Автоматическая линия изготовления тепловыделяющих элементов

 

Использование: в ядерной энергетике, может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов, преимущественно для энергетического ядерного реактора ВВЭР 1000. Сущность изобретения: автоматическая линия изготовления тепловыделяющих элементов содержит устройство подготовки оболочек к снаряжению, снабженное механизмом зачистки сварного шва оболочки с заглушкой; устройство снаряжения столба топливных таблеток в открытый конец оболочки, включающее столешницу с вибратором с горизонтальными ложементами в виде направляющих, вибропитатель поштучной подачи топливных таблеток на ложементы, устройство контроля длины столба топливных таблеток с отсекателем-упором начала столба и отсекателем-прижимом конца столба топливных таблеток и устройство очистки открытого торца снаряженной оболочки в виде подвижного в осевом направлении полого штока, сообщенного с вакуумной системой, а также устройство запрессовки фиксаторов в открытый конец снаряженной оболочки. Автоматическая линия содержит также устройство герметизации открытого конца снаряженной оболочки, в котором отверстие ввода снаряженной оболочки на герметизацию сваркой является одновременно отверстием вывода ТВЭЛов из устройства, соосно которому расположен рольганг с реверсивными двигателями, являющимися средством проводки снаряженных оболочек в устройство герметизации и средством проводки ТВЭЛов из устройства герметизации в устройство поверхностной химической обработки. Устройство поверхностной химической обработки выполнено в виде последовательно расположенных соосных проходных камер и включает в себя камеру образования окисной пленки на ТВЭЛе и дополнительный наклонный стол загрузки ТВЭЛ. 4 з.п. ф-лы. 12 ил.

Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано при изготовлении тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), преимущественно для энергетического ядерного реактора ВВЭР-1000.

Известна автоматическая линия изготовления тепловыделяющих элементов, содержащая устройства снаряжения топливных таблеток в открытый конец оболочки, герметизации открытого конца снаряженной оболочки сваркой заглушки к оболочке и транспортные средства проводки с устройства на устройство [1] Известно также устройство сварки к открытому концу оболочки заглушки с механизмом ее подачи в зону сварки. (патент США N 4857260, 1989).

Известные технические решения не предусматривают размещения непосредственно в технологическом потоке механизма зачистки первого сварного шва между оболочкой и первой заглушкой, устройства контроля длины столба топливных таблеток с отсекателями начала и конца столба топливных таблеток, очистки открытого конца снаряженной оболочки, запрессовки фиксаторов в открытый конец снаряженной оболочки и устройства поверхностной химической обработки ТВЭЛа с образованием на его поверхности защитной окисной пленки. Изза межоперационных транспортировок известные технические решения имеют низкую производительность по изготовлению ТВЭЛ, а отсутствие в технологическом потоке устройств по зачистке сварного шва, контроля длины столба топливных таблеток с отсекателями начала и конца столба топливных таблеток, очистки открытого конца от пыли топливных таблеток, запрессовки фиксаторов и поверхностной химической обработки снижают качество и выход годных ТВЭЛ.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является автоматическая линия изготовления тепловыделяющих элементов, содержащая устройства подготовки оболочек к снаряжению со сваркой заглушки к одному концу оболочки, снаряжения столба топливных таблеток в открытый конец оболочки, герметизации открытого конца снаряженной оболочки с механизмом подачи заглушки и сваркой под давлением инертного газа под оболочкой, поверхностной химической обработки, размещенных в одном потоке и имеющих транспортные средства проводки с устройства на устройство [2] Известная автоматическая линия изготовления ТВЭЛ не предусматривает размещение в едином технологическом потоке механизма зачистки сварного шва после сварки заглушки к трубке-оболочке в устройстве подготовки оболочки к снаряжению, что приводит к межоперационным транспортировкам и снижению производительности автоматической линии.

Кроме того, при сварке торца трубки-оболочки с заглушкой возможны образования дефектов в виде наплывов, неровностей и т.д. и образования окисной пленки на поверхности сварного шва в виде двуокиси циркония, являющейся химически стойким соединением, не растворимым при дальнейшей химической обработке и скрывающим дефекты сварного шва.

