Устройство снаряжения оболочек тепловыделяющих элементов таблетками делящегося материала


 


Владельцы патента RU 2470394:

Потапов Юрий Васильевич (RU)

Изобретение относится к производству тепловыделяющих твэлов ядерного реактора. Устройство снаряжения оболочек тепловыделяющего элемента таблетками делящегося материала содержит бункер, сепаратор, камеру в 1,2-1,4 длины таблетки с двумя отверстиями, оси которых параллельны, размещены в вертикальной плоскости и смещены в пределах трети диаметра таблетки делящегося материала, и контейнер, на каждой из сторон которого установлены заслонки. Технический результат - возможность установить устройство под углом, большим угла трения применяемых материалов, встроить его в автоматизированную линию и повысить производительность труда. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области атомного машиностроения, а конкретно к снаряжению оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов таблетками делящегося материала.

Известно устройство для горизонтального снаряжения оболочек тепловыделяющих элементов таблетками делящегося материала, которое располагает таблетки на гребенке в несколько рядов определенной длины, с помощью расположенного у задних рядов толкателя вставляет таблетки рядами в трубчатые оболочки, уложенные в ряд в направлении передних концов рядов таблеток, патент Японии №3-75080, кл. G21C 21/02, 1984.

Недостаток такого устройства заключается в том, что оно не позволяет набирать сердечники из таблеток в заданном ритме.

Известна машина для загрузки таблеток, содержащая лоток с таблетками, устанавливаемый на столе, приспособление, направляющее таблетки с лотка в оболочки, решетку для удаления осколков таблеток, которая расположена между лотком, установленным на столе, и приспособлением; механизм для проталкивания таблеток с лотка через решетку в оболочку и регулятор, имеющий систему датчиков усилия проталкивания таблеток механизмом.

Регулятор сравнивает предварительно измеренную максимальную величину усилия, требуемого для загрузки в оболочку нужного числа таблеток, с сигналом из системы и останавливает механизм, когда сигнал достигает максимальной величины усилия, патент Японии №4-32437, кл. G21C 21/00.

Недостатком конструкции является сложность встраивания машины в автоматизированную линию.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка с повышением производительности труда.

Поставленная задача решается путем применения устройства, формирующего сердечник из таблеток делящегося материала под действием их веса.

При вибрирующем бункере через сепаратор осколков, выполненный в виде спирали, и устройство, формирующее заданную длину сердечника, таблетки делящегося материала под собственным весом заполняют установленный под углом к горизонту контейнер.

Контейнер на противоположном конце выполнен с перекрытым задвижкой отверстием, через которое осуществляется поочередное снаряжение таблетками делящегося материала оболочек тепловыделяющих элементов.

Устройство снаряжения оболочек тепловыделяющего элемента таблетками делящегося материала показано на чертеже, и приняты следующие обозначения: бункер 1, сепаратор 2, камера 3 формирования сердечников, контейнер 4, оболочка 5 тепловыделяющего элемента, заслонки 6, 7 и сквозное радиальное отверстие 8.

Камера 3 формирования сердечников выполнена в виде втулки с двумя отверстиями, равными отверстию оболочки 5 тепловыделяющего элемента.

Оси отверстий размещены в вертикальной плоскости, параллельны и смещены между собой по вертикали не более чем на треть высоты таблетки делящегося материала, причем одно отверстие сопряжено с сепаратором 2, который соединен с бункером 1, второе - с контейнером 4.

При этом длина камеры 3 составляет 1,2-1,4 длины таблетки делящегося материала, а по нормали к вертикальной осевой плоскости во втулке выполнено сквозное радиальное отверстие 8 для контроля заполнения контейнера 4 таблетками делящегося материала.

Контейнер 4 устройства по концам снабжен радиальными пазами с заслонками 6 и 7, поочередно перекрывающими канал, через который очередным сердечником снаряжается оболочка 5 тепловыделяющего элемента.

Устройство работает следующим образом.

Таблетки делящегося материала из бункера 1 под действием вибрации через сепаратор 2 осколков непрерывно поступают в камеру 3 и заполняют контейнер 4, который установлен под углом к горизонту, большим угла трения применяемых материалов, и заполняют полость контейнера 4 под действием собственного веса.

Заполнение контейнера 4 таблетками делящегося материала контролируется через сквозное радиальное отверстие 8, а заданная высота сердечника фиксируется заслонкой 6, перекрывающей отверстие камеры 3 перед очередной таблеткой.

В отверстие с противоположного конца контейнера 4 поочередно помещают оболочки 5 тепловыделяющих элементов и снаряжают каждую таблетками из делящегося материала, периодически оперируя задвижкой 7, перекрывающей это отверстие.

Такое выполнение устройства позволяет встроить его в автоматизированную линию, повысить производительность труда и надежность снаряжения оболочек 5 тепловыделяющих элементов таблетками делящегося материала.

1. Устройство снаряжения оболочек тепловыделяющего элемента таблетками делящегося материала, содержащее бункер, сепаратор, контейнер и заслонки, отличающееся тем, что оно содержит камеру в 1,2-1,4 длины таблетки делящегося материала с двумя отверстиями, оси которых параллельны, размещены в вертикальной плоскости и смещены между собой в пределах трети диаметра таблетки делящегося материала, причем одно отверстие сопряжено с сепаратором и бункером, второе - с контейнером.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстия камеры в нем равны отверстию тепловыделяющего элемента.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на каждой из сторон в контейнере выполнено по радиальному пазу, в которых размещены заслонки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в камере выполнено сквозное радиальное отверстие.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контейнер в нем установлен под углом к горизонту.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сепаратор в нем выполнен в виде спирали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов (твэлов) для энергетических ядерных реакторов.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при снаряжении оболочек тепловыделяющих элементов (твэл) ядерным топливом в виде таблеток. .

Изобретение относится к устройству установки пружин в трубчатой оболочке для реализации стержневых тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. .

Изобретение относится к защитному кожуху топливной оболочки, способу изготовления топливных стержней и устройству для его осуществления. .
Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для энергетических ядерных реакторов.

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение при изготовлении оболочек тепловыделяющих элементов для ядерных энергетических реакторов. .

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов и технологии их изготовления, и может быть использовано для изготовления тепловыделяющих элементов ядерных реакторов с топливом высокого обогащения.
Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности, к способам изготовления керметных стержней топливных сердечников тепловыделяющих элементов (твэл) ядерных реакторов различного назначения.
Изобретение относится к технологии изготовления тепловыделяющих элементов (твэлов) и используется в ядерной технике. .

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано для получения ядерного топлива высокого выгорания на основе диоксида урана. .

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано при изготовления топливного материала для тепловыделяющих элементов (твэлов) исследовательских ядерных реакторов

Контейнер предназначен для размещения в нем заготовок стержней сердечников твэлов при горячем изостатическом прессовании и может быть использован при изготовлении твэлов ядерных реакторов различного назначения. В кольцевой проточке на внутренней поверхности цилиндрической трубы установлено днище в виде вогнутой в полость трубы мембраны. При этом проточка выполнена от торца трубы на расстоянии, равном стрелке прогиба мембраны. Опрокидывание мембраны при прессовании выпуклостью наружу трубы обеспечивает изостатическую передачу давления прессования на заготовки. Технический результат - обеспечение условия изостатичности приложения внешнего давления при прессовании. 1 ил.
Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано в технологии производства спеченных керамических топливных таблеток с выгорающим поглотителем для ядерных реакторов. Для прессования таблеток используют смесь порошка диоксида урана, приготовленного по одной из известных технологий, с удельной поверхностью частиц 2,0-2,2 м2/г, ультрадисперсного порошка UO2 с удельной поверхностью 10,5-11 м2/г и нанокристаллических порошков оксидов Gd2O3, ТiO2, Nb2O5, Аl2О3, Сr2О3. Содержание ультрадисперсного порошка UO2 в смеси - 5-10 % масс., нанокристаллических оксидных порошков Gd2O3 - 3-5 % масс., других оксидов - 0,02-0,1 % масс. Такое топливо существенно превосходит стандартное по показателю среднего размера зерна (25-60 мкм вместо 10-20 мкм). Технический результат - увеличение глубины выгорания топлива при его эксплуатации за счет увеличения зерна топливных таблеток, улучшение его технологических и эксплуатационных свойств за счет увеличения пластичности и, как следствие, повышение надежности работы тепловыделяющих элементов. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к технологиям изготовления топливных стержней, предназначенных для снаряжения сердечников керметных тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Заготовки стержней помещают в цилиндрический контейнер, заплавляют стеклом и переносят контейнер в пресс-форму пресса, где осуществляют горячее изостатическое прессование. После выгрузки контейнера из пресс-формы его охлаждают на воздухе в течение 2-3 минут и выдавливают стеклянную прессовку из контейнера на холодном прессе со скоростью 0,3-0,5 мм/с. Размерную механическую обработку заготовок до получения номинальных размеров стержней проводят после скалывания стекла. Технический результат - исключение операции механической обдирки прессовки от материала контейнера, повышение уровня автоматизации производства.
Изобретение относится к способам прессования заготовок керметных стержней тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Заготовки, заплавленные силикатом натрия в цилиндрическом контейнере, выполненном из стали с содержанием углерода (0,1-0,35) мас.%, после образования на поверхности контейнера слоя окалины подвергаются изостатическому прессованию. Выпрессовку контейнера осуществляют после минутной выдержки контейнера в пресс-форме при снятом давлении. Технический результат - значительное уменьшение усилия выпрессовки и, как следствие, повышение ресурса работы прессового оборудования за счет уменьшения износа пресс-формы.

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к способам изготовления газонаполненных тепловыделяющих элементов (твэлов) с топливными сердечниками из нитрида или карбонитрида урана. Способ изготовления твэла включает изготовление «трубы в сборе» путем герметичного соединения оболочки с одной из концевых заглушек и формирование топливного сердечника путем укладки в «трубу в сборе» топливных таблеток. Перед укладкой топливных таблеток «трубу в сборе» предварительно вакуумируют и заполняют тяжелым инертным газом, например аргоном, а последующую укладку таблеток осуществляют при помощи направленной под избыточным давлением струи упомянутого тяжелого инертного газа. Затем проводят повторное вакуумирование, заполнение внутреннего объема гелием и окончательную герметизацию твэла при помощи второй концевой заглушки. При заполнении «трубы в сборе» тяжелым инертным газом и при укладке топливных таблеток ее располагают вертикально, открытым концом вверх. Технический результат - удаление в процессе изготовления твэла пылевидных частичек топлива в зазоре между таблетками и оболочкой и обеспечение бесконтактного воздействия на топливные таблетки, а также улучшение состава атмосферы под оболочкой. Это в свою очередь позволяет увеличить ресурс и надежность работы твэлов. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к изготовлению тепловыделяющих сборок ядерного реактора (ТВС), в частности к дистанционированию тепловыделяющих элементов (твэлов). Способ дистанционирования твэлов в рабочей сборке ядерного реактора включает следующие операции: проволоку различного поперечного сечения навивают в спираль виток к витку, растягивают до требуемого диаметра, отжигают, рассекают на отрезки штатной длины, а отрезки спирали размещают между смежными твэлами внешнего и внутренних рядов рабочей сборки. Технический результат - снижение гидравлического сопротивления ТВС, упрощение изготовления ТВС. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления тепловыделяющих элементов для высокотемпературных ядерных реакторов. Способ включает изготовление матрицы на основе пластин(2) из углеродных материалов, в которых выполнены посадочные места с заложенными в них микротвэлами (1) с защитными покрытиями. Согласно изобретению в качестве углеродного материала используют высокоплотный изотропный графит, пластины выполняют толщиной 2÷3 диаметра микротвэла, посадочные места в пластинах выполняют в виде углублений с округлым днищем для каждого микротвэла, диаметром, равным 1,4÷1,6 диаметра микротвэла, с шагом 2,5÷3,5 диаметра микротвэла и глубиной 1,6÷2,2 диаметра микротвэла, на микротвэлы с защитными покрытиями наносят матричную композицию (3) толщиной слоя 150÷250 мкм. Далее микротвэлы помещают до упора в выполненные углубления, каждое из которых после размещения микротвэла заполняют матричной композицией до верха пластины. Затем пластины скрепляют между собой углеродным связующим в количестве 0,02÷0,06 от массы пластин и термообрабатывают при температуре 1800-1900°C. Технический результат заключается в увеличении прочности твэла и его теплопроводности за счет снижения объема пустот в матрице твэла, а также снижении вероятности возникновения сквозных дефектов в покрытиях микротвэла и уменьшении выхода продуктов деления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

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.

Изобретение относится к атомной промышленности и гидрометаллургии и может быть использовано, например, для получения уран-графитовых тепловыделяющих элементов (твэл) или композиционных высокотемпературных материалов методом пропитки пористых материалов (графит, металлы, оксиды металлов и т.п.) растворами солей и последующей термообработки. Способ насыщения пористых заготовок оксидами металлов включает вакуумную обработку заготовок, пропитку их растворами солей металлов, сушку и термообработку. Пропитку осуществляют при температуре 5÷12°C метастабильным раствором соли соответствующего металла с уротропином, а после пропитки пористые заготовки помещают в предварительно нагретую до 80÷95°C инертную среду и выдерживают в течение 0,5÷1,0 час. В качестве инертной среды используют воздух, воду, масло. Технический результат - упрощение процесса введения оксидов металлов, в том числе оксидов урана, в пористую матрицу (заготовку) за счет исключения использования легколетучих и взрывоопасных органических жидкостей (ацетон и изопропиловый спирт), а так же сокращение продолжительности процесса и, соответственно, энергозатрат. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.
Наверх