УСТРОЙСТВО СНАРЯЖЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2020 года по МПК G21C21/00 

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для изготовления тепловыделяющих элементов (твэлов).

В составе комплекса оборудования, используемого на ФГУП «Горнохимический комбинат» для изготовления твэлов с МОКС-топливом, используется устройство снаряжения твэлов, выполненное по проекту 1726-06-0002 разработки ОАО «Центральное конструкторское бюро машиностроения», г. Санкт-Петербург. Устройство снаряжения твэлов расположено в корпусе бокса и предназначено для загрузки в оболочки твэлов топливного столба таблеток, комплектующих деталей (пробка, фиксатор и верхняя заглушка), вакуумирования и заполнения оболочек гелием с последующей установкой верхней заглушки.

Известное устройство снаряжения содержит расположенные в корпусе бокса барабан, приемную стойку, позиционирующее устройство, устройства управления зажимом оболочек твэлов, устройство подачи и приемник технологических втулок, передающие ролики, каналы загрузки и выгрузки оболочек. Снаружи на одной стороне корпуса бокса установлены привод барабана, а на другой - устройства загрузки в оболочки комплектующих деталей (далее по тексту - УЗК), соединенные с источниками вакуума и гелия.

Барабан включает в себя вал, установленные на валу дистанционирующие решетки, в которых равномерно по окружности закреплены расположенные между решетками 6 тубусов. Тубусы представляют собой трубы, имеющие центральные внутренние гнезда под оболочки. С правой стороны бокс снаряжения соединен каналом загрузки оболочек с боксом, в котором размещено передающее устройство оболочек, и каналом выгрузки снаряженного твэла - с боксом, в котором расположена установка герметизации. С левой стороны бокс снаряжения соединен каналом загрузки в оболочки топливных столбов с боксом, в котором смонтировано устройство подготовки и загрузки топливных столбов в оболочки. Канал загрузки оболочек и канал выгрузки снаряженного твэла представляют собой втулки, связывающие бокс установки снаряжения твэлов с другим технологическим оборудованием.

При вращении барабан устанавливает тубусы на позициях, которые соосны с каналом загрузки оболочек, каналом загрузки в оболочки топливных столбов, с одним из УЗК, смонтированных на стенке бокса снаряжения и каналом выгрузки снаряженного твэла в установку герметизации. При этом расположение позиций на окружности движения центров гнезд, а соответственно и оболочек, определено в зависимости от расположения соседних боксов, соединенных с боксом устройства снаряжения. Так каналы загрузки оболочек и выгрузки снаряженного твэла расположены в точках пересечения траектории движения центров гнезд с горизонтальным диаметром. Три УЗК расположены на левой стороне бокса снаряжения над боксом загрузки топливных столбов через 60° по часовой стрелке, начиная от верхней точки диаметра по вертикальной оси, а канал установки топливного столба расположен ниже канала выгрузки снаряженного твэла на 30°.

Каждое из трех УЗК конструктивно выполнено с возможностью установки в оболочку пробки, фиксатора, вакуумирования, заполнения оболочки гелием и постановки в нее верхней заглушки. УЗК содержит корпус, прикрепленный к стенке бокса, установленную внутри корпуса гильзу с центральным отверстием и фланцами, прикрепленный к одному фланцу магазин барабанного типа с приводом, а к другому - втулку. К магазину прикреплен кожух со штоком. Шток выполнен с возможностью устанавливать в оболочку загруженные в магазин последовательно пробки, фиксаторы и верхние заглушки, и соединен со штоком пневмоцилиндра. К магазину также прикреплен второй пневмоцилиндр, шток которого соединен с корпусом и служит для перемещения гильзы относительно корпуса и надвигания ее центрального отверстия на конец оболочки, выступающий из гнезда тубуса.

