Устройство для загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку тепловыделяющего элемента и дозатор для загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку теплобыделяющего элемента

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

k с p 1 .

Э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 15.12.90. Бюл. Ф 46 (21) 4104927/40-25 (22) 12.08.86 (72) P.Ï.Ïî÷òàðåâ и В.A.Åëüêèí (53) 621.039.5(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

Р 664036, кл, G 0 1 F 11/24, 19?9, Заявка Японии ft> 50-.21105, кл, G 0f F 11/26, !970.

Заявка ЕПВ Р 008 1378, кл. G 21 С 24/04, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ЗАГРУЗКИ СЬП1УЧЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА В ОБОЛОЧКУ ТЕП=

ЛОВЬЩЕЛЯМЩЕГО ЭЛЕМЕНТА И ДОЗАТОР ДЛЯ

ЗАГРУЗКИ СЫПУЧЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА

В ОБОЛОЧКУ ТЕПЛОВЫДЕЛЯ!0! 1ЕГО ЭЛЕМЕНТА (57) Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к устройствам изготовления тепловыделяющих элементов с гранулированным ядерным топливом, Целью изобретения является повышение 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 устройство 6 для постоянного размещения компонентов топлива. Устройство 6 вы„„Я0„„1428077, (5))5 G 21 С 21/OO G 01 F t1/26 полнено в вице полой емкости с коническим днищем 7, которое снабжено заслонкой 8 с приводом 9. Компьютер б

1О, через преобразователь t 1 частота — код связан со взвешивающим устройством 5, через устройство 12 ввода дискретных сигналов — с датчиками положения !3 и 14, установленными с возможностью взаимодействия через . секторы 15 и 16 с дозаторами 1 и

2, а через устройство 17 вывода дискретных сигналов — с приводами 3 и и заслонкой 8. Дозаторы t 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 стенке барабана 22, а шнек 27 — на оси 29. Механизм pe- ° 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, 1428077

Изобретение относится к области ядерной тех«итси, конкретна — к ме:ханике изготовления тепловыделяющих эпеме«тав для ядерных реакторов с использованием гранулированного ядерного топлива, и может быть использовано для усовершенствования оборудования для дазирования и загрузки в оболочку тепловыделяющих элемен- 10 тов сыпучего ядерного топлива.

Целью изобретения является повы::шение качества и г|раиэводительности при загрузке в оболочку любого типоразмера тепловыделяющего элемента 15 и повышение точности доэиравания.

lIa фиг.1 изображена схема устройства дпя загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку теплавыде :.ляющего элемента; на фиг.? — вид 20 па стрелке A на фиг.1, на фиг.3 дозатор устройства загрузки сыпуче-! . га ядерного топлива в оболочку теп1

1лавыделяющего элемента (разрез Б-Б на фиг.1); «а фиг.4 — разрез B-В на 25 фиг.3 на фиг.5 — разреэ Г-Г на фиг.4; на фиг.6 — разрез Д-Д на фиг.1; на фиг.7 изображено послойное размещение фракций топлива в полой ем кости, 30

Устройство для загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку твэла со,держит дазаторы 1 и 2 (в данном

"случае приведен пример, когда даэаторов два,т.е. фракций сыпучего материала тоже две), которые оснащены приводами 3 и 4. Имеются в эвешивающее устройст>эо 5 и ус грайства для послойного размещения компоне11тав топлива. Оно выполнено в виде полой емкости 6 с коническим днищем

7, которое c»a6>êå«o заслонкой 8 с приводом 9. На эзвешивающем устройстве 5 установлено устройство 6.

-1

Устройства для загрузки ядерного . топлива в оболочку твэла снабжена компьютером 10, который через преобразователь 11 частота — код связан со взвешивающим устройством 5, через устройство 12 ввода дискретных сигналов связан с дагчиками положения 13 и 14, уста«анде«ными с ваз.можностью взаимодействия. через секторы 15 и I6 с доэатарами 1 и 2, а через устройство 17 вывода дискретных сигналов связан с приводами 3 и 4 доэаторав 1 и 2 и заслонкой 8.

Между дозата1>ами 1 и 2 и полой емK0ñ тью 6 установлена ворс!нка 18,причем 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 элемента при засыпке сыпучего материала в нее.

Дозатор содержит вращающийся барабан 22 с дозирующим отверстием

23 и выходным каналом 24, ссыпное отверстие 25 которого расположено противоположно дозирующему отверстию .23 (см, фиг.2) в торцовой стенке барабана 22. Дозатор также содержит механизм регулирования дозы сыпучего ядерного топлива, который выполнен в виде сектора 15 с развернутым углам, причем сектор 15 установлен с воэможностью совместного вращения с барабанам 22. Барабан 22 снабжен пе" регародкой 26, в которой размещено, доэирующее отверстие 23. Внутренняя полость барабана 22 снабжена двумя концентрично.установленными шнеками

27 и 28, причем шнек 28 закреплен на стенке барабана 22, а шнек 27 на аси вращения 29 . При этом дозирующее отверсти, 23 размещено между концевыми кромками а и .б шнеков 27 и 28 соответственно (см. фиг.6). Каждый барабан 22 дозаторов имеет устройство.

30 для засыпки в него сыпучего мате". риала.

