Устройство автоматической линии контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента

 

Устройство автоматической линии контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента предназначено для использования в области ядерной техники. В устройстве после установки -абсорбционного контроля размещен съемник пружинных фиксаторов из открытого конца снаряженной оболочки тепловыделяющего элемента. Съемник выполнен в виде поворотного вокруг своей оси и подвижного в осевом направлении с возможностью ввода внутрь расклиненной секции пружинного фиксатора в оболочке тепловыделяющего элемента штока. На последнем на длину больше длины расклиненной в оболочке тепловыделяющего элемента секции пружинного фиксатора выполнена винтовая канавка с направлением витков идентично направлению витков пружинного фиксатора. Ширина и глубина винтовой канавки выполнены достаточными для обеспечения зацепления винтовой канавки штока с витками пружинного фиксатора. Шаг между витками винтовой канавки выполнен больше шага между витками расклинивающейся секции пружинного фиксатора. Обеспечивается повышение выхода годных топливных таблеток и оболочки при извлечении из нее пружинного фиксатора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение в автоматических линиях на предприятиях изготовления тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), преимущественно для ядерного водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР). Известно устройство автоматической линии для фиксации столба топливных таблеток в тепловыделяющем элементе, осуществляемое пружинным фиксатором в виде двух спиральных, соединенных между собой секций, одна из которых с диаметром меньшим, чем внутренний диаметр оболочки тепловыделяющего элемента - фиксирующая столб топливных таблеток, а другая с диаметром большим, чем диаметр оболочки тепловыделяющего элемента - расклинивающаяся внутри оболочки, содержащее шток привода ввода в открытый конец, снаряженной топливными таблетками оболочки пружинного фиксатора фиксирующей секцией вперед (см. Патент РФ 2154311 по заявке 98106735/06 от 07.04.1998 г., Мпк 7 G 21 с 3/00, 21/02).

Известное устройство предусматривает только фиксацию столба топливных таблеток в ТВЭЛе, но не предусматривает контроля за правильностью сборки основных компонентов ТВЭЛа при его снаряжении и удаления пружинного фиксатора из бракованного ТВЭЛа. Наиболее близким по техническим условиям и достигаемому эффекту является устройство контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента на установке -абсорбционного контроля после фиксации столба топливных таблеток пружинным фиксатором в оболочке тепловыделяющего элемента на правильность сборки основных компонентов, включающее определение длины столба топливных таблеток, зазоров между топливными таблетками, длины газосборника, наличие пружинного фиксатора, наличие сколов топливных таблеток в газосборнике, расколовшихся топливных таблеток или сколов топливных таблеток, попавших в зазоры между топливными таблетками (см. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. Книга 2. Под ред. Ф.Г.Решетникова - М.: Энергоатомиздат, 1955 г., с. 280-283).

Устройство предусматривает контроль и разбраковку снаряженных топливными таблетками оболочек ТВЭЛ с пружинными фиксаторами внутри по выше указанным параметрам перед их герметизацией, но полной разборке основных компонентов забракованной снаряженной оболочки ТВЭЛа препятствует пружинный фиксатор, у которого расклинивающаяся секция расклинена внутри снаряженной оболочки. Известно, что оболочку ТВЭЛ для водо-водяных энергетических реакторов изготавливают из сплава циркония с 1% ниобия (см. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов. Книга 1. Под ред. Ф.Г.Решетникова - М.: Энергоатомиздат 1995 г., с. 126-127) и известно также, что цирконий отличается склонностью к разъедающей коррозии, появляющейся в результате контакта между соприкасающимися поверхностями (см. Металлургия циркония. Перевод с английского. под ред. Г.А.Меерсона, Ю.В.Гагаринского. М.: Издательство иностранной литературы, 1959 г., с. 298), то извлечение пружинного фиксатора из снаряженной оболочки без ее повреждения из-за расклиненной в ней секции пружинного фиксатора представляет известную трудность, так как простое извлечение пружинного фиксатора из оболочки ТВЭЛа вызовет задиры ее внутренней поверхности, а отрезка оболочки вместе с находящимся в ней пружинным фиксатором переводит оболочку в окончательный брак и при отрезке не исключено повреждение топливных таблеток.

