УСТРОЙСТВО СНАРЯЖЕНИЯ ФОЛЬГОЙ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ Российский патент 2014 года по МПК G21C3/00 

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к устройству снаряжения фольгой оболочек тепловыделяющих элементов, и может быть использовано в процессе их изготовления.

Известен твэл контейнерного типа, содержащий трубчатую оболочку, компенсационный объем, торцевые экраны, таблетки делящегося материала, пружину и кон. детали, см. Г.Н. Ушаков, «Технологические каналы и тепловыделяющие элементы ядерных реакторов», М., Энергоиздат, 1981, с.29, рис.1.66 и с.36.

Недостатками такого твэла являются переменный зазор между внутренней поверхностью оболочки твэла и таблетками делящегося материала, что приводит к несимметричной розе радиальных тепловых потоков, и прямой контакт конструкционных и делящихся материалов.

Для устранения указанных недостатков в твэле, между поверхностями оболочки и делящегося материала, размещают вставку, например, в виде фольги из молибдена, ориентированную вдоль оси твэла, см. патент RU №2408941, кл. G21C 3/00, 2010.

Известно также устройство для снаряжения фольгой оболочки твэла, см. патент RU №2485611, кл. G21C 1/00, 2012.

Недостаточная надежность узла формирования радиальной отбортовки на фольге в совокупности с неочевидной конструкцией механизма заслонки присуща этому устройству.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача решается путем выполнения в известном устройстве в виде закрепленной горизонтально штанги с цилиндром, диаметр которого равен диаметру таблетки делящегося материала, установленной на общей оси с оболочкой твэла, размещенной в ложементе из двух параллельных стержней/труб, с расстоянием между ними меньшим диаметра оболочки твэла, а на торце ложемента установлена заслонка с направляющими в виде двух вертикальных отрезков труб с пружинами и ограничивающими щелями по образующим в них, причем цилиндр охватывают губки с приводом реверсивного радиального перемещения.

В заслонке выполнено отверстие диаметром, свободно пропускающим оболочку твэла, а симметрично относительно вертикали, параллельно и нормально ее плоскости, установлены два выступа для деформации фольги у торца цилиндра.

Формирование фольги в трубку на цилиндре обеспечивают губки, снабженные приводом реверсивного радиального перемещения.

Над штангой и цилиндром установлены валики прокатки на фольге продольных гофров и пуансон вырубки фрагмента фольги.

Устройство для снаряжения фольгой оболочек твэлов приведено на чертеже. Оно сдержит: ложемент из двух труб 1, штангу 2, цилиндр 3, направляющие 4 заслонки, пружины 5, заслонку 6, выступы 7, губки 8, оболочку 9 твэла, фольгу 10, валики 11, пуансон 12.

Штанга 2 с цилиндром 3 закреплены горизонтально.

Губки 8 в устройстве выполнены с отверстием диаметром, большим диаметра таблетки делящегося материала на двойную толщину фольги 10, и снабжены приводом реверсивным радиального перемещения.

На торце ложемента установлена заслонка 6 в направляющих 4 заслонки из двух отрезков труб с пружинами 5, способная перемещаться в пределах, ограниченных вертикальными щелями.

По вертикальной оси в заслонке 6 выполнено отверстие, свободно пропускающее оболочку 9 твэла, а симметрично относительно вертикали и нормально к плоскости заслонки 6 установлены два выступа 7 для деформации фольги 10 диаметром и высотой, например, в треть внутреннего диаметра оболочки 9 твэла.

Расстояние между торцом цилиндра 3 и плоскостью заслонки 6 соответствует ширине деформации фольги.

При работе пружин 5 заслонка 6, перемещаясь в направляющих 4 заслонки, периодически перекрывает отверстие оболочки 9 твэла.

Ложемент выполнен из двух параллельных стержней/труб 1, связанных по торцам, и расположен так, что неподвижная штанга 2 с цилиндром 3, отверстия губок 8, заслонки 6 и оболочки 9 твэла размещены на общей оси, причем оболочка 9 твэла в ложементе из труб 1 перед заслонкой 6 может быть слегка подпружинена.

При этом расстояние между стержнями/трубами 1 ложемента меньше диаметра оболочки 9 твэла.

Гофрированную фольгу 10 перемещают по штанге 2 и цилиндру 3 до упора в заслонку 6 с перекрытым отверстием перед оболочкой 9 твэла.

При упоре фольги 10 в плоскость заслонки 6 привод останавливают губками 8 из фольги 10, на поверхности цилиндра 3 формируют трубку и пуансоном 12 отсекают фрагмент фольги.

Перемещением заслонки 6 перед торцом цилиндра 3 выступами 7 формируют радиальную отбортовку на фольге 10 и освобождают отверстие перед оболочкой 9 твэла.

При этом подпружиненная оболочка 9 твэла захватывает фольгу 10 на цилиндре 3.

Разводят губки 8 и перемещением вдоль оси оболочку 9 твэла снаряжают фольгой 10.

При обратном движении оболочки 9 твэла в фольге 10 калибруют канал под таблетки делящегося материала.

Следует отметить, что валики 11 и пуансон 12 размещают над штангой 2 и цилиндром 3.

Такое выполнение устройства позволяет повысить надежность и упростить автоматизирование процесса оснащения фольгой оболочек твэлов.

Изобретение относится к изготовлению тепловыделяющих элементов ядерного реактора. Устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов содержит фольгу, валики прокатки фольги, пуансон, штангу с цилиндром, диаметр которого равен диаметру таблетки делящегося материала, губки, охватывающие цилиндр перед заслонкой. Заслонка выполнена подпружиненной в направляющих из двух отрезков труб с ограничивающими щелями ее перемещения, причем направляющие установлены у торца оболочки твэла, размещенной в ложементе. На плоскости заслонки выполнены выступы, формирующие радиальную отбортовку фольги у торца цилиндра. Технический результат - повышение качества радиальной отбортовки на фольге. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов, содержащее, фольгу, валики прокатки фольги, пуансон, штангу с цилиндром, диаметр которого равен диаметру таблетки делящегося материала, заслонку, ложемент и оболочку твэла, отличающееся тем, что оно снабжено губками, которые охватывают цилиндр перед заслонкой, а заслонка выполнена с направляющими, которые размещены на торце ложемента перед отверстием оболочки твэла.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что губки в нем выполнены с отверстием, большим диаметра таблетки делящегося материала на двойную толщину фольги, и снабжены реверсивным приводом радиального перемещения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющие заслонки в нем выполнены в виде отрезков двух труб, которые установлены перед ложементом, и снабжены по образующим вертикальными щелями, ограничивающими перемещение заслонки.

4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что в направляющих заслонки установлены пружины.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заслонка в нем выполнена с отверстием, свободно пропускающим оболочку твэла.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расстояние между торцом цилиндра и плоскостью заслонки в нем равно ширине деформации фольги.

7. Устройство по пп.1 или 4, отличающееся тем, что на плоскости заслонки, симметрично относительно вертикали, параллельно и нормально ее плоскости выполнены два выступа

8. Устройство по пп.1, отличающееся тем, что ложементы в нем выполнены в виде двух параллельных стержней/труб, расстояние между которыми меньше диаметра оболочки твэла.