CN113168924B - 用于将至少一个核燃料棒插入核燃料组件的间隔格栅中的方法和装配系统 - Google Patents

Abstract

本方法包括在使燃料棒(4)穿过与间隔格栅(14)对齐的润滑室(30)的情况下将燃料棒(4)插入穿过沿装配轴线(A)对齐的间隔格栅(14)，使得在将燃料棒(4)插入穿过一个间隔格栅(14)之前燃料棒(4)穿过润滑室(30)，以及使含有气体和气相和/或雾状的润滑剂的润滑流体在润滑室(30)中循环，润滑流体在严格高于环境温度的温度下被注入润滑室(30)中，使得润滑剂在正在被插入穿过所述一个间隔格栅(14)的燃料棒(4)的外表面上以液相沉积或凝结，从而形成润滑剂膜。

Description

用于将至少一个核燃料棒插入核燃料组件的间隔格栅中的方 法和装配系统

技术领域

本发明涉及用于将至少一个核燃料棒插入核燃料组件的间隔格栅中的方法和装配系统。

背景技术

核反应堆包括由并排布置的多个核燃料组件形成的反应堆堆芯。

每个燃料组件包括沿燃料组件轴线延伸的一束平行核燃料棒以及支撑燃料棒的保护壳。

每个燃料棒通常包括包裹裂变材料的管状燃料棒包壳，裂变材料例如以堆叠在管状包壳中的燃料芯块的形式提供。

保护壳尤其包括沿燃料棒棒束分布的多个间隔格栅，每个间隔格栅被配置为用于以间隔的关系沿组件轴线并且横向于组件轴线支撑燃料棒。

每个间隔格栅包括网眼的网格结构，网眼包括管网眼和燃料棒网眼，每个燃料棒网眼接收燃料棒棒束中的相应的燃料棒。间隔格栅的每个燃料棒网眼都设有例如位于燃料棒网眼的一个或多个侧壁上的支撑特征，例如，一个或多个柔性弹簧和/或一个或多个刚性凹座。

鉴于将燃料棒安装到保护壳中，可以将保护壳刚性地附接到装配台架或装配台上，间隔格栅在插入方向上对齐，每个间隔格栅垂直于插入方向延伸，并且可以将每个燃料棒沿插入方向插入穿过间隔格栅。

然而，将燃料棒插入穿过间隔格栅可能会由于与接收燃料棒的燃料棒网眼的支撑特征接触而导致燃料棒包壳刮伤，并且可能会由于在燃料棒与间隔格栅的支撑特征之间的接触区域中划痕的积累而导致可能产生毛刺。

考虑到限制摩擦力和防止划痕的形成，为了将燃料棒插入穿过间隔格栅可以润滑燃料棒。

如果润滑剂不是水，则必须在将核燃料组件插入反应堆堆芯之前去除润滑剂，以避免任何化学反应，这些化学反应可能对在核反应堆初级回路中使用的材料有害。这种去除可能非常困难，并且应证实没有污染，即燃料组件上没有残留的润滑剂，特别是没有残留的润滑剂进入燃料棒与间隔格栅之间的接触区域。非水润滑剂也可能最后使燃料棒包壳出现腐蚀问题。

US3757403教导了在将核燃料棒插入间隔格栅组件之前将白霜状沉积物(即“类似于白霜的半孔干霜”)施加到核燃料棒上。为此，将燃料棒在潮湿气氛中冷却到大约0℃，或者，将燃料棒冷却到低于0℃的温度并在潮湿环境中使该燃料棒加热到大约-10℃至0℃之间的温度。使用干冰冷却燃料棒，例如通过将燃料棒放在干冰上方的架子上。

然而，将燃料棒冷却至低温和/或使用冰来冷却燃料棒具有不受控制的冰积聚的风险，这可能会在将燃料棒插入穿过间隔格栅时损坏间隔格栅的支撑特征，例如弹簧。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种将核燃料棒插入核燃料组件的保护壳中的方法，该方法限制了损坏燃料棒或间隔格栅的风险，易于实施并限制了燃料组件被污染的风险。