Также известно устройство для установки комплектующих деталей, вакуумирования и заполнения гелием тепловыделяющего элемента (патент на полезную модель №175391), в котором между втулкой и гильзой и во фланце гильзы установлены уплотнения твэла и штока, выполненные с внутренними полостями, соединенными трубками с распределителями системы управления, соединенными, в свою очередь, с источником гелия. В гильзе между уплотнением твэла и дополнительным уплотнением штока выполнено отверстие с установленным в нем штуцером, соединенным трубкой с распределителями системы управления, соединенными, в свою очередь, с источниками вакуума и гелия. Система управления обеспечивает автоматический режим работы УЗК.

Известное устройство снаряжения работает следующим образом.

Вращение барабана осуществляется по алгоритму, задаваемому автоматизированной системой управления, обеспечивающей его позиционирование с необходимой точностью.

Вращением привода барабана одно из гнезд барабана устанавливается напротив канала загрузки оболочек. Устройства управления механизмами зажима оболочек этого гнезда перемещают упоры механизмов зажима оболочек, сжимая пружины и освобождая гнездо для загрузки оболочки. Передающим устройством по каналу загрузки начинается подача оболочки в известное устройство снаряжения, где оболочка подхватывается приемными роликами и вводится в гнездо барабана до срабатывания тензометрического датчика. Устройства управления механизмами зажима оболочек перемещают упоры, освобождая пружины, которые фиксируют зажимами оболочку в гнезде. Включением привода барабан поворачивается до совмещения оболочки с каналом загрузки в оболочки топливных столбов устройством, расположенным в соседнем боксе, и в оболочку в несколько приемов устанавливается топливный столб таблеток. Затем барабан совмещает загруженную топливным столбом оболочку с одним из УЗК. УЗК работает следующим образом.

При перемещении пневмоцилиндром втулка перемещается по корпусу УЗК и надвигается на конец оболочки твэла, выступающий из барабана. Конец оболочки свободно проходит через уплотнение, во внутренней полости которого давление отсутствует и входит в центральное отверстие гильзы. УЗК в автоматическом режиме штоком производит последовательную постановку в оболочку пробки и фиксатора, а затем верхней заглушки, которая не доводится штоком до торца оболочки на 20-30 мм, останавливаясь в центральном отверстии гильзы. При достижении штоком этого положения системой управления в полости эластичных уплотнений подается под давлением газ, которые увеличиваются в объеме и обжимают по периметру оболочку и шток, а также поверхности пазов, в которых они установлены. Далее осуществляется последовательная подача в центральное отверстие гильзы, расположенное между уплотнениями, вакуума, а затем гелия.

После заполнения оболочки гелием, системой управления осуществляется одновременные сброс давления из внутренних полостей уплотнений и досылка штоком верхней заглушки в оболочку, на чем процесс снаряжения твэла завершается.

В связи с тем, что постановка верхней заглушки не обеспечивает герметичности оболочки и длительного сохранения в ней гелия, нормативная продолжительность между постановкой верхней заглушки и ее сваркой с оболочкой ограничена. Поэтому гнездо со снаряженным твэлом сразу устанавливается барабаном напротив канала выгрузки. С помощью устройства управления механизмы зажима оболочек этого гнезда освобождают снаряженный твэл, который передается из устройства снаряжения на установку герметизации для приварки верхней заглушки к оболочке.

К недостаткам известного устройства снаряжения относится нерациональное размещение канала загрузки в оболочки топливных столбов и УЗК, приводящие к реверсивному вращению барабана и повышенным углам поворота между ними, что увеличивает продолжительность перемещения барабана между позициями снаряжения твэла. Кроме того, передача снаряженного твэла от УЗК к каналу его выгрузки в установку герметизации для приварки верхней заглушки также требует определенного времени.

При контроле качества в сварном шве верхней заглушки с оболочкой наблюдаются случаи появления пор. Наиболее вероятной причиной их появления в сварном шве является наличие на торце и прилегающих к нему поверхностях оболочки пылинок топлива, выносимого при постановке пробки и заглушки вследствие объемного вытеснения газа из оболочки твэла. Пылинки топлива, содержащие стеарат цинка, попавшие в расплавленный металл, выделяют газы, образующие поры. Поэтому существует необходимость очистки торцов оболочек перед постановкой верхних заглушек.

Кроме того, при эксплуатации известного устройства снаряжения наблюдается потеря устойчивости штоков УЗК и их изгиб. Шток предназначен для постановки трех комплектующих деталей: пробки, фиксатора и верхней заглушки. Постановка фиксатора, имеющего форму конической пружины, в которой конец штока размещается внутри нее, определяет его диаметр в 2,5 мм. В то же время усилия при постановке комплектующих деталей различны. Так постановка верхней заглушки с наружным диаметром 6⁺⁰'⁰³ мм в оболочку с внутренним диаметром 6^+0,03 мм требует наибольшего усилия, и именно при этой операции при малейшем перекосе заглушки усилие возрастает, конец штока теряет устойчивость и изгибается.

Известное устройство принято заявителем в качестве прототипа.

Задачи, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, заключаются в сокращении продолжительности снаряжения твэла, повышении качества сварного шва верхней заглушки с оболочкой твэла и надежности в работе УЗК.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в сокращении углов поворота барабана при снаряжении твэла, в сокращении количества и размеров пор в сварном шве верхней заглушки с оболочкой и повышении устойчивости штока при постановке верхней заглушки.

Для достижения указанного технического результата в известном устройстве снаряжения, соединенным каналом загрузки оболочек с передающим устройством оболочек, каналом выгрузки снаряженного твэла - с установкой герметизации и каналом загрузки топливного столба с устройством загрузки в оболочки топливных столбов, причем оси каналов загрузки оболочек и выгрузки снаряженного твэла, расположены на концах горизонтального диаметра окружности вращения центров гнезд, и содержащем расположенный в корпусе бокса барабан, включающий привод, вал, дистанционирующие решетки и расположенные между решетками тубусы с гнездами под оболочки и установленные снаружи на корпусе бокса устройства для загрузки комплектующих (пробка, фиксатор и верхняя заглушка), соединенные с источниками вакуума и гелия, канал загрузки топливного столба в оболочку смонтирован соосно с каналом загрузки оболочки.

Магазины и штоки устройств загрузки комплектующих (УЗК) выполнены с возможностью загрузки в оболочку или только пробки, или только фиксатора, или только верхней заглушки.

УЗК загрузки верхней заглушки, соединенное с источниками вакуума и гелия, смонтировано соосно с каналом выгрузки снаряженного твэла.

Между осями каналов загрузки топливного столба и выгрузки снаряженного твэла по окружности вращения центров гнезд последовательно через 45°, считая против часовой стрелки от оси канала загрузки топливного столба, на левой стенке бокса смонтированы УЗК загрузки пробки, УЗК загрузки фиксатора и устройство обеспыливания торца оболочки.

В частном случае исполнения устройство обеспыливания содержит эжектор, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводом с насадкой, установленной с зазором с торцами оболочки и патрубок которой входит в оболочку, а зазор соединен каналом и трубопроводом с источником азота.

В другом частном случае исполнения ниже оси канала выгрузки снаряженного твэла, через 45 градусов смонтировано второе УЗК загрузки верхней заглушки, соединенное с источниками вакуума и гелия.

В другом частном случае исполнения барабан содержит 8 равномерно расположенных по окружности тубусов.

Монтаж канала загрузки топливного столба в оболочку соосно с каналом загрузки оболочки позволяет после установки оболочки в гнездо тубуса осуществить загрузку в оболочку топливного столба без перемещения барабана и, тем самым, сократить продолжительность снаряжения твэла.

