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

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРР 664036, кл, С 01 Р 1/24, 199,Заявка Японии50-.21105,кл, С 01 Р 11/26, 1970.Заявка ЕПВ Р 008 1378,кл. С 21 С 24/04, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ЗАГРУЗКИ СЬБУЧЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА В ОБОЛОЧКУ ТЕП-ЛОВЬЩЕЛЯМШЕГО ЭЛЕМЕНТА И ДОЗАТОР ДЛЯЗАГРУЗКИ СЫПУЧЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВАВ ОБОЛОЧКУ ТЕПЛОВЫДЕЛЯ 04 ЕГО ЭЛЕМЕНТА(57) Изобретение относится к областиядерной техники, в частности к устройствам изготовления тепловыделяющих элементов с гранулированным ядерным топливом, Целью изобретения является повышение качества и производительности при загрузке топливав оболочку ТВЭЛа любого типоразмераи повышение точности дозирования.Устройство содержит дозаторы 1 и 2,взвешивающее устройство 5 и устройство 6 для постоянного размещениякомпонентов топлива. Устройство 6 вы 801428077, ) 5 С 21 С 21/ОО,Ст 01 Р 11/ полнено в виде полой емкости с коническим днищем 7, которое снабжено заслонкой 8 с приводом 9, Компьютер3 10, через преобразователь 11 часто" та - 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 ии заслонкой 8. Дозаторы 1 и 2 содержат вращающийся барабан 22 с от" верстием 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 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, 142807Изобретение относится к области ядерной техники, конкретна - к ме:ханике изготовления тепловыделяющихэпементов для ядерных реакторов с использованием гранулированного ядерного топлива, и может быть использовано для усовершенствования оборудования для дазирования и загрузки в оболочку тепловыделяющих элемен тов сыпучего ядерного топлива.Целью изобретения является повы:шение качества и производительности при загрузке в оболочку любого типоразмера тепловыделяющего элемента 15 и повышение точности доэирования.На фиг,1 изображена схема устройства дпя загрузки сыпучего ядерногоо топлива в оболочку теплавьделяющего элемента;. на фиг,2 - вид 20 па стрелке А на фиг.1; на фиг.3 дозатор устройства загрузки сыпуче.го ядерного топлива в оболочку теп,ловыделяющего элемента (разрез Б-Б на Фиг,1); на фиг.4 - разрез В-В на 25 Фиг.З; на Фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.б - разрез Д-Д на фиг.1 на фиг.7 изображено послойное размещение фракций топлива в полой ем:кости. 30Устройство 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 устройстэо 5 и устройство для послойного ра.эмещения компоне 11- тов топлива. Она выполнено в виде полой емкости 6 с коническим днищем 7, которое снабжено заслонкой 8 с приводом 9. На взвешивающем устройстве 5 установлено устройство б, 1Устройство для загрузки ядерного 45топлива в оболочку твэла снабжено 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, установленными с ваз.можностью взаимодействия, через секторы 15 и 16 с доэаторами 1 и 2, а через устройство 17 вывода дискрет-ных сигналов связан с приводами 3 и 4 доэаторав 1 и 2 и заслонкой 8. Между дозатарами 1 и 2 и полой емкостью 6 установлена воронка 18,причем в самой емкости 6 располагается распылитель 19 в виде спиральной пружины, а под ней размещена ещеодна воронка 20, горловина которойрасполагается в оболочке 21 тепловыделяющего элемента при засыпкесыпучего материала в нее.Дозатор содержит вращающийся барабан 22 с дозирующим отверстием23 и выходным каналом 24, ссыпноеотверстие 25 которого расположенопротивоположно дозирующему отверстию23 (см, фиг.2) в торцовой стенке барабана 22. Дозатор также содержит механизм регулирования дозы сыпучегоядерного топлива, который выполненв виде сектора 15 с развернутым углом, причем сектор 15 установлен своэможностью совместного вращения сбарабаном 22, Барабан 22 снабжен пе"регородкой 26, в которой размещено,доэирующее отверстие 23. Внутренняяполость барабана 22 снабжена двумяконцентрично.установленными шнеками27 и 28, причем шнек 28 закреплен настенке барабана 22, а шнек 27 на асивращения 29 . При этом дозирующее отверсти, 23 размещено между концевымикромками а и б шнеков 27 и 28 соответственно (см. Фиг,б). Каждый барабан 22 дозаторов имеет устройство.30 для засыпки в него сыпучего мате".риала.Устройство для загрузки и дозаторработают следующим образом,Каждый барабан 22 дазаторов 1 и2 через устройство 30 загружаются соответствующей фракцией гранулированного порошка в количестве, достаточном дпя снаряжения нескольких тепловыделяющих элементов. Оператор нажа"тием клавиши компьютера подает команду на начало загрузки топлива из дозаторов 1 и 2 в устройство 6 дляпослойного размещения топлива,Компьютер 10 па заданной программе включает привод 3 барабана 22 дозатора 1, который начинает вращаться. Шнек 28 подгребает гранулят кпоперечной перегородке 26, а шнек27 отгребает излишки гранулята атперегородки. Таким образом, высотаслоя гранулята в районе перегородки26 поддерживается постоянно равнойвысоте шнека 28 и не зависит от ко-,личества гранулята в барабане 22. Втат момент, когда доэируюшее отверстие 23, расположенное в попереч 1428077ной перегородке 26, оказывается вкрайнем нижнем положении, сектор 16начинает взаимодействовать с датчиком положения 14 и компьютер отключает привод 3 барабана 22 на заданное время (0-1 с)., При этом гранулят через дозирующее отверстие 23перетекает в выходной канал 24,Таким образом, происходи г отбор. пор"ции гранулята, величина которой определяется временем остановкиПридальнейшем вращении барабана 22 сектор 16 перестает взаимодействоватьс датчиком положения 14, и компьютер выключает привод 3 барабана 22.