В устройстве снаряжения топливных таблеток в открытый конец оболочки возможен перегруз или недогруз топливных таблеток в оболочку из-за колебания по высоте топливных таблеток, возможного проскока таблетки в оболочку или недогруза, что снижает качество ТВЭЛ.

В процессе снаряжения столба таблеток в оболочку открытый конец оболочки загрязняется пылью топливного материала (двуокиси урана), что при герметизации снаряженной оболочки сварке заглушки к оболочке ведет к образованию скрытых раковин и не исключается разгерметизация ТВЭЛа при работе в канале ядерного реактора.

Не предусмотрена в известной линии и запрессовка фиксаторов после снаряжения топливных таблеток в оболочку, отсутствие которых приведет к разбалтыванию столба топливных таблеток при транспортировке, разрушению отдельных таблеток, образованию крошки, попаданию которой между таблеткой и оболочкой вызовет заклинивание таблетки в оболочке и разгерметизацию ТВЭЛа в канале ядерного реактора при линейном температурном расширении столба топливных таблеток.

Кроме того, отсутствие в известной линии камеры образования окисной пленки на поверхности ТВЭЛа приведет к снижению качества ТВЭЛа за счет атмосферных воздействий и внешней среды на его поверхность в процессе хранения и транспортировки.

Целью изобретения является повышение качества ТВЭЛ и производительности.

Это достигается тем, что в автоматической линии изготовления тепловыделяющих элементов, содержащей устройства подготовки оболочек к снаряжению со сваркой заглушки к одному концу оболочки, снаряжения столба топливных таблеток в открытый конец оболочки, герметизации открытого конца снаряженной оболочки с механизмом подачи заглушки, сварки под давлением инертного газа под оболочкой и поверхностной химической обработки, размещенные в одном потоке и имеющие транспортные средства проводки с устройства на устройство, устройство подготовки оболочек к снаряжению снабжено механизмом зачистки сварного шва оболочки с заглушкой, установленном после устройства сварки заглушки к одному концу оболочки, устройство снаряжения включает столешницу с вибратором, с горизонтальными ложементами в виде направляющих, вибропитатель поштучной подачи топливных таблеток на упомянутые ложементы для формирования столба топливных таблеток, устройство контроля длины столба топливных таблеток с отсекателем-упором начала столба и отсекателемприжимом конца столба топливных таблеток, где каждый отсекатель-прижим выполнен из индивидуальных, размещенных на кронштейне перпендикулярно ложементам пневмоцилиндров, у которых каждый шток подпружинен и снабжен на торце эластичным материалом, а у отсекателя-упора между каждой парой ложементов на столешнице выполнены приливы с впадинами и отверстиями, сообщающимися трубками со съемным бачком с сеткой внутри, устройство очистки открытого торца снаряженной оболочки в виде полного штока, сообщенного с вакуумной системой с волнистой по винтовой линии частью поверхности, вводимой в оболочку и устройство запрессовки фиксаторов в открытый конец снаряженной оболочки. В устройстве герметизации отверстие ввода снаряженных оболочек на герметизацию сваркой является одновременно отверстие вывода ТВЭЛов из устройства герметизации, соосно которому расположен рольганг с реверсивными двигателями, являющимися средством проводки снаряженных оболочек в устройство герметизации и средством провозки ТВЭЛ из устройства герметизации в устройство поверхностной химической обработки, выполненное в виде последовательно расположенных соосных проходных камер, имеющих по крайней мере по два сквозных отверстия для ТВЭЛов и включает в себя камеру образования окисной пленки на ТВЭЛе и дополнительный наклонный стол загрузки ТВЭЛ.

Другим отличием является то, что механизм зачистки сварного шва устройства подготовки оболочек включает рольганг осевой подачи оболочки и выполнен в виде полого шкива с приводом и с радиально противоположно расположенными штырями и шарнирно по вершинам углов закрепленными Г-образными разноплечими рычагами с зачистными элементами на малых плечах рычагов и пазами на других плечах с винтовыми регуляторами величины отклонения поворота рычага относительно свободно размещенных пазов на штырях шкива, причем перед полым шкивом коаксиально перемещаемой по рольгангу оболочки установлен цанговый патрон, механизм которого сблокирован с датчиком.

Кроме того, камера образования окисной пленки устройства поверхностной химической обработки снабжена элементами подвода электрического тока и контуром циркуляции электролита.

Кроме того, отличием является то, что дополнительный стол загрузки устройства поверхностной химической обработки снабжен конечными выключателями-склизами и шарнирно закрепленным к столу распределителем ТВЭЛ по двум транспортным средствам ввода ТВЭЛ на химическую поверхностную обработку.

Отличием является использование в качестве эластичного материала резины для отсекателей-прижимов на устройстве снаряжения.

Выполнение механизма зачистки сварного шва в виде полого шкива с зачистными элементами и размещение его в одном потоке с механизмами подготовки оболочки позволит повысить качество за счет выявления дефектов сварки и производительность.

Выполнение в устройстве снаряжения отсекателя-прижима из индивидуальных, размещенных на кронштейне перпендикулярно ложементами пневмоцилиндров, у которых каждый шток подпружинен и снабжен на торце эластичным материалом, позволит надежно выполнять фиксацию конца столба таблеток, исключить при этом проскок таблеток сверх нормы в оболочку, что повысит качество.

Выполнение у отсекателя-упора на столешнице на установке виброснаряжения приливов с впадинами и отверстиями, сообщающимися трубками со съемным бачком с сеткой внутри для удаления крошки и упавших таблеток, позволит исключить остановку снаряжения для удаления крошки и таблеток, что повысит производительность.

Выполнение полого штока, вводимого в открытый конец снаряженной оболочки, в виде штока с волнистой по винтовой линией поверхностью позволит повысить качество очистки конца оболочки за счет вращения потока воздуха при отсосе пыли и исключит образование дефектов при сварке заглушки к оболочке, а устройство запрессовки фиксаторов позволит исключить разбалтывание столба топливных таблеток при транспортировке ТВЭЛа и разрушение таблеток, что повысит качество ТВЭЛ.

Совмещение отверстий ввода снаряженных оболочек, вывода ТВЭЛ из устройства герметизации и использование для этой же цели рольганга позволит дополнительно использовать упомянутый рольганг для ввода ТВЭЛ в устройство поверхностной химической обработки, что повысит производительность за счет совмещения транспортных средств.

Выполнение устройства поверхностной химической обработки в виде последовательно расположенных камер, имеющих по два сквозных проходных отверстия позволит увеличить производительность, а наличие камеры образования окисной пленки повысит качество ТВЭЛ и его устойчивость к атмосферным воздействиям.

Выполнение в устройстве поверхностной химической обработки дополнительного наклонного стола загрузки, снабженного конечными выключателями-склизами, шарнирно закрепленным к столу распределителем ТВЭЛ по транспортному средству, позволит использовать стол отдельно при необходимости химической обработки ТВЭЛ, минуя другие устройства автоматической линии, что позволит производить загрузку сразу на два транспортных средства и повысить, при этом, производительность.

На чертеже представлена автоматическая линия, где на фиг. 1 представлена автоматическая линия; на фиг. 2 механизм зачистки сварного шва; на фиг. 3 - устройство снаряжения; на фиг. 4 устройство снаряжения; на фиг. 5 приливы с впадинами в устройстве снаряжения; на фиг. 6 механизм подачи оболочек на устройство снаряжения; на фиг. 7 устройство очистки; на фиг. 8 устройство герметизации; на фиг. 9 механизм подачи заглушки в устройство герметизации; на фиг. 10 устройство поверхностной химической обработки; на фиг. 11 стол разгрузки устройства поверхностной химической обработки; на фиг. 12 стол загрузки устройство поверхностной химической обработки.

Автоматическая линия изготовления тепловыделяющих элементов содержит устройство подготовки оболочек к снаряжению, включающее наклонный реечный стол 1, вдоль которого в технологической последовательности размещены подвижные в осевом направлении механизмы отрезки 2 трубок в размер, контроля 3 длины трубки-оболочки в виде подвижного в осевом направлении и неподвижного упоров с датчиками (не показан) и калибровки 4 одного конца трубки-оболочки, ванна 5 обезжиривания 5, промывки и сушки наружной и внутренней поверхностей трубок-оболочек, механизмы запрессовки 6 заглушки 7, взвешивания 8, электронно-лучевой сварки 9 заглушки 7 к трубке-оболочке 10, зачистки сварного шва 11, и размещены в технологической последовательности на наклонном столе 12, где механизм зачистки сварного шва снабжен рольгангом 13 осевой подачи оболочки 10, с реверсивными двигателями (не показаны), коаксиально которому установлен механизм зачистки 11 в виде полого шкива с приводом 14 (фиг. 2) с радиально противоположно размещенными штырями 15 и шарнирно по вершинам углов 16 закрепленными Г-образными разноплечими рычагами 17 с зачистными элементами 18 на малых плечах рычагов 17 и пазами 19 на других плечах с винтовыми регуляторами 20 величины отклонения поворота рычага 17 относительно свободно размещенных пазов 19 на штырях 15 шкива 11, причем перед полым шкивом коаксиально перемещаемой по рольгангу оболочки установлен цанговый патрон 21, механизм которого сблокирован с датчиком (не показан).

Далее в технологической последовательности вдоль наклонного стола 12, являющегося транспортным средством, размещено устройство 22 ультразвукового контроля сварного шва. Устройство подготовки оболочек соединено с устройством снаряжения рольгангом 23.

Устройство снаряжения оболочки топливными таблетками (фиг. 3) включает в себя вибропитатель 24 поштучной подачи топливных таблеток через питающие трубки 25 на горизонтальные ложементы 26 в виде направляющих, размещенных на столешнице 27 с вибратором 28. Устройство контроля длины столба топливных таблеток, содержащееся в снаряжении, включает в себя отсекатель-упор 29 начала столба топливных таблеток и отсекатель-прижим 30 конца столба топливных таблеток.

При снаряжении таблетками оболочек 10 последние размещены соосно ложементам 26. Отсекатель-прижим 30 выполнен из индивидуальных, размещенных на кронштейне 31 (фиг. 4) перпендикулярно ложементам 26 пневмоцилиндров, у которых каждый шток 32 подпружинен пружиной 33 и снабжен на торце эластичным материалом (резиной) 34, исключающим повреждение топливных таблеток 35 в момент прижима. У отсекателя-упора 29 на столешнице 27 между каждой парой ложементов 26 выполнены приливы 36 (фиг. 5) с впадинами 37 и отверстиями 38, сообщающимися трубками 39 со съемным бачком 40 с сеткой 41 внутри. Снаряжение включает в себя наклонный стол-накопитель 42 (фиг. 6) оболочек 10, снабженный по крайней мере шестью отсекателями 43, служащими для автоматической расстановки оболочек на определенном расстоянии друг от друга Зубчатые рейки 44 с ложементами 45 имеют как горизонтальное, так и вертикальное перемещение, снабжены приводами 46 и 47.

Для укладки оболочек 10 предназначен ложемент 48 с вибратором 49 и накопительный стол 50 для снаряженных оболочек, вдоль которого в технологической последовательности размещены запрессовочное устройство 51 (фиг. 1) фиксаторов 52 и устройство очистки открытого торца снаряженной оболочки 10, выполненное в виде подвижного в осевом направлении полого штока 53 (фиг. 7), сообщенного с вакуумной системой с волнистой по винтовой линии 54 частью штока, вводимого в полость снаряженной оболочки 10.

Устройство снаряжения соединено с устройством герметизации рольгангом 55 (фиг. 1), со средством поштучной подачи 56 снаряженной оболочки 10 на рольганг 57 либо на рольганг 58 по наклонному столу 59.

Рольганги 57 и 58 снабжены реверсивными двигателями 60, обеспечивающими ввод снаряженной оболочки на герметизацию, вывод и подачу снаряженного ТВЭЛа на химическую поверхностную обработку.

Каждое устройство герметизации (фиг. 8) содержит роликовый зажим 61, пневматический зажим 62, зажим 63 для герметизации снаряженной оболочки 10, зажим 64 для герметизации заглушки 65 привод 66 сварочного давления, цанговый зажим 67, камеру сварки 68, баллон 69 с инертным газом с линией подачи газа в камеру сварки.