Выполнение магазинов и штоков каждого УЗК с возможностью загрузки в оболочку или только пробки, или только фиксатора, или только верхней заглушки позволяет для каждой комплектующей детали иметь свой шток с оптимальными параметрами. Тем самым создается возможность увеличения диаметра штока УЗК загрузки верхней заглушки (далее по тексту УЗК верхней заглушки) до 6 мм, а также уменьшения его длины, по сравнению со штоком УЗК фиксатора. В результате повышается устойчивость штока и надежность работы УЗК.

Монтаж УЗК верхней заглушки, соединенного с источниками вакуума и гелия, соосно с каналом выгрузки снаряженного твэла позволяет после установки оболочки напротив канала выгрузки осуществить вакуумирование и заполнение оболочки гелием, после чего установить верхнюю заглушку, а затем без перемещения барабана передать снаряженный твэл из бокса снаряжения в установку герметизации и, тем самым, сократить продолжительность снаряжения твэла, в том числе и продолжительность между постановкой в оболочку верхней заглушки и передачей снаряженного твэла в установку герметизации.

Монтаж на левой стенке бокса последовательно через 45° по окружности вращения центров гнезд УЗК загрузки пробки, УЗК загрузки фиксатора и устройства обеспыливания торца оболочки, считая против часовой стрелки от оси канала загрузки топливного столба, позволяет осуществить снаряжение твэла при суммарном повороте барабана на 180° и, тем самым, сократить продолжительность снаряжения твэла. Установка устройства обеспыливания торца оболочки позволяет удалить частички топлива в виде пыли с торца оболочки перед установкой верхней заглушки и, тем самым, уменьшить попадание выделяющих газ частиц в расплавленный металл и, тем самым, сократить количество и размеры пор в сварном шве верхней заглушки с оболочкой до допустимых значений.

Содержание в устройстве обеспыливания эжектора, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводом с насадкой, установленной с зазором с торцами оболочки и включающей патрубок, входящий в оболочку, а зазор соединен каналом и трубопроводом с источником азота, позволяет создать в зазоре между насадкой и торцом оболочки поток азота, обдувающий не только торец, но и прилегающие к нему наружную и внутреннюю поверхности оболочки, со скоростью, обеспечивающей сдувание и унос пыли.

Монтаж второго УЗК верхней заглушки, соединенного с источниками вакуума и гелия, ниже канала выгрузки снаряженной оболочки через 45° позволяет проводить операции вакуумирования, заполнение гелием и установку верхней заглушки одновременно в двух УЗК верхней заглушки. Монтаж двух УЗК верхней заглушки, соединенных с источниками вакуума и гелия, обусловлен более продолжительнами операциями вакуумирования и заполнения оболочки гелием, по сравнению с остальными операциями снаряжения твэла.

Содержание в барабане 8-ми равномерно расположенных по окружности тубусов позволяет уменьшить угол поворота барабана при переходе снаряжаемой оболочки от одного устройства к другому с 60° до 45° и, тем самым, сократить продолжительность снаряжения твэла.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами,

представленными на фиг. 1 - фиг. 7.

На фиг. 1 показан вид сверху на предлагаемое устройство;

на фиг. 2 - барабан, вид по стрелке Б с фиг. 1;

на фиг. 3 - разрез В-В с фиг. 1;

на фиг. 4 - УЗК пробки;

на фиг. 5 - УЗК фиксатора;

на фиг. 6 - УЗК верхней заглушки;

на фиг. 7 - устройство обеспыливания.

Предлагаемое устройство снаряжения (см. фиг. 1) расположено в боксе 1 и соединено с правой стороны каналом 2 загрузки оболочек 3 и каналом 4 выгрузки снаряженного твэла 5 с соседними боксами 6 и 7, в которых размещены передающее устройство 8 оболочек 3 и установка герметизации соответственно (на чертежах не показана).

С левой стороны бокс 1 соединен каналом 9 с боксом 10, в котором расположено устройство 11 загрузки в оболочки 3 таблеток 12 топлива. Каналы 2, 4 и 9 выполнены в виде втулок, причем каналы 2 и 9 размещены соосно.