На этом первый рабочий цикл дозатора1 заканчивается, и порция гранулятаиз выходного канала 24 через ссыпноеотверстие 25 и воронку 18 поступаетв полую емкость 6 и.посредством распылителя 19 укладывается ровным тонким слоем. Через 015 с (время, необ. ходимое для успокоения взвешивающегоустройства) компьютер Фиксирует Фактическую массу порции и сравниваетее с заданной и при наличии отклонечия производит коррекцию времени остановки в последующем рабочем цикледанного дозатора.Аналогичным образом происходитрабочий цикл дозатора 2. Затем сновавключается в работу дозатор 1 и т.д.В процессе работы дозаторов 1 н 2компьютер производит расчет и стабилизацию Фактической средней величинымассы порции каждого компонента, темсамым постоянно выдерживается заданное соотношение между компонентами всмеси и обеспечивается набор заданнойсмеси в сумме и по фракциям.После отработки заданного количества цикпов компьютер включает электромагнитный привод 9 заслонки. 8,иподготовленная смесь компонентов по.ступает через воронку 20 в вибрирующую оболочку 21 твэла,Вследствии действия множества различных случайных факторов Фактическаямассапорции будет отличаться от заданной. Само по себе такое единичноеотклонение в пределах одной - двух.порций незначительно, но если не при"нить мер к его устранению, то суммарное отклонение от порции к порциибудет увеличиваться. Для устраненияи компенсации таких единичных откпонений компьютер производит коррекциювоемени остановки в последующем ра тепловыделяющих элементов за счет со 45 крашения числа транспортных операций,упростить обслуживание и настройку устройства, осуществлять загрузку оболочек малого диаметра, за счетвозможности регулирования порций иконтроля процесса послойной загрузкиповысить качество тепловыделяющихэлементов, т.е. сократить число тепловыделяющих элементов, возвращаемых на переработку, уменьшить габариты устройства загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку тепловьщеляющего элемента, уменьшить капитальные и эксплуатационные затра-. ты. 1015 20 25 30 ЗБ40 бочем цикле данного дозатора. В результате этого следующая порция данной Фракции изменится на необходимую величину и скомпенсирует отклонение предыдущей порции.За первым рабочим циклом доэатора 1, следует первый рабочий цикл дозатора 2, который выполняется аналогично. По его завершению порция фракции гранулята иэ барабана дозатора 2 через воронку 18 поступает в полную емкость 6 ипосредством распылителя 19 укладивается ровным тонким слоем на слоей гранулята из барабана дозатора ь Компьютер Фиксирует величину массы этой порции и вводит коррекцию дйй СиадуЮИЕЙ ПОРЮИ Дааеей фоаКЦИИ,фасиаа следует второй рабочий цикл дозакора 1. Вторая порция гранулята ир".дозатора 1, измененная относительн 4.: первой порции из этого же дозатора 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 набор задзнной массы смеси и вьщерживается с высокой точностью соотношениемежду фракциями во всем объеме емкости 6.Использование предлагаемого технического решения позволяет повыситьпроизводительность загрузки оболочекФормула изобретения1. Устройство для загрузки сыпучего ядерного топлива в оболочку теплавыделяющего элемента, содержащее оснащенное приводами и доэаторами 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 ца взвешивающем устройстве, и компьютером, который че" рез преобразователь связан со взвешивающим устройством через устройство ввода дискретных сигцалов с датчиками положения, установленными с возможностью взаимодействия с доза- торами, а через устройство вывода дискретных сигналов с приводами дозаторов и заслонки.ГТ 2, Дозатор для загрузки сыпучегоядерного топлива в оболочку тепловыделяющего элемента, содержащий вращающийся барабан с дозирующим отверствием и выходным каналом, ссыпцоеотверстие которого расположено противоположно доэирующему отверстию вторцовой степке барабана, и механизм 10 регулирования дозы сыпучего ядерного топлива, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностидоэирования, барабан снабжен поперечной перегородкой, в которой размещено 15 доэирующее отверстие, внутренняя полость барабана снабжена двумя концентричцо установленными шнекамц с винтами противоположного направления,причем один из шнеков закреплен на 2 О стенке барабана, а второй на оси вра-,щения, дозирующее отверстие размещено.между концевыми кромками шнеков, амеханизм регулирования дозы сыпучегоматериала выполнен в виде сектора с 25 развернутым углом, установленного свозможностью совместного вращения сбарабаном.Звф13428077 Фие ие Составитель А,Доронактор Н.Коляда Техред И.Дидык Корректор А,Обруча з 433 Тираж 349 ВНИИПИ Государственйог по делам.изобретени 33035, Москва, Ж, РаувПодписнокомитета СССРи открытиикая наб., д. ул. Проект Зроиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужго