CN1107248A - 将核燃料芯块装入包壳管中 - Google Patents
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Abstract
将混合氧化燃料芯块(1)装入管子之后，把封闭
区中的一个端塞(25)插入核燃料棒包壳管(4)端部
中。在燃料芯块装载操作期间，一个活动套筒(12)和
一个端塞载体(24)，保护包壳管(4)的外表面和端塞
(25)的外表面免于沾污。将安装在包壳管(4)端部的
套筒(12)，插入安排在封闭区域墙壁中的一个密封装
置(13)中。然后位于端塞载体(24)中凹坑(35、36)
内的端塞(25)，通过将载体滑过套筒(12)，插入包壳
管(4)的端部。在移出包壳管(4)时，套向(12)和载体
(24)留在密封装置(13)中，以便在下一次芯块装载操
作时，将它们推入封闭区。
Description
本发明涉及将核燃料芯块装入包壳管中，以构成在核反应堆中使用的核燃料棒。
更具体地说，本发明涉及在已经装载了一叠层燃料芯块之后将端塞插入包壳管中，其中芯块是由二氧化铀和二氧化钚构成的混合氧化燃料制成。
因为在处理含钚的燃料芯块所涉及的放射性危害，所以它们的制造在用α辐射屏蔽所包围的封闭区域中进行。当将封闭区域内的燃料芯块装载到封闭区域外的包壳管中时，通过管的端部插入的芯块，向封闭区域内凸出。结果，在管的端部沾染了放射性。这样需要将燃料棒进行去污处理，由于增加了制造费用所以这是不希望的。
本发明的目的是在燃料芯块装载之后，不需要对燃料棒再进行去污处理。
按照本发明一方面提供一种装置，该装置用于在将核燃料芯块装载进所说的包壳管之后，将端塞插入燃料棒包壳管中，所说的装置包括一个可移动地安装在包壳管一端的一条套筒，所说套筒可滑动地位于弹性密封装置中，一个载体具有密闭的凹坑以便在其中置放一个端塞用于密闭包壳管的一端，该载体在套筒中能滑动使得移动载体通过套筒，将端塞插入所说包壳管的一端，这样的安排结果是在提出带着端塞的包壳管时，在弹性密封装置中留下了套筒和载体。
最好，套筒有一个由套筒一端延伸的缩小直径部分的内座表面，该座面适于与包壳管端相配。
最好座面由所说的套筒的一端向与包壳管端表面相吻合的内端面延伸。
该座表面可以与包壳管紧配合。
在一个最佳实施例中，端塞具有一个头部，其有一个端表面和周围表面，而在载体中的凹坑深度足以围绕端塞的端表面和周围表面。
最好，在提出包壳管时，止动装置将套筒和载体保持在弹性密封装置中。
该弹性密封装置可以是有许多适宜的弹性环的松紧口密封型装置，以便压紧套筒。
按照本发明另一方面提供一种方法，该方法是在将核燃料芯块装入所说的包壳管中后，把一个端塞插入燃料棒包壳管中。所说的方法包括如下步骤：将一个套筒安装在包壳管的一端;将套管插在一个弹性密封装置中;把一个载体引入所说的套筒中;所说的载体有一个密闭的凹坑，其中装有一个端塞，在将载体导入套筒中时该端塞被插入所说的包壳管的一端，并且提出插着端塞的所说的包壳管的同时在密封装置中留下套筒和载体。
最好，该方法还包括下面步骤：在随后的芯块装载顺序中，通过将一个套筒安装在新的燃料棒包壳管中，将套筒和载体由密封装置中移出。
现在通过参照附图举例来描述本发明的实施例：
图1是用于将燃料芯块装入一根燃料棒包壳管中装置的示意图。和
图2a，2b，2c，2d和2e表示在装载芯块顺序中相继的步骤。
参考图1，由二氧化铀和二氧化钚组成的混合的氧化物燃料所制成的圆柱体燃料芯块1，在一个由辐射屏蔽墙3所限定的封闭区域2的范围内、排成几排。将燃料芯块基本上装载到位于封闭区外的燃料棒包壳管4中，以构成一条核燃料棒。