Технической задачей изобретения является повышение выхода годных за счет сохранения топливных таблеток и оболочки при извлечении из нее пружинного фиксатора.

Эта техническая задача решается тем, что в устройстве автоматической линии контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента на установке -абсорбционного контроля на правильность сборки основных компонентов в оболочке тепловыделяющего элемента после устройства фиксации пружинным фиксатором с расклинивающейся и фиксирующей секциями столба топливных таблеток в оболочке тепловыделяющего элемента; согласно изобретению после установки -абсорбционного контроля размещен съемник пружинных фиксаторов из открытого конца снаряженной оболочки ТВЭЛа, забракованного при -абсорбционном контроле, выполненный в виде поворотного вокруг своей оси, подвижного в осевом направлении с возможностью ввода во внутрь расклиненной секции пружинного фиксатора в оболочке ТВЭЛа штока, на котором на длину больше длины расклиненной в оболочке ТВЭЛа секции пружинного фиксатора выполнена винтовая канавка с направлением витков идентично направлению витков пружинного фиксатора, при этом ширина, глубина винтовой канавкой выполнены достаточными для обеспечения зацепления винтовой канавки штока с витками пружинного фиксатора, а шаг между витками винтовой канавки выполнен больше шага между витками расклинивающейся секции пружинного фиксатора.

Другим отличием является то, что ширина винтовой канавки выполнена в 3-3,5 раза больше диаметра проволоки пружинного фиксатора, а глубина винтовой канавки больше диаметра проволоки пружинного фиксатора. Все параметры конструкции съемника оптимальны и любое изменение ухудшит его работу.

Такое выполнение устройства автоматической линии позволит извлекать из отбракованных ТВЭЛ пружинные фиксаторы без повреждения топливных таблеток, внутренней части оболочки ТВЭЛа и непосредственно самих пружинных фиксаторов, которые (таблетки, оболочки, фиксаторы) можно будет использовать повторно, за исключением бракованных таблеток, что повысит выход годных ТВЭЛ.

На фиг. 1 представлена -абсорбционная установка контроля и съема пружинных фиксаторов; на фиг. 2 - съемник пружинных фиксаторов (ручной).

Устройство автоматической линии контроля и разбраковки ТВЭЛ 1 содержит установку -абсорбционного контроля 2, включающую измерительный блок 3, расположенный на механизме 4 протяжки ТВЭЛов 1 и блок 5 обработки информации. В измерительном блоке 3 имеются два источника -излучения 57 Со, просвечивающих ТВЭЛ 1 в двух взаимно перпендикулярных направлениях двумя коллимированными потоками -квантов. Размеры щелей коллиматоров: 0,45 мм вдоль оси ТВЭЛа и 7 мм в поперечном направлении (не показаны). В качестве детекторов используются спинтилляпионные блоки детекторования с кристаллом диаметром 10 мм и толщиной 10 мм и фотоэлектронного умножителя ФЭУ-675 (не показаны).

Скорость протяжки ТВЭЛа 1 через измерительный блок контролируется датчиком 6, состоящим из прижатого к ТВЭЛу 1 измерительного ролика, на оси которого сидит кодовый диск 7 с прорезями по периферии и фотодатчик (не показаны). Геометрические размеры ролика и количество отверстий (щелей) на кодовом диске 7 подобраны так, чтобы при перемещении ТВЭЛа на 0,1 мм фотодатчиком вырабатывался один импульс. Поступающий на контроль ТВЭЛ 1 содержит оболочку 8 с нижней заглушкой 9, внутри которой размещен столб 10 топливных таблеток, зафиксированный в оболочке 8 пружинным фиксатором, у которого секция 11, соприкасающаяся со столбом 10, - фиксирующая, а секция 12 - расклиненная в оболочке 8.