Механизм подачи заглушки 65 в камеры сварки параллельно размещенным устройствам герметизации в виде установок контактно-стыковой сварки выполнен из установленных на общем основании с вибратором 70 (фиг. 9) двух виброчаш 71 с раздельной подачей заглушек 65 на каждую установку контактно-стыковой сварки через укрепленные на них лотки 72 в наклонные желоба 73 с фотодатчиками 74 и отсекателями 75 поштучной подачи в горизонтальные ложементы 76, каждый из которых снабжен пневмоцилиндром 77 доталкивания заглушки 65 по ложементу 76, пневмоцилиндром 78 горизонтальной подачи заглушки 65 в цанговый зажим 67 установки контактно-стыковой сварки и пневмоцилиндром 79 ввода ложемента 76 с заглушкой 65 в камеру сварки 68 и вывода ложемента из камеры сварки.

Для вывода снаряженных и герметизированных оболочек ТВЭЛ предназначены рольганги 58 и 57 (фиг.1) с реверсивными двигателями. Эти же рольганги являются транспортным средством подачи ТВЭЛ на узел ультразвукового контроля 80 и на устройство химической поверхностной обработки ТВЭЛ, содержащее проходную камеру 81 химобработки, камеру промывки 82, камеру образования окисной пленки 83 и камеру сушки 84.

Все проходные камеры снабжены двумя проходными сквозными отверстиями 85 и 86 (фиг.10) соосно рольгангами 58 и 57.

Проходная камера 81 снабжена гидравлически связанными предкамерами 87 и 88, сообщенными с циркуляционным контуром 89 подачи химических реагентов и струйной обработки 90. Проходная камера 82 снабжена гидравлически связанными предкамерами 91 и 92, сообщенными с циркуляционным контуром 93 подачи промывного раствора и струйной обработкой 94.

Проходная камера 83 снабжена гидравлически связанными предкамерами 95 и 96, сообщенными с циркуляционными контурами 97 и 98 подачи электролита и промывочного раствора и содержит три группы пластинчатых электродов 99 со сквозными проходными отверстиями, соосными отверстиями 85 и 86, размещенных в гидравлически связанных между собой трех камерах 100, разделенных продольной вертикальной перегородкой 101 с элементами 102 подвода тока.

Проходная камера 84 снабжена контуром 103 струйной сушки горячим воздухом. Наклонный стол выгрузки 104 снабжен отсекателем 105 поштучной подачи ТВЭЛ 10 в транспортную кассету 106 и Г-образным кронштейном 107 (фиг.11) с двумя шарнирно закрепленными балками 108 и 109 с секциями роликов 110 и 111 внизу и узлом их возвратно-поступательного перемещения с помощью пневмоцилиндра 112.

При технологической необходимости для поверхностной химической обработки ТВЭЛ предусмотрено использование устройства поверхностной химической обработки, минуя устройства герметизации.

Для этой цели предусмотрен наклонный стол загрузки 113 (фиг.12) с транспортной кассетой 106, снабженный отсекателем 114 поштучной подачи и конечными выключателями 115, 116 склизами, шарнирно закрепленный к столу распределитель 117 ТВЭЛ по транспортному средству рольгангам 57, 58.

Каждая позиция автоматической линии снабжена отсекателем поштучной подачи ТВЭЛ типа 114 и сбрасывателем в виде поворотной заслонки, которая на чертежах не показана.

Автоматическая линия изготовления ТВЭЛ работает следующим образом.

По наклонному реечному столу 1 заготовка трубки поступает на механизмы отрезки 2 трубок в размер оболочки, контроля 3 длины трубки-оболочки, калибровки 4 одного конца трубки-оболочки, ванны 5 обезжиривания, промывки и сушки наружной и внутренней поверхностей трубок-оболочек, где перемещение трубки-оболочки из ванны в ванну осуществляется механизмом роторно-рычажного перемещения (не показано).