在封闭区域2内，将芯块1端部对端部地排列在支撑托盘5内的一个槽中。托盘5开有许多条平行的槽，在其中形成几排燃料芯块。通过与传送机械相连的杆7、将托盘5上的一排芯块1推到称重道6上。一个送料止动器9限制装载的芯块9直到构成含有需要数目的芯块的一叠层为止。当该叠层达到所需长度时，如同称重道的称重装置所测定的那样，它向前移动到振动台10。通过振动称重道6，上述情况可以实现。
在封闭区域外的，装有底部端塞11的一条包壳管4，与芯块叠层位于一条直线上，压在包壳管端部上是一个活动套筒12，其可滑动地位于一个弹性松紧口密封装置13中，套筒12最好是由塑料制成的。将松紧口密封装置13固定到一个安装板14上，而且通过一个隔膜15将安装板14弹性地连接到封闭屏蔽墙3上。套筒12通过安装板中的一个中央开孔16延伸，而其端面17靠在一个可伸缩的阻止板18上。松紧口密封装置是由几个橡皮环19构成，其每一个分成几个扇形区。当套筒12通过密封中心时，橡皮环19变形但是通过将橡皮环压紧靠着套筒，保持可靠的密封接触。操作夹紧装置20使其轻轻地夹住包壳管4，将它定位并将一个端部止动器21移动到底部端塞11之上，以阻止包壳管纵向移动。
在操作中，通过连接到一个双模态振动器（未示出）上，将振动台10和包壳管4置于振动状态中。上述操作使得芯块叠层，沿着与振动台10整体构成的导向管22移动。导向管22的端部部是一个半环形的通道23，其引导叠层通过套管12并将它引入包壳管4中。显然，导向管22是由与燃料芯块相适应的材料制成，适合的例子是不锈钢或锆合金。燃料芯块，沿着包壳管4移动直到前边芯块碰到底部和端塞11为止。
以上描述的将燃料芯块插入包壳管中的安排，只是举例而已，而与其它系统的合作，例如，软处理表面、或芯块插入锤体也可使用。
在将振动台10和导管22收起并停车之后，一个活动的插塞载体24（参看图2C）用于将一个顶端塞25和空腔弹簧26插入包壳管4的端部。最好插塞载体24是由塑料材料制成。缩回的包壳管4通过一个围长焊接机28，进行周边焊接将顶端塞25接合到包壳管上。进一步缩回包壳管、将顶端塞25带入一个充氮焊接装置29中，其通过端塞中的一个细孔30（参见图2c），将氮注入到管中，然后以焊接材料将孔填满。
现在将装载芯块程序，特别参照图2a、2b、2c、2d和2e予以描述。
图2a表示在一端装有底端塞11而在另一端安装有活动套筒口的包壳管4。在套筒的一端有一个缩小的直径座31。其紧配合地座在包壳管4的端部上。座31的内端面32和包壳管4的端而33相匹配。所以，座31覆盖了包壳管的外端表面，由此，避免了在封闭区域2中环境所引起的放射性沾污。
当包壳管4沿箭头A的方向运动时，套筒12啮合套筒12a、封闭一个插塞载体24a，而载体24a跟随着先前的芯块装载手续之后，装在松紧口密封装置B中。在一个收回位置中带有止动板18，新的套筒12将套筒和端塞载体装置，推出松紧口密封装置13之外而进入封闭区域2中（图2b）。由于在把先前使用的套筒和端塞载体从密封装置中移出之前，新的套筒12已进入松紧口密封装置13中，所以，避免了放射性物质由封闭区域中的泄漏。然后，降下止动板18而对套筒12的端表面17提供一个定位。
图2c表示导管22的半环端通道23向套筒12中的延伸。如前所述，在振动台10和包壳管的振动下，芯块1沿着半环形通道23移动，然后进入包壳管直到装载的芯块碰到底端塞11为止。当芯块叠层装入导管4中，台10和导管32被缩回。