Устройство снабжено датчиком 13 остановки осевого перемещения ТВЭЛа 1, разбракователями 14, сбрасывателями 15 годных ТВЭЛ 1 и съемником 16 пружинных фиксаторов из открытого конца снаряженной оболочки ТВЭЛа 1, забракованного при -абсорбционном контроле на установке 2 -абсорбционного контроля. Съемник 16 пружинных фиксаторов может быть выполнен в двух вариантах:

а) поворотным вокруг своей оси и подвижным в осевом направлении с применением механизмов перемещения и поворота (см. фиг.1),

б) поворотным вокруг своей оси и подвижным в осевом направлении ручного исполнения (фиг.2).

У съемника 16 обоих исполнений шток выполнен с возможностью его ввода вовнутрь расклиненной секции 12 пружинного фиксатора в оболочке ТВЭЛа 1. На штоке съемника 16 на длину “L” выполнена винтовая канавка 17, которая больше “L1” расклиненной секции 12 пружинного фиксатора в оболочке ТВЭла 1 с направлением витков идентично направлениям витков пружинного фиксатора (L>L1). Ширина канавки “L2” выполнена больше диаметра “D” проволоки пружинного фиксатора в 3-3,5 раза (L>D), глубина “S” винтовой канавки больше “D”, проволоки (S>D) пружинного фиксатора, а шаг “L3” витков винтовой канавки 17 больше шага “L4) витков расклиненной в оболочке ТВЭЛа 1 секции 12 прижимного фиксатора “L3>L4”.

Устройство работает следующим образом на -абсорбционной установке 2 ТВЭЛ 1 после снаряжения и установки в него фиксатора с расклинивающейся 12 и фиксирующей 11 секциями и столбом топливных таблеток 10 внутри оболочки 8 нижней заглушкой 9 вперед на механизме 4 перемещают через измерительный блок 3 и датчик 6 с кодовым диском 7. Результаты измерения передаются в блок 5 обработки информации.

ТВЭЛ 1 отбраковывается если:

1) длина зазора между нижней заглушкой и топливной таблеткой превышает 3 мм,

2) длина зазора между топливными таблетками превышает 3 мм,

3) сумма зазоров превышает 8 мм,

4) скол превышает 6-2,5 мм2,

5) объем единичной крошки в компенсационном зазоре превышает 8 мм2,

6) длина зазора между последней топливной таблеткой и фиксатором превышает 4 мм,

7) длина компенсационного зазора превышает или меньше (20914) мм.

После остановки движения ТВЭЛа 1 датчиком 13 дается команда на сбрасыватели 15 годного или на разбраковыватели 14 бракованного ТВЭЛа 1. В отбракованный ТВЭЛ 1 в его открытый конец вводят шток съемника 16 с винтовой канавкой 17 до упора с фиксирующей секцией 11 пружинного фиксатора и при вращении последнего вокруг своей оси происходит зацепление витков винтовой канавки 17 с витками расклиненной секции 12, которые входят в винтовую канавку 17.

Благодаря тому, что длина “L” винтовой канавки 17 больше длины “L1), расклиненной секции 12 пружинного фиксатора, ширина “L2”винтовой канавки 17 больше диаметра “D” проволоки пружинного фиксатора, глубина “S” винтовой канавки 17 больше диаметра “D” проволоки пружинного фиксатора и шаг “L3” витков винтовой канавки 17 больше шага “L4” витков расклиненной секции 12 пружинного фиксатора L3>L4, то при вращении вокруг своей оси штока съемника 16 проволока расклинивающейся секции 12 прижимного фиксатора займет место в винтовой канавке 17, при этом шаг “L4” витков расклинивающей части 12 увеличится, станет равным шагу “L3” витков винтовой канавки 17, уменьшится за счет растяжения диаметр расклинивающейся части и пружинный фиксатор свободно извлекается из оболочки 8 ТВЭЛа 1 без каких-либо ее повреждений.

Съемник пружинных фиксаторов прошел испытания, рекомендован к внедрению, достигнут положительный результат.

Формула изобретения

1. Устройство автоматической линии контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента на установке -абсорбционного контроля на правильность сборки основных компонентов в оболочке тепловыделяющего элемента после устройства фиксации пружинным фиксатором с расклинивающейся и фиксирующей секциями столба топливных таблеток в оболочке тепловыделяющего элемента, отличающееся тем, что в устройстве после установки -абсорбционного контроля размещен съемник пружинных фиксаторов из открытого конца снаряженной оболочки тепловыделяющего элемента, забракованного при -абсорбционного контроле, выполненный в виде поворотного вокруг своей оси, подвижного в осевом направлении с возможностью ввода внутрь расклиненной секции пружинного фиксатора в оболочке тепловыделяющего элемента штока, на котором на длину больше длины расклиненной в оболочке тепловыделяющего элемента секции пружинного фиксатора выполнена винтовая канавка с направлением витков идентично направлению витков пружинного фиксатора, при этом ширина и глубина винтовой канавки выполнены достаточными для обеспечения зацепления винтовой канавки штока с витками пружинного фиксатора, а шаг между витками винтовой канавки выполнен больше шага между витками расклинивающейся секции пружинного фиксатора.

2. Устройство автоматической линии контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента по п.1, отличающееся тем, что ширина винтовой канавки выполнена в 3-3,5 раза больше диаметра проволоки пружинного фиксатора, а глубина винтовой канавки больше диаметра проволоки пружинного фиксатора.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам, используемым для двойной функции: энерговыделения и регулирования потока нейтронов в водо-водяных ядерных энергетических реакторах, особенно в ядерных реакторах типа ВВЭР-440

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях, изготавливающих тепловыделяющие сборки (ТВС) для энергетических ядерных реакторов

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано в кипящих ядерных реакторах или в прямоточных ядерных реакторах с перегревом пара

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано в высокотемпературных ядерных реакторах с гелиевым теплоносителем

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано, в частности, в конструкциях тепловыделяющих сборок (ТВС) активных зон ядерных энергетических реакторов тепловой мощностью от 1150 до 1700 МВт, особенно для реакторов типа ВВЭР-440

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано, в частности, в конструкциях тепловыделяющих сборок (ТВС) активных зон ядерных энергетических реакторов тепловой мощностью от 1150 до 1700 МВт, особенно для реакторов типа ВВЭР-440

Изобретение относится к устройствам атомной энергетики, в частности к элементам конструкции тепловыделяющих сборок энергетических реакторов типа ВВЭР-1000

Изобретение относится к области производства композиционных топливных материалов

Изобретение относится к энергетике с термоэмиссионным преобразованием тепловой энергии в электрическую и может быть использовано при создании термоэмиссионных ядерных энергетических установок (ЯЭУ) преимущественно космического назначения

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов

Изобретение относится к области получения углеграфитовых материалов и, в частности, может быть использовано при производстве ядерного топлива и в порошковой металлургии

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях изготовления тепловыделяющих элементов (твэлов), преимущественно для ядерных энергетических реакторов

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов ТВЭЛ для тепловыделяющих сборок ТВС энергетических ядерных реакторов (ЯР)

Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для ядерных реакторов

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов ТВЭЛ и тепловыделяющих сборок ТВС энергетических ядерных реакторов

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано для контроля герметичности тепловыделяющих элементов (твэлов) с оболочками из сплавов циркония на стадии их производства

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к устройствам, применяемым для герметизации контактно-стыковой или дуговой сваркой стержневых тепловыделяющих элементов ядерных реакторов

Устройство автоматической линии контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента

Наверх