎球分离机下方各设置一个容积相当于4500个完好元件的碎球罐。双堆共有4个碎球罐，满足电站40年寿命期内的碎球贮存量要求。碎球罐是铅屏蔽罐，有一个进球口和一个抽叹口。需要时，可以利用抽吸装置从抽吸口转移罐内碎球。参数设计压力：8.1MPa；运行压力：7.0MPa设计容量：4500个/罐；运行温度：150-180℃10.贮存设备—碎球罐为了检测辐照后的球形元件的特征参数，可以从燃料装卸系统中预留的取样点提取石墨球和燃料球，取样球用于在检验室进行非破坏性或破坏性研究。为此在装卸料缓冲管道间设置一个取样罐，可在系统正常运行的任何时段取样。取样罐是一个铅屏蔽容器，可容纳2个取样球。关闭入口隔离阀，打开连接法兰即可转运盛装样球的取样罐。10.贮存设备—取样罐燃料元件输送专用氦气压缩机的功能是利用压缩氦气将新燃料元件和未达到目标燃耗的燃料元件自提升管段输送至堆芯，并将乏燃料元件提升至卸料入口管段，以保证燃料装卸系统的正常运转，从而实现反应堆的不停堆连续运行。燃料元件的提升速度可以通过流量调节控制。氦气压缩机采用卧式双级全密封离心压缩机结构，由机壳、驱动电机、叶轮和扩压器、电磁轴承、前后隔板、水冷却器、循环风道及附属部件等组成。参数:入口压力:7.0MPa；出口压力:7.25MPa流量:～800m3/h；运行温度：＜60℃11.氦气压缩机11.氦气压缩机(续）HTR-PM燃料球提升专用氦气压缩机1-机壳；2-一级压缩侧端盖；3-一级压缩侧叶轮；4—二级压缩侧端盖；5-二级压缩侧叶轮；6-转轴；7-二级压缩侧电磁轴承；8-一级压缩侧电磁轴承；9-高速电机转子；10-高速电机定子；11-电气贯穿件；12-检漏管；13-固定螺栓；14-一级压缩侧氦气入口管；15-一级压缩侧氦气出口管；16-二级压缩侧氦气入口管；17-二级压缩侧氦气出口管；18-电机腔室冷却氦气入口管；19-机壳水冷套冷却水入口管；20-机壳水冷套；21-冷却水出口管；22-电机腔室冷却氦气出口管燃料装卸系统中两台氦压缩机并联布置，其运行包括如下几种情况:(1)正常运行时，一台运行，一台备用，可自由切换。(2)反应堆初始运行时，两台氨气压缩机可独立运行。(3)运行间隙或停堆期间，氦气压缩机可为球路管系及其设备的清洁提供吹扫气源。(4)反应堆停堆期间，氦气压缩机可为吸收球停堆系统吸收球气力输送提供气源。(5)反应堆热停堆时，在主氦风机不启动的情况下，氦气压缩机为堆芯载出热量。(6)主氦风机故障情况下，需利用本系统氦气压缩机，通过0KBE30将堆芯热量载出。11.氦气压缩机(续）在罗茨风机气阀间内设置两台罗茨风机，100%备用。罗茨风机的压力升98kPa，其功能是为卸出乏燃料元件二次提升和初始堆芯装料提升提供具有一定压力和流量的压缩空气。燃料元件的提升速度通过流量调节控制。初始装料燃料元件提升时罗茨风机的管路系统为闭路;正常运行时乏燃料元件二次提升的管路系统为开路，即从负压通风舱室吸风，出口气体压缩升温后随乏燃料元件一起排向乏燃料贮存系统。12.罗茨风机12.罗茨风机—工作原理罗茨鼓风机属于容积式鼓风机。其工作原理如图所示：在“8”字型的气缸内配置一对“8”字型断面的啮合转子叶轮，通过一对同步齿轮作用，使两转子等角速度作相反方向的旋转，并在进气口交替不断地与机壳形成封闭气室。该气室将其内部的工作气体，沿机壳内壁向出气口方向移送，到达出气口时，将气体释放，从而达到鼓风或通风的目的。在两转子与机壳内壁形成封闭气室的同时，它们之间始终保持啮合