Устройство для загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку тепловыделяющего элемента и дозатор для загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку теплобыделяющего элемента Советский патент 1990 года по МПК G21C21/00 G01F11/26 

Изобретение относится к области ядерной , конкретно - к ме- |ханнке изготовлення тепловьщеляющих элеме тов дпя ядерньк реакторов с использованием гранулированного яденого топлива, и может быть использовано для усовершенствования обо-, рудования для дозирования и загрузк :В оболочку тепловь деляюш,их элемен- тов сыпучего ядерного топлива. Целью изобретения является повы- (шеиие качества и произгводительности |при загрузке S оболочку любого ти- поразмера тепловьщеляющего злемента и повышение точности дозирования.

На фиг.1 изображена схема уст- :ройства для загрузки сыпучего ядер- ног о топлива в оболочку тепловыде- |ляющего элемента;.,на фиг. 2 - вид |по стрелке А на фиг,1; на фиг.3 - дозатор устройства загрузки сыпуче- го ядерного топлива в оболочку тепловьщеляющего элемента (разрез Б-Б на фиг.1); на фиг,4 - разрез В-В на фиг.З; па фиг,5 - ра-зрез Г-Гнафиг. на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.1; на фиг.7 изображено послойное разме- :Щение фракций топлива в полой ем- {кости..

i . Усп ройство для загрузки сыпучего iядерного топлива в оболочку твэла с держит- дозаторы 1 и 2 (в данном случае приведен пример, когда доза- уторов два5Т.е. фракдий сыпучего-ма- териала тоже две), которые оснащены приводами 3 и 4, Имеются взвешивающее устройство 5 и устройство ,;лля послойного размещения компонентов Топлива. Оно выполнено в виде

полой емкости 6 с коническим днищем 7, которое снабжено заслонкой 8 с приводом 9. Иа взвешивающем устройсве 5 установлено устройство 6. ,1

i Устройство загрузки ядерного топлива в оболочку твэла снабжено iкомпьютером 10, который Через преобразователь 11 частота - код связа с о взвешивающим устройством 5, через устройство 12 ввода дискретных сигналов связан с датчиками положения 13 и 14, установленнь ми с воз .можностью взаимодействия.через секторы 15 и 16 .с дозаторами 1 и 2, а через устройство 17 вывода дискрет- ных сигналов связан с приводами 3 и 4 дозаторов 1 и 2 и. заслонкой 8. Между дозаторами 1 и 2 и полой емкостью 6 установлена вороика 18,при5

0 5 0

с;

0

5 „ г

чем в самой емкости 6 располагается распылитель 19 в виде спиральной пружины, а под ней размещена еще одна воронка 20, горловина которой располагается в оболочке 21 тепловыделяющего злемента при засыпке сыпучего материала в нее.

Дозатор содержит вращающийся барабан 22 с дозирующим отверстием 23 и выходным каналом 24, ссьшное отверстие 25 которого расположено противоположно дозирующему отверстию 23 (см. фиг.2) в торцовой стенке барабана 22. Дозатор.также содержит механизм регулирования дозы сьтучего ядерного топлива, который выполнен в Виде сектора 15 с развернутым углом, причем сектор 15 установлен с возможностью совместного вращения с барабаном 22. Барабан 22 снабжен перегородкой 26, в которой размещено , дозирующее отверстие 23. Внутренняя полость барабана 22 снабжена двумя концентрично.установленными шнеками 27 и 285 причем шнек 28 закреплен на стенке барабана 22, а щнек 27 на оси врагцения 29. При этом дозирующее от- верстич 23 размегдено между концевыми кромками а и ,б шнеков 27 и 28 соответственно (см. фиг.6). Каждый барабан 22 дозаторов имеет устройство. 30 ;здя засыпки в него сыпучего мате- , риала.

Устройство для загрузки-и дозатор работают следуюш 1м образом.