Предлагаемое устройство содержит (см. фиг. 2) барабан 13 с приводом 14, установленный в подшипниковых опорах 15 и четыре стойки 16, установленные по обе стороны барабана 13. Барабан 13 включает в себя вал 17, прикрепленные к валу 17 решетки 18, в которых установлены 8 тубусов 19, расположенных равномерно по окружности. Тубусы 19 снабжены гнездами 20 для размещения в них оболочек 3. На стойках 16 установлены устройства управления (на чертежах не показаны) зажимами 21 оболочек 3 в гнездах 20.

С левой стороны на торцовой стенке бокса 1 (см. фиг. 3) между осями канала 9 и канала 4 выгрузки, расположенных на окружности вращения центров гнезд 20 по горизонтальному диаметру, между ними также по окружности вращения центров гнезд 20 последовательно через 45 градусов, считая против часовой стрелки от оси канала 9, смонтированы УЗК 22 и 23, служащие для загрузки пробок 24 и фиксаторов 25 соответственно, а также устройство 26 обеспыливания торца оболочки 3 и два УЗК 27, служащие для установки верхней заглушки 28, причем первое УЗК 27 установлено соосно с каналом 4 выгрузки снаряженного твэла 5.

УЗК 22 (см. фиг. 4) содержит смонтированный на левой торцовой стенке 29 корпус 30, установленную внутри корпуса гильзу 31 с центральным отверстием 32 и фланцами 33, прикрепленный к одному фланцу 33 магазин 34 барабанного типа, а к другому - втулку 35. В магазин 34 установлены только пробки 24. К магазину 34 прикреплен кронштейн 36, на котором установлены бесштоковый пневмоцилиндр 37 и пневмоцилиндр 38. К каретке 39 бесштокового пневмоцилиндра 37 присоединен шток 40, служащий для постановки пробки 24. Шток 41 пневмоцилиндра 38 соединен с корпусом 30 и служит для перемещения гильзы 31 при введении в ее центральное отверстие 32 конца неподвижной оболочки 3, выступающего из гнезда 20 тубуса 19.

УЗК 23, служащий для постановки фиксатора 25, аналогичен по конструкции УЗК 22, но снабжен (см. фиг. 5) штоком 42 и магазином 43, в который установлены только фиксаторы 25.

УЗК 27 предназначен не только для постановки верхней заглушки 28 (см. фиг. 6) штоком 44 и магазином 45, в который установлены только верхние заглушки 28, но и для вакуумирования и заполнения оболочки 3 гелием. В УЗК 27 по концам гильзы 31 установлены уплотнения 46 и 47 оболочки 3 и штока 44 соответственно, выполненные с внутренними полостями 48, соединенными трубками 49 с распределителями системы управления, соединенными, в свою очередь, с источником гелия (на чертежах не показаны). В гильзе 31 между уплотнениями 46 и 47 выполнено отверстие 50, соединенное трубкой 51 с распределителями системы управления, соединенными, в свою очередь, с источниками вакуума и гелия (на чертежах не показаны). Шток 44 выполнен, по сравнению со штоком 42, с меньшей длиной и увеличенным диаметром, что значительно повышает его устойчивость при постановке верхних заглушек 28.

Система управления обеспечивает автоматический режим работы всех УЗК.

Устройство 26 обеспыливания (см. фиг. 7), по аналогии с УЗК, для осуществления стыковки с концом оболочки 3 содержит корпус 30, установленную внутри корпуса гильзу 31 с центральным отверстием 32 и фланцами 33 и прикрепленную к одному из них втулку 35. Между втулкой 35 и гильзой 31 установлено уплотнение 46 оболочки 3, выполненное с внутренней полостью 48, соединенной трубопроводом 49 с распределителем системы управления. К другому фланцу 33 гильзы 31 прикреплен кронштейн 36, на котором установлен пневмоцилиндр 38. Шток 41 пневмоцилиндра 38 соединен с корпусом 30 и служит для перемещения гильзы 31 при введении в ее центральное отверстие 32 конца оболочки 3, выступающего из гнезда 20 тубуса 19. На кронштейне 36 установлен эжектор 52, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводом 53 через фильтр 54 с насадкой 55, снабженной патрубком 56, входящим в оболочку 3. Насадка 55 установлена с зазором 57 с торцами оболочки 3, причем зазор 57 соединен с канавкой 58, в которой установлена перфорированная втулка 59, а далее каналом 60 и трубопроводом 61 с источником азота (на чертежах не показан).