Устройство для загрузки и дозатор работают следующим образам, Каждая барабан 22 дазаторав 1 и

2 через устройство 30 загружаются со. ответствующей фракцией гранулированного порошка в количестве, достаточном дпя снаряжения нескольких тепловыделяющих элементов. Оператор нажатием клавиши компьютера подает коман- . ду на начало загрузки топлива из дазаторов 1 и 2 в устройство 6 для послойного размещения топлива, Компьютер 10 па 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 ат перегородки. Таким образом, высота слоя гранулята в райкине перегородки

26 поддерживается постоянно равной высоте шнека 28 и не зависит от ко-, личества гранулята в барабане 22. В тат момент, когда даэируюшее отверстие 23, расположенное в попереч3

1428077

40 ной перегородке 26, оказывается в крайнем нижнем положении, сектор 16 начинает взаимодействовать с датчиком положения 14 и компьютер отключает привод 3 барабана 22 на заданное время (0-1 с).. При этом гранулят через дозирующее отверстие 23 перетекает в выходной . канал 24, Таким образом, происходи г отбор. порции гранулята, величина которой апределяется 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.посредством распылителя 19 укладывается ровным тонким слоем. Через 0,5 с (время, необ. ходимое для успокоения взвешивающего . устройства) компьютер фиксирует фактическую массу порции и сравнивает ее с заданной и при наличии отклонечия 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 н 2 компьютер производит расчет и стабилизацию фактической средней величины массы порции каждого компонента, тем самым постоянно выдерживается заданное соотношение между компонентами в смеси и обеспечивается набор заданной смеси в сумме и по фракциям.

После отработки заданного количества циклов компьютер включает электромагнитный привод 9 заслонки.8,и подготовленная смесь компонентов по.ступает через воронку 20 в вибрирующую оболочку 21 твэла.

Вследствии действия множества различных случайных факторов фактическая масса порции будет отличаться от заданной. Само по себе такое единичное отклонение в пределах одной — двух .порций незначительно, но если не при" нить мер к era устранению, то суммарное отклонение от порции к порции будет увеличиваться. Для устранения и компенсации таких единичных откпонений компьютер производит коррекцию

a оемeни остановки в последующем рабочем цикле данного дозатора. В результате этого следующая порция данной фракции изменится на необходимую величину и скомпенсирует отклонение предыдущей порции.

За первым рабочим циклом доватора 1, следует первый рабочий цикл дозатора 2, который выполняется аналогично. По .его завершению порция фракции гранулята иэ барабана дозатора 2 через воронку 18 . лоступает в полную емкость 6 и;;посредством распылителя 19 укладывается ровным тонким слоем на слой гранулята из барабана дозатора f

Компьютер фиксирует величину маССы этой порции и вводит коррекцию дйй

СиадуЮИЕЙ eepium дааарй фРаКЦИИ,уеесиаа следует второй рабочий цикл доза1о1 ра 1. Вторая порция гранулята иэ" дозатора 1, измененная относительнО.: первой порции из этого же доватора на требуемую величину (для компейсации отклонения фактического значения от заданного), поступает в полую ем". кость 6 и укладывается тонким слоем на слой гранулята из дозатора 2 и т.д.

В процессе отработки заданного ко— личества циклов в полой емкости 6 образуется смесь двух фракцИЙ, состоящая из тонких чередующихся слоев каждой фракции. Влагодаря тому, что. применяется стабилизация фактической величины каждой порции относительно заданных значений, обеспечивается на бор заданной массы смеси и вьщержива ется с высокой точностью соотношение между фракциями во всем объеме емкости 6.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить . производительность загрузки оболочек тепловыделяющих элементов за счет сокращения числа транспортных операций, упростить обслуживание и настройку устройства, осуществлять загрузку оболочек малого диаметра, за счет возможности регулирования порций и контроля процесса послойной загрузки повысить качество тепловыделяющих элементов, т.е. сократить число тепловыделяющих элементов, возвращаемых на переработку, уменьшить габариты устройства загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку тепловьщеляющего элемента, уменьшить капитальные и эксплуатационнь1е затра-. ты.

1428077

Формула и зобр е т ения

t. Устройство для загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку теплавыделяющего элемента, содержащее оснащенное приводами и даэаторами взвешивающее устройство, о т л ич а ю Щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и производительности при .загрузке топлива в оболочку любого типоразмера тепловыделяющего элемента, оно снабжено устройством для послойного размещения компонентов топлива, выполненным в виде полой емкости с коническим днищем, снабженным заслонкой с приводом, и установленным на взвешивающем устройстве, и компьютером, который через преобразователь связан со взве шивающим устройством. через устройство ввода дискретных сигналов с датчиками положения, установленными с возможностью взаимодействия с дозаторами> а через устройство вывода дискретных сигналов с приводами дозаторов и заслонки.

2, Дозатор для загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку тепловыделяющего элемента, содержащий вра5 щающийся барабан с доэирующим отверствием и выходным каналом, ссыпное отверстие которого расположено противоположно доэирующему отверстию в торцовой степке барабана, и механизм

1б регулирования дозы сыпучего ядерного топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования, барабан снабжен поперечной перегородкой, в которой размещено доэирующее отверстие, внутренняя полость барабана снабжена двумя концентрично установленными шнекамн с винтами противоположного направления, причем один из шнеков закреплен на

2О 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

25 развернутым углом, установленного с возможностью совместного вращения с барабаном.

З

428077

3428077

", Ъ

Составитель А.Доронин

Редактор H.Коляда Техред М..Дидык: Корректор А ОбРУчаР

Заказ 4336

Тираж 349,, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«» »

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4