Каждом барабан 22 дозаторов 1 и 2 через устройство 30 загружаются соответствующей фракцией гранулированного порошка Б количестве, достаточном для Снаряжения нескольких тепловыделяющих элементов. Оператор нажатием клавиши компьютера подает команду на начало загрузки топлива из дозаторов 1 и 2 в устройство 6 для послойного размещения топлива.

Компьютер 10 по заданной программе включает привод 3 барабана 22 дозатора 1, который начинает вращаться. Шнек 28 подгребает гранулят к поперечной перегородке 26, а шнек 27 отгребает излишки гранулята от перегородки. Таким образом, высота слоя гранулята в районе перегородки 26 поддерживается постоянно равной высоте шнека 28 и не зависит от ког личества гранулята в бараб.ане 22. В тот момент, когда дозирующее отверстие 23, расположенное в попереч10

31А28077

ной перегородке 26, оказывается в крайнем нижнем положении, сектор 16 начинает взаимодействовать с датчиком положения 1А и компьютер отклю- чает привод 3 барабана 22 на заданное время (0-1 с)..При этом грану- лят через дозирующее отверстие 23 перетекает в выходной . канал 2А, Таким образом, происходит отбор, пор ции гранулята, величина которой определяется временем остановки. При дальнейшем вращении барабана 22 сектор 16 перестает взаимодействовать с датчиком положения 14, и компьютер выключает привод 3 барабана 22. На этом первый рабочий цикл дозатора 1 заканчивается, и порция гранулята из выходного канала 24 через ссыпное отверстие 25 и воронку 18 поступает в полую емкость 6 и.пбсредством распылителя 19 укладывается ровным тонким слоем. Через 0,5 с (время, необ. ходимое для успокоения взвешивающего

бочем цию1е данного дозатора. В результате этого следующая порция дан ной фракции изменится на необходимую величину и скомпенсирует отклонение предыдущей порции.

За первым рабочим циклом дозатора 1, следует гтервый раб.очий цикл дозатора 2, который выполняется аналогично. По -его завершению порция гранулята из барабана

2 через воронку 18 .по- в полную емкость 6 и-;;по- распьшителя 19 укладнфракщ1идозатора ступает средством

15 вается ровным тонким слоем на citCgS гранулята из барабана дозатора ifii N Компьютер фиксирует величину маС|,ы этой порции и вводит коррекцию дй следующей порции данной фракции .далее следует второй рабочий цикл ра 1. Вторая порция гранулята иэ й(о- затора 1, измененная относительней : . первой порции из этого же дозато.1|а -на требуемую величину (дпя кЬмпейса20

устройства) компьютер фиксирует фак- 25 ции отклонения фактического значения

тическую массу порции и сравнивает ее с заданной и при наличии отклонения производит коррекцию времени остановки в последующем рабочем цикле данного дозатора.

Аналогичным образом происходит рабочий цикл дозатора 2. Затем снова включается в работу дозатор 1 и т.д.

В процессе работы дозаторов 1 и 2 компьютер производит расчет и стабилизацию фактической средней величины массы порции каждого компонента, тем самым постоянно выдерживается заданное соотношение между компонентами в

бочем цию1е данного дозатора. В результате этого следующая порция дан ной фракции изменится на необходимую величину и скомпенсирует отклонение предыдущей порции.

За первым рабочим циклом дозатора 1, следует гтервый раб.очий цикл дозатора 2, который выполняется аналогично. По -его завершению порция гранулята из барабана

2 через воронку 18 .по- в полную емкость 6 и-;;по- распьшителя 19 укладнфракщ1идозатора ступает средством

от заданного), поступает в полую ен-, кость 6 и укладывается тонким слоем на слой гранулята из дозатора 2 и т.д. В процессе отработки заданного количества циклов в полой емкости 6 образуется смесь двух фракщ1Й, состоящая из тонких чередующ1-1хся слоев каждой фракции. Благодаря тоьту, что. . применяется стабилизация фактической величины каждой порции относительно заданных значений, обеспечивается на бор заданной массы смеси и выдержива- ется с высокой точностью соотношение между фракциями во всем объеме емко

Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к устройствам изготовления тепловыделяющих элементов с гранулированным ядерным топливом. Целью изобретения является повьшениё качества и производительности при загрузке топлива в оболочку ТВЭЛа любого типоразмера и повышение точности дозирования. Устройство содержит дозаторы 1 и 2, взвешивающее устройство 5 и устрой- ,ство.б для постоянного размещения компонентов топлива. Устройство 6 выполнено в виде полой емкости с коническим днищем 7, которое снабжено заслонкой 8 с приводом 9. Компьютер 10, через преобразователь 11 частота - код связан со нзвешиваю111им устройством 5, через устройство 12 ввода дискретных сигналов - с датчиками положения 13 и 14, устаноаленными с возможностью взаимодействия через секторы 15 и 16 с дозаторами 1 и 2, а через устройство 17 нывода дискретных сигналов - с приводами 3 и 4 и заслонкой 8. Дозаторы 1 и 2 содержат вращающийся барабан 22 с отверстием 23 и выходным каналом 24, ссыпное отверстие 25 которого расположено противоположно отверстию 23 в торцовой стенке барабана 22. Барабан 22 снабжен перегородкой 26, в которой выполнено отверстие 23, Во внутренней полости барабана 22 установлены два шнека 27 и 28, причем шнек 28 закреплен на стейке барабана 22, а шнек 27 - на оси 29. Механизм ре-- гулирования дозы сыпучего топлива выполнен в виде сектора 15 с развернутым углом. Сектор 15 установлен с возможностью совместного вращения с барабаном 22. 2 с.п. ф-лы, 7 ил. с & IMBA ю 00 о sl

смеси и обеспечивается набор заданной о смеси в и по фракциям.

После отработки заданного количества цикпов компьютер включает элек- тромагнитный привод 9 заслонки.8,и

подготовленная смесь компонентов по- gкращения числа транспортных операций,

.ступает через воронку 20 в вибрирую-упростить обслуживание и настройку

щую оболочку 21 твэла.устройства, осуществлять загрузку

Вследствии действия множества раз-оболочек малого диаметра, за счет

личных случайных факторов фактическая масса порции будет отличаться от за- данной.Само по себе такое единичное отклонение в пределах одной - двух порций незначительно, но если не принять мёр к его устранению, то- суммарное отклонение от порции к порции

будет увеличиваться. Для устранения и компенсации таких единичньк отклонений компьютер производит коррекцию в(.амени остановки в последующем расти 6.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить производительность загрузки оболочек тепловыделяющих элементов за- счет со

возможности регулирования порций и контроля процесса послойной загрузки повысить качество тепловыделяющих элементов, т.е. сократить число теп- лoвыдeляювo x элементов, возвращаемых на переработку, уменьшить габариты устройства загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку тепло- вьщеляющего элемента, уменьшить капитальные и эксплуатационные эатра-. ты. .

Формула изобретения

Г

0 регулирозапия дозы сьтучего ял ерно- го топлива, отличамщийся тем, что, с целью повышения точности дозирования, барабан снабжен поперечной перегородкой, в которой размещено

5 дозирующее отверстие, внутренняя полость барабана снабжена двумя концен- трично установленными шнеками с винтами противоположного направления, причем один из шнеков закреплен на

0 стенке барабана, а второй на оси вра-. щения, дозирующее отверстие размещено, между концевыми кромками шнеков, а механизм регулирования дозы сыпучего материала выполнен в виде сектора с

5 развернутым углом,установленного с возможностью совместного -вращения с барабаном, .

Физ. 1

5 В

фцг.З

ВидА

Фи&. 2

8-8

Ik

Г

Фиг,

г- г

Фи8.5

д-д

Фиг.6