УСТРОЙСТВО СНАРЯЖЕНИЯ ФОЛЬГОЙ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ Российский патент 2015 года по МПК G21C21/02 

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к устройству снаряжения фольгой оболочек твэлов и может быть использовано при их изготовлении.

Известен твэл контейнерного типа, содержащий трубчатую оболочку, компенсационный объем, торцевой экран, таблетки делящегося материала, пружину, верхнюю концевую деталь, 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 прямому контакту конструкционных и делящихся материалов.

Для устранения указанных недостатков в твэле ядерного реактора между поверхностями оболочки и делящегося материала размещают вставку в виде фольги, например из молибдена, ориентированную вдоль оси твэла, см. патент РФ №2408941, G21С 3/00, 2010.

Известно устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов, содержащее: валики прокатки на фольге продольных гофров, пуансон, втулку с двумя отверстиями, равными наружному и внутреннему диаметрам оболочки твэла, штангу с цилиндром диаметром, равным диаметру таблетки делящегося материала, заслонку, узел формирования радиальной отбортовки фольги и оболочку твэла в ложементе, см. патент RU №2485611, кл. G21С 1/00, 2012.

Недостатком устройства является сложная конструкция втулки и узла формирования радиальной отбортовки фольги.

Этот недостаток устранен путем применения губок с отверстием, превышающим диаметр цилиндра на удвоенную толщину фольги, и заслонки, периодически перекрывающей отверстие оболочки твэла и снабженной отверстием, свободно пропускающим оболочку твэла выступов на заслонке, позволяющих формировать радиальную отбортовку на фольге, см. заявку RU №2013133052 «Устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов» на сайте .

Недостатком устройства является отсутствие в нем простого механизма перемещения оболочки твэла.

Задачей изобретения является устранение этого недостатка.

Поставленная задача решается путем выполнения устройства в виде ложемента из уголка, установленного под углом к горизонту, с торцевыми и промежуточной стенками суммарной длиной, превышающей длину оболочки твэла с перемещающейся по ложементу кареткой, которая выполнена весом, способным преодолеть момент свободного вращения редуктора привода.

На одной торцевой стенке закреплена штанга с цилиндром, над цилиндром установлены радиально перемещающиеся губки, а перед торцем цилиндра размещен узел формирования радиальной отбортовки на фольге.

Между другой и промежуточной стенками установлена каретка с оболочкой твэла, причем промежуточная стенка выполнена с отверстием, свободно охватывающим эту оболочку.

При этом ложемент может быть выполнен в виде двух параллельных стержней/труб с расстоянием между ними меньше диаметра оболочки твэла.

В качестве привода каретки использован однофазный электрический двигатель с встроенным редуктором.

Над одной торцевой стенкой конструктивно размещены валики прокатки фольги и пуансон формирования штатного фрагмента фольги или магазин отрезков гофрированной фольги.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства снаряжения фольгой оболочки твэла.

Устройство содержит: установленный под углом к горизонту ложемент 1 из уголка с торцевыми 2, 3, а промежуточной 4 стенками, штангу 5 с цилиндром 6, карету 7, губки 8, узел 9 формирования радиальной отбортовки на фольге, валики 10, оболочку 11 твэла и пуансон 12.

На стенке 2 закреплена штанга 5 с цилиндром 6, над цилиндром установлены губки 8, а перед торцем цилиндра 6, узел 9 формирования радиальной отбортовки на фольге.

Между стенками 3 и 4 установлена каретка 7 с оболочкой 11 твэла, которая снабжена электроприводом в виде однофазного электрического двигателя с редуктором.

Участок ложемента 1 между стенками 3 и 4 может быть выполнен в виде двух параллельных стержней/труб с расстоянием между ними меньше диаметра оболочки 11 твэла.

Каретка 7 выполнена с весом, способным преодолеть угол трения по полкам уголка ложемента 1 и момент свободного вращения редуктора привода.

В промежуточной стенке 4 выполнено отверстие, свободно охватывающее оболочку 11 твэла. Над стенкой 2 установлены валики 10 и пуансон 12.

Возможно выполнение устройства с магазином готовых фрагментов гофрированной фольги.

На стенке 2 ложемента 1 закреплена штанга 5 с цилиндром 6, равным по диаметру таблетке делящегося материала, свободно лежащим на подставке в ложементе 1, способной свободно пропустить стенку оболочки 11 твэла.

В установленный под утлом к горизонту ложемент 1 на карету 7 уложена оболочка 11 твэла.

Устройство работает следующим образом.

Фольгу прокатывают через валики 9, а конец фольги перемещают по гиганте 5 и цилиндру 6 до упора.

Радиально перемещающимися губками 8 охватывают фольгу на цилиндре 6, механизмом узла 9 формируют радиальную отбортовку на фольге и пуансоном 12 вырубают ее штатный фрагмент.

Включают однофазный двигатель электропривода каретки 7 и заводят отверстие оболочки 11 твэла на цилиндр 6 с фольгой при одновременном возвращении губок 8 в исходное положение.

Перемещают каретку 7 с оболочкой 11 твэла по полкам уголка ложемента 1 до остановки электропривода, который отключают.

При установке ложемента 1 под углом к горизонту каретка 7 с оболочкой 11 твэла должна быть выполнена с весом, способным преодолеть момент свободного вращения редуктора привода, что обеспечивает возврат каретки в исходное положение.

Возможен вариант выполнения устройства снаряжения фольгой оболочки 11 твэла с валиками 10 для прокатки фольги и пуансоном 12, установленными над одной полкой, или с магазином штатных отрезков фольги, из которого фольгу поочередно подают на штангу 5 и цилиндр 6 для выполнения операций обжима губками 8 и формирования механизмом узла 9 радиальной отбортовки.

Устройство относится к изготовлению тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора. Устройство снаряжения фольгой оболочки твэла содержит валики, ложемент, штангу с цилиндром, губки и узел формирования отбортовки на фольге. Ложемент выполнен в виде уголка с промежуточной и торцевыми стенками. На одной торцевой стенке закреплена штанга с цилиндром, равным диаметру таблетки делящегося материала. Между промежуточной и другой торцевой стенками установлена подвижная каретка, передвигающаяся по полкам уголка. При этом цилиндр охватывают радиально перемещающиеся губки. Перед губками размещен узел формирования радиальной отбортовки на фольге. Устройство установлено под углом к горизонту, а каретка выполнена с весом, способным преодолевать момент свободного вращения редуктора привода. Технический результат - упрощение механизма перемещения оболочки твэла. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство снаряжения фольгой оболочек твэлов, содержащее валики, пуансон, ложемент, штангу с цилиндром, губки и узел формирования радиальной отбортовки на фольге, отличающееся тем, что ложемент в нем выполнен в виде уголка с двумя торцевыми и промежуточной стенками, на одной торцевой стенке закреплена штанга с цилиндром, равным диаметру таблетки делящегося материала, а между промежуточной и другой торцевой стенками установлена каретка, передвигающаяся по полкам уголка, причем цилиндр охватывают радиально перемещающиеся губки, а перед губками размещен узел формирования радиальной отбортовки на фольге.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что промежуточная стенка в нем выполнена с отверстием, свободно охватывающим оболочку твэла.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уголок ложемента установлен под углом к горизонту.

4. Устройство по п. 1 или 3, отличающееся тем, что каретка в нем выполнена весом, способным преодолеть угол трения по полкам уголка ложемента и момент свободного вращения редуктора привода.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что над одной торцевой стенкой размещены валики, формирующие продольные гофры и пуансон, отсекающий штатный фрагмент фольги.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено магазином штатных фрагментов фольги.