По наклонному столу 12 трубка-оболочка поступает на механизмы запрессовки 6 заглушки 7, взвешивания 8, электронно-лучевую сварку 9 заглушки 7 к трубе-оболочке 10, механизм зачистки 11 сварного шва, где осуществляется зачистка сварного шва путем подачи трубки-оболочки 10 рольгангом 13 в механизм зачистки 11 в виде полого шкива с приводом 14 с радиально противоположно размещенными штырями 15 и шарнирно по вершинам углов 16 закрепленными Г-образными разноплечими рычагами 17 с зачистными элементами 18 на малых плечах рычагов 17 и пазами 19 на других плечах с винтовыми регуляторами 20 величины отклонения поворота рычага 17 относительно свободноразмещенных пазов 19 на штырях 15 шкива 11, оболочка зажимается цанговым патроном 21, механизм которого сблокирован с датчиком, и при вращении шкива 11 зачистными элементами, вращающимися вокруг сварного шва оболочки, осуществляется зачистка сварного шва. Степень глубины зачистки регулируется винтовыми регуляторами 20. После зачистки трубка-оболочка 10 рольгангом 13 возвращается на наклонный стол 12 и поступает на устройство 22 ультразвукового контроля сварного шва.

Проверенная оболочка 10 рольгангом 23 подается на снаряжение оболочки топливными таблетками и укладывается по крайней мере по шесть штук в ряд соосно ложементам 26, на которых формируется столб топливных таблеток заданной длины. Столбы топливных таблеток по крайней мере на шести ложементах 26 формируются следующим образом. Топливные таблетки из вибропитателя 24 через питающие трубки 25 поступают на горизонтальные ложементы 26, где за счет вибрации от вибратора 28 столешницы 27 таблетки перемещаются до упора-отсекателя начала столба 29.

Конец столба топливных таблеток прижимается отсекателем-прижимом 30, а затем срабатывает упор-отсекатель, и столб таблеток уходит в оболочки 10. Отсекатель-прижим 30, выполненный из пневмоцилиндров, у которых каждый шток 32 подпружинен пружиной 33 и снабжен на торце эластичным материалом (резиной), обеспечивающим надежный прижим конца каждого столба таблеток 35, исключает проскок лишних таблеток в оболочку 10.

Для сбора упавших с ложементов 26 таблеток и крошек выполнены у отсекателя-упора 29 на столешнице 27 между каждой парой ложементов 26 приливы 36 с впадинами 37 и отверстиями 38, куда при вибрации смещаются упавшие таблетки и крошка, которые по трубкам 39 падают в съемный бачок 40 с сеткой 41, обеспечивающей отделение крупной фракции от мелкой.

Оболочки 10 на снаряжение укладываются следующим образом. С рольганга 23 оболочки 10 поступают на наклонный стол-накопитель 42 (фиг.6), снабженный по крайней мере шестью отсекателями 43, служащими для автоматической расстановки оболочек на определенном расстоянии друг от друга. Зубчатые рейки 44 с ложементами 45 снизу вверх поднимают оболочки 10 с помощью пневмоцилиндра 47 и с помощью привода 46 перемещают оболочки 10 и опускают их на ложемент 48 на снаряжение. Эти же зубчатые рейки снимают снаряженные оболочки и направляют на наклонный стол 50 накопитель снаряженных оболочек.

По наклонному столу 50 снаряженные оболочки поступают на устройство запрессовки 51 (фиг. 1) фиксаторов 52 в открытый конец оболочки и на очистку открытого торца. Очистка открытого торца снаряженной оболочки осуществляется подвижным в осевом направлении полым штоком 53 (фиг.7), сообщенным с вакуумной системой. Благодаря выполнению волнистой по винтовой линии 54 частью штока, вводимого в полость оболочки, происходит центробежный пневматический удар с высокой степенью очистки конца оболочки от пыли.

Снаряженная оболочка 10 рольгангом 55 (фиг.1) и средством поштучной подачи 56 подается на рольганг 57 либо по наклонному столу 59 на рольганг 58.