然后使用活动的插塞载体24，将顶端塞25与空腔弹簧26一起压入包壳管4的端部内。插塞载体是圆柱形并且其外径能在套筒12内滑配合。沿着插塞载体24的纵轴开的一个盲孔35，在它的前端具有一个直径增大的凹坑36。该凹坑的深度足以完全容纳顶端塞25的头部37。尤其重要的是保证头部37的端表面38和周边表面39被完全覆盖，以便避免可能的沾污。在顶端塞25的前端有一个肩部40，给空腔弹簧26提供一个座。在将振动台10和导管22缩回并停车后，一个在封闭区域内装有的遥控机械手（未示出），可用来把插塞载体24推过套筒12并将顶端塞与包壳管4的端部紧配合。在安装顶端塞期间，端止动器21阻止包壳管的轴向运动。在燃料芯块随后的处理和运输期间，空腔弹簧26起到限制燃料芯块的作用，使得它们不致出危险。
如图2d所示，向内移动反应板27定位在套筒12之后，同时松开夹紧装置并收回端止动器21以清除底端塞11。当燃料棒提出时，套筒12和插塞载体24仍保留在松紧口密封装置13中（见图2c）。如前所述为了端塞焊接和充氮，然后，燃料棒通过围长焊接机28和焊接装置29，以完成燃料棒的装配。对于下一个燃料棒，然后重复上述操作顺序。
可以看出，在装载芯块期间，包壳管或顶端塞没有一个外表面，暴露在封闭区域内的放射性环境中。这样就不需要将燃料棒进行昂贵的去污处理。
Claims (9)
1、一种在将核燃料芯块(1)装入所说的包壳管之后，用于把一个端塞(25)插入燃料棒包壳管中的装置，其特征在于：一个套筒(12)可移动地安装在包壳管(4)的一端，所说的套筒(12)可滑动地置于弹性密封装置(13)中，一个载体(24)具有一个密闭的凹坑(35、36)，在其中放置一个端塞(25)以便封闭所说的包壳管(4)的一端，该载体(24)可在套筒(12)中滑动，因此移动载体(24)穿过套筒(12)将端塞(25)插入包壳管(4)的端部中，由此提出带着端塞(25)的仓壳管(4)而将套筒(12)和载体(24)留在密封装置(13)中。
2、按照权利要求1所述的一种装置，其特征在于：套筒（12）具有一个由套筒（12）一端延伸的缩小直径部分的内座表面（31），其中座表面（31）适宜与所说的包壳管（4）的一端相配。
3、按照权利要求2所述的一种装置，其特征在于：座表面（31）由所说的套筒一端延伸到内端表面（32），该端表面（32）与包壳管（4）的一个端表面（33）相吻合。
4、按照权利要求2所述的装置，其特征在于：该座表面（31）和包壳管（4）是紧配合。
5、按照权利要求1所述的装置，其特征在于：端塞（25）有一个头部（37）其有一个端表面（38）和一个周围表面（39），其中所说的凹坑（35、36）具有深度足以围绕着端表面（38）和周围表面（39）。
6、按照前述权利要求中的任何一项所述的装置，其特征在于：在提出包壳管（4）时，所提供的止动装置保持套筒（12）和载体留在弹性密封装置（13）中。
7、按照前述权利要求中的任何一项所述的装置，其特征在于：弹性密封装置（13）包括有许多适宜的弹性环（19）的松紧口密封型装置以便压紧套筒（12）。
8、一种在将核燃料芯块（1）装入包壳管（4）中后，把一个端塞（25）插入燃料棒包壳管（4）中的方法，其特征在于：所说的方法包括以下步骤：将一个套筒（12）安装在包壳管（4）的一端;将套筒（12）插入弹性密封装置（13）中，将一个载体（24）引入所说的套筒（13）中，所说的载体（24）其中装有一个端塞（25），在将载体（24）导入套筒（12）中时，将该端塞（25），在将载体（24）导入套筒（12）中时，将该端塞（25）插入所产包壳管（4）的一端，并且提出带着所插端塞（25）的所说包壳管（4），同时留下位于密封装置（13）中的套筒（12）和载体（24）。
9、按照权利要求8所述的方法，其特征在于：以下步骤，即在随后的芯块装载顺序中，通过将一个套筒（12）安装在新的燃料棒包壳管（4）中，将套筒（12）和载体（24）由密封装置（13）中移出。
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