Известное устройство работает следующим образом.

Позиционирование барабана 13 и работа устройств, обеспечивающих снаряжение твэла, осуществляются автоматизированной системой управления (на чертежах не показана).

Вращением привода 14 гнездо 20 барабана 13 устанавливается напротив канала 2 загрузки оболочек 3. Передающим устройством 8 оболочка 3 подается из бокса 6 по каналу 2 и устанавливается в гнездо 20 тубуса 19, после чего устройства управления зажимами 21 фиксируют оболочку 3 в гнезде 20. Устройством 11 загрузки по каналу 9 в первую оболочку 3 загружаются таблетки 12 топлива, формируя в ней топливный столб таблеток 12, после чего следующим включением привода 14 барабан 13 поворачивается на 45° против часовой стрелки до совмещения первой оболочки 3 с УЗК 22, а следующего гнезда 20 - напротив канала 2 загрузки оболочек 3.

В первую оболочку 3 УЗК 22 устанавливает пробку 24, а в следующее гнездо 20 устанавливается вторая оболочка 3 и в нее также загружаются таблетки 12 топлива. Перед установкой пробки 24 пневмоцилиндр 38 УЗК 22 втягиванием штока 41 перемещает гильзу 31 с присоединенными к ней магазином 34 и бесштоковым пневмоцилиндром 37, при этом конец оболочки 3, выступающий из барабана 13, входит в отверстие 32 гильзы 31. Далее бесштоковым пневмоцилиндром 37 перемещением его каретки 39 и закрепленного в ней штока 40 из магазина 34 выталкивается пробка 24 и вводится в оболочку 3, после чего каретка 39 возвращается в исходное положение. Далее УЗК 22 пневмоцилиндром 38 выдвижением штока 41 возвращает гильзу 31 в исходное положение, выводя конец оболочки 3 из отверстия 31 гильзы 32, чтобы не препятствовать следующему повороту барабана 13.

Очередным включением привода 14 барабан 13 поворачивается на следующие 45° до совмещения первой оболочки 3 с УЗК 23, второй оболочки с УЗК 22, а следующего гнезда 20 напротив канала 2 загрузки оболочек 3. В первую оболочку 3 УЗК 23 штоком 42 из магазина 43 устанавливает фиксатор 25, во вторую оболочку 3 УЗК 22 устанавливает пробку 24, а в следующее гнездо 20 устанавливается третья оболочка 3, в которую загружаются таблетки 12 топлива.

Очередным включением привода 14 барабан 13 поворачивается на 45 до совмещения первой оболочки с устройством 26 обеспыливания, второй оболочки 3-е УЗК 23, третьей оболочки - с УЗК 22, а следующего гнезда 20 напротив канала 2 загрузки оболочек 3. Пневмоцилиндрами 38 УЗК 22 и 23 втягиванием штоков 41 перемещают гильзы 31, надвигая их на концы второй и первой оболочек 3. Далее бесштоковыми пневмоцилиндрами 37 УЗК 22 и 23 перемещают их каретки 39 и закрепленные в них штоки 40 и 42, выталкивая из магазинов 34 и 43 пробку 24 и фиксатор 25 соответственно и вводя их в оболочки 3.

Аналогичным образом осуществляется и надвигание гильзы 31 установки обеспыливания 26 на конец первой оболочки 3. При этом конец оболочки 3 свободно проходит через уплотнение 46, во внутренней полости 48 которого отсутствует давление, после чего по трубопроводу 49 во внутреннюю полость 48 подается сжатый газ и уплотнение 46, расширяясь, отделяет устройство обеспыливания 26 от бокса снаряжения 1. Обеспыливание первой оболочки 3 осуществляется следующим образом. При включении эжектора 52 его разрежение организует поток азота, проходящий через зазор 57 между насадкой 55 и торцами первой оболочки 3. При этом, поступающий по каналу 60 газ попадает в канавку 58 и, проходя через отверстия перфорированной втулки 59, обдувает последовательно наружную поверхность конца оболочки 3, ее торец, а затем и внутреннюю поверхность конца оболочки 3, сдувая с них пыль. Затем газ по центральному отверстию 32 гильзы 31 проходит через фильтр 53 и поступает на всасывающий патрубок эжектора 52 и вместе с рабочим газом удаляется на газоочистку.

Очередным включением привода 29 барабан 13 поворачивается на следующие 45° до совмещения первой оболочки с УЗК 27, второй оболочки с устройством обеспыливания 26, третьей оболочки с УЗК 23, четвертой оболочки с УЗК 22, а следующего гнезда 20 напротив канала 2 загрузки оболочки 3.

При наличии двух УЗК 27 в этом положении первый УЗК 27 не снаряжает первую оболочку 3, оставляя ее снаряжение для второго УЗК 27. Вторая оболочка 3 подвергается обеспыливанию, в третью оболочку 3 устанавливается фиксатор 25, в четвертую - пробка 24, а в гнездо 20 устанавливается пятая оболочка 3, в которую загружаются таблетки 12 топлива.

Очередным включением привода 14 барабан 13 поворачивается на 45° до совмещения первой оболочки 3 со вторым УЗК 27, второй оболочки 3 с первым УЗК 27, третьей оболочки 3-е устройством обеспыливания 26, четвертой оболочки с УЗК 23, пятой оболочки с УЗК 22, а следующего гнезда 20 напротив канала 2 загрузки.

В этом положении первый УЗК 27 аналогичным образом осуществляет надвигание гильзы 31 на конец второй оболочки 3. При этом конец оболочки 3 свободно проходит через уплотнение 46, во внутренней полости 48 которого отсутствует давление. Далее УЗК 27 в автоматическом режиме штоком 44 из магазина 45 выдвигает верхнюю заглушку 28, которая не доводится штоком 44 до торца оболочки 3 на 20-30 мм, останавливаясь в центральном отверстии 32 гильзы 31. При этом верхняя заглушка 28 со штоком 44 свободно проходят через уплотнение 47, во внутренней полости 48 которого отсутствует давление. При достижении штоком 44 этого положения системой управления во внутренние полости 48 эластичных уплотнений 46 и 47 подается под давлением газ, которые увеличиваются в объеме и обжимают по периметру оболочку 3 и шток 44, а также поверхности пазов, в которых они установлены. Таким образом герметизируется часть центрального отверстия 32 с концом оболочки 3, расположенная между уплотнениями 46 и 47, после чего она через отверстие 50 и трубку 51 последовательно соединяется с источниками вакуума, а затем гелия.

После заполнения оболочки 3 гелием, системой управления осуществляется одновременные сброс давления из внутренних полостей 48 уплотнений 46 и 47, и досылка штоком 44 верхней заглушки 28 в оболочку 3, на чем процесс снаряжения первого твэла 5 завершается и снаряженный твэл 5 передается по каналу 4 в бокс 7 на установку герметизации.

Одновременно третья оболочка 3 подвергается обеспыливанию, в четвертую оболочку 3 устанавливается фиксатор 25, в пятую - пробка 24, а в гнездо 20 устанавливается шестая оболочка 3, в которую загружаются таблетки 12 топлива.

В это же время одновременно с первым УЗК 27, или с некоторой задержкой, второй УЗК 27 подобным образом завершает снаряжение твэла 5. Барабан 13 поворачивается на 45° по часовой стрелке в обратную сторону и снаряженный твэл 5 вторым передается по каналу 4 в бокс 7 на установку герметизации. В результате к двум свободным гнездам 20 добавились еще два.

Далее барабан 13 поворачивается на 90° против часовой стрелки, совмещая прошедшую обеспыливание третью оболочку 3 с первым УЗК 27, четвертую - с устройством обеспыливания 26, пятую - с УЗК 23, шестую - с УЗК 22, а следующее свободное гнездо 20 с каналом 2 загрузки для размещения в гнезде седьмой оболочки 3. Далее работа предлагаемого устройства снаряжения продолжается аналогичным образом с выдачей в установку герметизации по два снаряженных твэла 5.

Изобретение относится к ядерной технике. Устройство снаряжения тепловыделяющего элемента (твэла) соединено каналом загрузки оболочек с передающим устройством оболочек. Оси каналов загрузки оболочек и выгрузки снаряженного твэла расположены на концах горизонтального диаметра окружности вращения центров гнезд. Устройства для загрузки комплектующих (УЗК) установлены снаружи на корпусе бокса. Канал загрузки топливного столба в оболочку смонтирован соосно с каналом загрузки оболочки. Магазины и штоки УЗК выполнены с возможностью загрузки в оболочку или только пробки, или только фиксатора, или только верхней заглушки. Между осями каналов загрузки топливного столба и выгрузки снаряженного твэла по окружности вращения центров гнезд последовательно через 45°, считая против часовой стрелки от оси канала загрузки топливного столба, на левой стенке бокса смонтированы УЗК загрузки пробки, УЗК загрузки фиксатора и устройство обеспыливания торца оболочки. Изобретение позволяет сократить углы поворота барабана при снаряжении твэла, сократить количество и размер пор в сварном шве верхней заглушки с оболочкой. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство снаряжения тепловыделяющего элемента (твэла), соединенное каналом загрузки оболочек с передающим устройством оболочек, каналом выгрузки снаряженного твэла - с установкой герметизации и каналом загрузки топливного столба - с устройством загрузки в оболочки топливных столбов, причем оси каналов загрузки оболочек и выгрузки снаряженного твэла расположены на концах горизонтального диаметра окружности вращения центров гнезд, содержащее расположенный в корпусе бокса барабан, включающий привод, вал, дистанционирующие решетки и расположенные между решетками тубусы с гнездами под оболочки и установленные снаружи на корпусе бокса устройства для загрузки комплектующих (пробки, фиксатора и верхней заглушки), соединенные с источниками вакуума и гелия, отличающееся тем, что канал загрузки топливного столба в оболочку смонтирован соосно с каналом загрузки оболочки, магазины и штоки устройств загрузки комплектующих (УЗК) выполнены с возможностью загрузки в оболочку или только пробки, или только фиксатора, или только верхней заглушки, УЗК загрузки верхней заглушки, соединенное с источниками вакуума и гелия, смонтировано соосно с каналом выгрузки снаряженного твэла, между осями каналов загрузки топливного столба и выгрузки снаряженного твэла по окружности вращения центров гнезд последовательно через 45°, считая против часовой стрелки от оси канала загрузки топливного столба, на левой стенке бокса смонтированы УЗК загрузки пробки, УЗК загрузки фиксатора и устройство обеспыливания торца оболочки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство обеспыливания содержит эжектор, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводом с насадкой, установленной с зазором с торцами оболочки и патрубок которой входит в оболочку, а зазор соединен каналом и трубопроводом с источником азота.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ниже канала выгрузки снаряженной оболочки через 45 градусов смонтировано второе УЗК верхней заглушки, соединенное с источниками вакуума и гелия.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что барабан содержит 8 равномерно расположенных по окружности тубусов.