С помощью реверсивных двигателей 60 рольгангам 57 и 58 задается правое, либо левое вращение. По сигналу датчиков (не показаны) при вращении приводов снаряженная оболочка 10 вводится открытым торцом в одну из сварочных камер 68 (фиг. 8) параллельно размещенным установкам контактно-стыковой сварки и при этом зажимаются: роликовый зажим 61, пневматический зажим 62 и зажим 63 для герметизации снаряженной оболочки 10.

Одновременно при работе вибратора 70 (фиг.9) из двух виброчаш 71 заглушки 65 через укрепленные на виброчашах лотки 72 поступают в наклонные желоба 73 с фотодатчиками 74 и отсекателями поштучной подачи 75 в горизонтальные ложементы 76. Фотодатчиками 74 осуществляется отсчет количества заглушек, поступающих на герметизацию ТВЭЛ.

С помощью пневмоцилиндра 77 заглушка 65 доталкивается по ложементу 76 и пневмоцилиндром 79 вводится вместе с ложементом в камеру сварки 68, где заглушка 65 пневмоцилиндром 78 вводится в цанговый зажим 67, и ложемент 76 пневмоцилиндром 79 выводится из камеры сварки. Зажимаются зажимы 64 и 67 для герметизации заглушки 65. Камера сварки 68 и оболочка 10 подвергаются вакуумированию, а затем в них из баллона 69 подается инертный газ (например гелий).

Включается привод 66 сварочного давления. Торец заглушки 65 прижимается к торцу оболочки 10, и происходит пластическая деформация торцов оболочки и заглушки под действием сварочного усилия. Режим сварки осуществляется при следующих параметрах: напряжение на конденсаторах 450 500 В; сварочный ток 25-30 кА; время сварки (0,02-0,08)^o10^-3 с; емкость конденсаторов 20000 мкФ; удельное давление в стыке 15-20 кгс/мм.

По окончании сварки сварочные камеры 68 раскрываются, зажимы 64, 63, 61 и 62 раскрываются, включаются реверсивные двигатели 60 рольгангов 57 и 58, и ТВЭЛы 10 выводятся из камер сварки 68 и направляются на узел ультразвукового контроля 80 (фиг. 1) сварного шва, а затем на поверхностную химическую обработку, где через сквозные проходные отверстия 85 и 86 (фиг.10) ТВЭЛы 10 поступают в проходную камеру 81 химобработки с предкамерами 87,88, сообщенными с циркуляционным контуром подачи химических реагентов 89 и струйной обработки 90.

После химобработки ТВЭЛы 10 по тем же сквозным проходным отверстиям 85 и 86 поступают в проходную камеру 82 промывки с предкамерами 91 и 92, сообщенными с циркуляционным контуром 93 подачи промывочного раствора и струйной обработкой 94.

В проходной камере 83, снабженной предкамерами 95 и 96 и контурами 97 и 98 подачи электролита и промывочного раствора и тремя группами пластинчатых электродов 99 со сквозными проходными отверстиями осуществляют анодирование циркониевой оболочки ТВЭЛа 10.

При этом через систему 102 постоянно проводится электрический ток на группы пластинчатых электродов 99. При входе переднего конца ТВЭЛа 10 в зону анодирования замыкается цепь рабочего тока через входную крайнюю и среднюю группы электродов. Рабочий ток составляет 80-85% от номинала. После входа ТВЭЛа 10 в последнюю группу электродов устанавливается стационарный режим двухстороннего прохождения рабочего тока, который сохраняется на этом уровне до выхода второго конца ТВЭЛа из входной крайней группы электродов. Таким образом обеспечивается равномерность анодной пленки на поверхности ТВЭЛа.

Электролит через предкамеру 95 сливается по циркуляционному контуру 97 и возвращается обратно в проходную камеру 83.

Затем ТВЭЛы 10 проходят промывку в предкамере 96, сообщенной с циркуляционным контуром 98.

После отмывки ТЭВЛы поступают в проходную камеру 84 с контуром струйной сушки 103 горячим воздухом и на наклонный стол выгрузки 104 в транспортную кассету 106 с отсекателем поштучной подачи 105 и Г-образным кронштейном 107 с двумя шарнирно закрепленными балками 108 и 109 с секциями роликов 110, 111 внизу для съема с рольгангов 57 и 58 ТВЭЛ 10 и переноса на наклонный стол 104 с помощью воздействия пневмоцилиндра 112 на Г-образный кронштейн 107.

