Способ снаряжения фольгой оболочки твэла и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к производству тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора. Способ заключается в проведении операций прокатки продольных гофров на фольге, перемещения фольги по штанге и цилиндру, диаметром, равным диаметру таблетки делящегося материала, заведения фольги в отверстие втулки до упора в заслонку, остановки электропривода по сигналу перекрытия светового луча через отверстие во втулке, формирования радиальной отбортовки на фольге, обрезки штатного фрагмента фольги, освобождения канала втулки заслонкой, снаряжении фольгой оболочки твэла путем перемещения цилиндра со штангой или оболочки твэла вдоль оси. Устройство для осуществления способа выполнено в виде трубки с двумя отверстиями, равными наружному и внутреннему диаметрам оболочки твэла. Втулка снабжена узлом формирования радиальной отбортовки фольги, заслонкой и цилиндром, закрепленным на штанге. Технический результат - упрощение ввода фольги в оболочку твэла. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к способу снаряжения фольгой оболочки тепловыделяющего элемента и устройству для его осуществления, и может быть использовано в процессе изготовления твэлов.

Известен способ изготовления твэла контейнерного типа, при котором трубчатую оболочку с компенсационным объемом загружают торцевым экраном, таблетками делящегося материала, пружиной, верхней концевой деталью, сваривают, вакуумируют и герметизируют, см. Г.Н.УШАКОВ, «Технологические каналы и тепловыделяющие элементы ядерных реакторов», М., Энергоиздат, 1981, с.29, рис.1.66 и с.36.

Недостатками такого способа изготовления 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, например в виде фольги из молибдена, ориентированную вдоль оси твэла, см. патент РФ№2408941, G21C 3/00, 2010.

Отсутствие способа и устройства снаряжения фольгой оболочки твэла препятствует их промышленной реализации.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача решается путем выполнения операций: прокатки фольги с образованием нескольких продольных гофров, перемещения фольги по штанге и цилиндру с диаметром, равным диаметру таблетки делящегося материала, заведения фольги в отверстие втулки до упора в заслонку, формирования радиальной отбортовки на фольге, обрезки фольги в размер, освобождения заслонкой отверстия во втулке, установки оболочки твэла по оси втулки, перемещения оболочки твэла и втулки или штока с цилиндром вдоль оси и возвращения их в исходное положение с калибровкой цилиндром в фольге канала для приема сердечника из таблеток делящегося материала.

На фиг.1 приведена схема проведения операций способа снаряжения фольгой оболочки твэла; на фиг.2 показан продольный разрез устройства снаряжения фольгой оболочки твэла и приняты следующие обозначения: валики 1, фольга 2, штанга 3, цилиндр 4, втулка 5, заслонка 6, пластины 7 узла формирования радиальной отбортовки фольги, оболочка 8 твэла.

Способ осуществляют в следующей последовательности: через валики 1 на фольге 2 прокатывают несколько продольных гофров, а фольгу перемещают по штанге 3 и цилиндру 4 через отверстие втулки 5 до упора в заслонку 6.

По сигналу перекрытия фольгой 2 светового луча через диаметральное отверстие во втулке 5 (или любого другого источника) останавливают двигатель электропривода.

Радиальным перемещением пластин 7 перед заслонкой 6 фольгу деформируют с образованием радиальной отбортовки на ее торце, отрезают фрагмент фольги и заслонкой 6 освобождают отверстие втулки 5.

Оболочку 8 твэла устанавливают в отверстие втулки 5 и перемещают штангу 3 и цилиндр 4 с фольгой 2 (втулку 5 с оболочкой 8 твэда) вдоль оси до установки фольги в штатное положение.

При обратном перемещении штанги 3 и цилиндра 4 фольге 2 формируют канал для приема сердечника из таблеток делящегося материала.

Снаряжение фольгой 2 возможно и при встречном движении втулки 5 и оболочки 8 твэла.

На фиг.2 показан продольный разрез устройства снаряжения фольгой оболочки твэла.

Втулка 5 выполнена с двумя отверстиями на общей оси, равными: первое 9 - наружному и второе 10 - внутреннему диаметрам оболочки 8 твэла.

Между отверстиями втулки 5 размещена заслонка 6, а перед заслонкой во втулке выполнены: диаметральное отверстие (на фиг.2 не указано) для визуального контроля конечного положения фольги и радиальные пазы с установленными в них пластинами 7.

В отверстии втулки 5 размещают фольгу 2, например, из молибдена, и цилиндр 4 с дистанционирующим от заслонки 6 осевым выступом, образующим кольцевое пространство со смежной поверхностью.

Возможно выполнение втулки 5 с отверстием, свободно охватывающим наружный диаметр оболочки 8 твла.

Работа устройства происходит следующим образом.

С одной стороны в отверстие втулки 5 устанавливают оболочку 8 твэла, а с другой заводят фольгу 2 до упора в заслонку 6 и цилиндр 4 с диаметром, равным диаметру таблетки делящегося материала и осевым дистанционирующим выступом.

Пластинами 7 деформируют фольгу 2 с образованием двухсторонней радиальной отбортовки, отрезают фрагмент фольги и извлекают заслонку 6.

Перемещением цилиндра 4 на штанге 3 или оболочки 8 твэла и втулки 5 заводят фольгу в штатное положение.

При возвращении в исходное положение, цилиндром 4 в фольге 2 формируют канал для приема сердечника из таблеток делящегося материала.

Формирование электрического сигнала при касании фольгой 2 заслонки 6 может быть осуществлено при изготовлении втулки 5 из диэлектрического материала, например эбонита.

Такое выполнение устройства позволяет повысить производительность труда при снаряжении фольгой 2 оболочек 8 твэлэв.

1. Способ снаряжения фольгой оболочки твэла, отличающийся тем, что фольгу гофрируют, перемещают по образующей штанги и цилиндра, диаметр которого равен диаметру таблетки делящегося материала, заводят в отверстие втулки до упора в заслонку, на фольге перед цилиндром формируют радиальную отбортовку на фольге, фольгу обрезают в размер, заслонкой освобождают канал втулки, и реверсивным перемещением вдоль оси оболочки твэла или цилиндра со штангой заводят фольгу в полость оболочки твэла.

2. Устройство для реализации способа по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде втулки с двумя отверстиями, равными наружному и внутреннему диаметрам оболочки твэла, причем втулка снабжена узлом формирования радиальной отбортовки фольги, заслонкой и цилиндром с диаметром, равным диаметру таблетки делящегося материала, который закреплен на штанге.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что втулка в нем выполнена с отверстием, свободно охватывающим оболочку твэла.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что узел формирования радиальной отбортовки фольги выполнен перед заслонкой в виде радиальных пазов на втулке, а в пазах размещены пластины.

5. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что между заслонкой и радиальными пазами втулки выполнено сквозное радиальное отверстие.

6. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что между поверхностями втулки и цилиндра размещена фольга, например, из молибдена.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что втулка в нем выполнена из диэлектрического материала.