Предусмотрено и индивидуальное использование установки поверхностной химобработки, для чего установлен наклонный стол 113, по которому ТВЭЛы 10 из транспортной кассеты 106 через отсекатель поштучной подачи 113 распределяются распределителем 117 через конечные выключателисклизы 115 и 116 на рольганг 57, либо на рольганг 58 и на химическую обработку.

Опытный образец автоматической линии изготовлен и испытан. Испытания дали положительный результат.

Все операции проводятся в автоматическом режиме.

Формула изобретения

1. Автоматическая линия изготовления тепловыделяющих элементов, содержащая устройства подготовки оболочек к снаряжению со сваркой заглушки с одним концом оболочки, снаряжения столба топливных таблеток в открытый конец оболочки, герметизации открытого конца снаряженной оболочки с механизмом подачи заглушки и сваркой под давлением инертного газа под оболочкой, поверхностной химической обработки, размещенные в одном потоке и имеющие транспортные средства проводки с устройства на устройство, отличающаяся тем, что устройство подготовки оболочек к снаряжению снабжено механизмом зачистки сварного шва оболочки с заглушкой, установленным после устройства сварки заглушки с одним концом оболочки, устройство снаряжения включает столешницу с вибратором с горизонтальными ложементами в виде направляющих, вибропитатель поштучной подачи топливных таблеток на упомянутые ложементы для формирования столба топливных таблеток, устройство контроля длины столба топливных таблеток с отсекателем-упором начала столба и отсекателем-прижимом конца столба топливных таблеток, где каждый отсекатель-прижим выполнен из индивидуальных размещенных на кронштейне перпендикулярно ложементам пневмоцилиндров, у которых каждый шток подпружинен и снабжен на торце эластичным материалом, а у отсекателя-упора между каждой парой ложементов на столешнице выполнены приливы с впадинами и отверстиями, сообщающимися трубками со съемным бачком с сеткой внутри, и устройство очистки открытого торца снаряженной оболочки в виде подвижного в осевом направлении полого штока, сообщенного с вакуумной системой, с волнистой по винтовой линии частью поверхности, вводимой в оболочку, и устройство запрессовки фиксатора в открытый конец снаряженной оболочки, в устройстве герметизации отверстие ввода снаряженной оболочки на герметизацию сваркой является одновременно отверстием вывода тепловыделяющих элементов из устройства герметизации, соосно с котором расположен рольганг с реверсивными двигателями, являющимся средством проводки снаряженных оболочек в устройство герметизации и средством проводки тепловыделяющих элементов из устройства герметизации в устройство поверхностной химической обработки, выполненное в виде последовательно расположенных соосных проходных камер, имеющих по крайней мере по два сквозных проходных отверстия для тепловыделяющих элементов, и включает в себя камеру образования окисной пленки на тепловыделяющем элементе и дополнительный наклонный стол загрузки тепловыделяющих элементов.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что механизм зачистки сварного шва устройства подготовки оболочек включает рольганг осевой подачи оболочки и выполнен в виде полого шкива с приводом и с радиально противоположно размещенными штырями и шарнирно по вершинам углов закрепленными Г-образными разноплечими рычагами с зачистными элементами на малых плечах рычагов и пазами на других плечах с винтовыми регуляторами величины отклонения поворота рычагов относительно свободно размещенных пазов на штырях шкива, причем перед полым шкивом коаксиально перемещаемой по рольгангу оболочке установлен цанговый патрон, механизм которого сблокирован с датчиком.

3. Линия по п.1, отличающаяся тем, что камера образования окисной пленки устройства поверхностной химической обработки снабжена элементами подвода электрического тока и контуром циркуляции электролита.

4. Линия по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный стол загрузки тепловыделяющих элементов устройства поверхностной химической обработки снабжен конечными выключателями-склизами и шарнирно прикрепленным к столу распределителем тепловыделяющих элементов по транспортному средству проводки тепловыделяющих элементов на химическую поверхностную обработку.

5. Линия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве эластичного материала для отсекателей-прижимов использована резина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12