为此，本发明提出了一种将燃料棒插入穿过核燃料组件的间隔格栅的方法，该方法包括：在使燃料棒穿过与间隔格栅对齐的润滑室的情况下，将燃料棒插入穿过沿装配轴线对齐的间隔格栅，使得在将燃料棒插入穿过一个间隔格栅之前，燃料棒穿过润滑室；以及使包含气体和气相和/或雾状的润滑剂的润滑流体在润滑室中循环，润滑流体在严格高于环境温度的温度下被注入润滑室中，使得润滑剂以液相沉积或凝结在正在被插入穿过所述一个间隔格栅的燃料棒的外表面上，从而形成润滑剂膜。

在燃料棒上沉积或凝结有液相润滑剂的情况下，将燃料棒插入穿过间隔格栅能够获得燃料棒的有效润滑，从而限制损坏燃料棒和/或间隔格栅的风险。利用少量润滑剂就能轻松高效地实现润滑。润滑剂例如是水，因此限制了化学风险并避免了在燃料棒插入之后去除润滑剂的需求。

在特定的实施方式中，插入燃料棒的方法可以包括单独地或以任何技术上可行的组合考虑的以下一个或多个可选特征：

-被注入润滑室中的润滑流体中的润滑剂具有严格高于环境温度的露点；

-在严格高于润滑流体中的润滑剂的露点的温度下将润滑流体注入润滑室中；

-该方法包括通过将润滑剂喷射到气体中来产生润滑流体；

-该方法包括在将润滑流体注入润滑室中之前加热润滑流体；

-该方法包括将在润滑室的出口处收集的润滑流体返回到润滑流体发生器；

-该方法包括使在润滑室的出口处收集的润滑流体通过冷凝器，以便在冷凝器的液体出口处收回液相的润滑剂；

-该方法包括从冷凝器的流体出口收集耗尽润滑剂的润滑流体并且将耗尽润滑剂的润滑流体和液相的润滑剂分开返回到润滑流体发生器；

-该方法包括在润滑室中注入干燥气体，从而在润滑室中形成沿润滑流体流循环的至少一股干燥气体流，并在润滑室的出口处将干燥气体流与润滑流体一起收集；

-该方法包括在润滑室中在润滑流体流的两边形成两股干燥气体流；

-润滑流体中的气体是空气或惰性气体，并且润滑剂是水、酒精、丙酮或它们的混合物。

本发明还涉及一种用于将核燃料棒插入穿过核燃料组件的间隔格栅的装配系统，该装配系统包括：装配台，该装配台包括用于将各个间隔格栅保持在对齐的配置的保持装置；以及润滑系统，该润滑系统被配置为用于润滑正在被插入穿过间隔格栅的至少一个燃料棒，润滑系统包括与间隔格栅对齐的润滑室，使得在将每个燃料棒插入穿过一个间隔格栅之前，每个燃料棒穿过润滑室，润滑系统包括润滑回路，该润滑回路被配置为用于将包含气体和气相和/或雾状的润滑剂的润滑流体注入润滑室中，润滑室中的润滑流体处于严格高于环境温度的温度，使得润滑剂在每个燃料棒行进穿过润滑室期间，润滑剂以液相沉积或凝结在每个燃料棒上，从而在燃料棒的外表面上形成润滑剂膜。

在特定的实施方式中，装配系统可以包括单独地或以任何技术上可行的组合考虑的以下一个或多个可选特征：

-它包括被配置为用于通过将润滑剂喷射到气体中来产生润滑剂流体的润滑流体发生器和/或被配置为用于在将润滑流体注入润滑室中之前加热润滑流体的供给管线加热器；

-它包括冷凝器，该冷凝器具有与润滑室的出口流体连接以用于接收在润滑室的出口处收集的润滑流体的入口，冷凝器具有与润滑流体发生器分别流体连接的流体出口和液体出口，润滑流体发生器被配置为用于通过将润滑剂喷射到气体中来产生润滑剂流体；

-它包括气体注入回路，该气体注入回路被配置为用于在润滑室中产生沿润滑流体流流动的至少一股干燥气体流，优选在润滑流体流的两边产生两股干燥气体流。

附图说明

通过阅读以下仅通过非限制性例子并参照附图的描述，将更好地理解本发明及其优点，在附图中：

-图1是核燃料组件的示意图；

-图2是用于装配核燃料组件的装配系统的示意性纵向剖视图，示出了装配系统的润滑系统的润滑室；

-图3是沿图2中的III-III截取的装配系统的示意性横向剖视图，示出了润滑系统的润滑回路。

具体实施方式

图1的核燃料组件2包括一束核燃料棒4和用于支撑燃料棒4的骨架6。

燃料棒4彼此平行并平行于燃料组件轴线L延伸。燃料组件2沿组件轴线L伸长。当燃料组件2设置在核反应堆内时，组件轴线L垂直延伸。

骨架6包括下喷嘴8、上喷嘴10和保护壳11，保护壳11包括多个导管12和多个间隔格栅14。保护壳11可以另外包括未在图中示出的仪表管。

导管12平行于组件轴线L延伸，并将下喷嘴8连接至上喷嘴10，同时沿组件轴线L在下喷嘴8与上喷嘴10之间保持预定间距。燃料棒4被接收到保护壳11中以位于燃料组件2中的下喷嘴8与上喷嘴10之间。

每个导管12通过上喷嘴10向上开口，以使控制杆能被插入导管12中。

间隔格栅14沿导管12分布在燃料组件2的下喷嘴8和上喷嘴10之间。间隔格栅14彼此间隔开。每个间隔格栅14被固定地附接至延伸穿过该间隔格栅14的导管12。

每个间隔格栅14被配置为用于以间隔的关系支撑燃料棒4。每个间隔格栅14被配置为用于沿组件轴线L并且横向于组件轴线L支撑燃料棒4。

每个间隔格栅14包括各个燃料棒网眼16(图2)，每个燃料棒网眼16被配置为接收相应的燃料棒4。

每个燃料棒网眼16设有支撑特征，该支撑特征被配置用于接触和支撑对应的燃料棒4。支撑特征例如包括一个或多个弹性弹簧和/或一个或多个刚性凹座。

图2和图3示出了装配系统20，该装配系统20被配置为用于通过将燃料棒4插入穿过保护壳11的沿装配轴线A对齐的间隔格栅14来装配燃料组件2。

装配系统20包括装配台22，该装配台22包括多个对齐的间隔格栅的保持装置24，每个保持装置24被配置为用于保持或支撑保护壳11的相应的间隔格栅14。由保持装置24保持的间隔格栅14沿装配轴线A对齐，装配轴线A对应于燃料组件2的组件轴线L。

由保持装置24保持的每个间隔格栅14在垂直于装配轴线A的平面内延伸。间隔格栅14的燃料棒网眼16在装配轴线A上延伸。

每个保持装置24例如是被配置为用于将对应的间隔格栅14夹紧在预定装配位置的保持夹具。

当以其间隔格栅14在装配轴线A上对齐的方式而将保护壳11接收在装配站22中时，每个燃料棒4可以在图2所示的插入方向F上沿装配轴线A插入穿过间隔格栅14。

装配系统20包括被配置为用于在燃料棒4插入穿过间隔格栅14时润滑燃料棒4的润滑系统26。

润滑系统26包括至少一个润滑室30，在考虑燃料棒4穿过间隔格栅14的插入方向F时，该润滑室30被配置为被放置在间隔格栅14的上游，以润滑待插入穿过所述间隔格栅14的燃料棒4。

如图2所示，润滑室30优选位于两个相邻的间隔格栅14之间。

其他位置也是可能的。例如，在替代方案中，润滑室30位于装配台22的第一保持装置24的上游。

此外，润滑系统26可包括一个润滑室30或沿装配轴线A分布的多个润滑室30以提高效率。

在该例子中，润滑室30具有至少与燃料棒4的棒束的内部横截面(图3)对应的内部横截面，以使润滑室30可以保持在棒束中的所有燃料棒4的插入的相同位置。

润滑室30具有限定润滑室30的横截面的侧壁31。

润滑室30的侧壁31在图2和图3中通过虚线示出，以说明在该例子中润滑流体可以流过这些侧壁31来进入润滑室30并离开润滑室30。

如图3所示，润滑系统26包括用于使润滑流体流循环通过润滑室30的润滑回路32。

润滑流体例如是气体，该气体包含气相和/或悬浮在润滑流体中的微小液滴形式的润滑剂。悬浮在润滑流体中的微小液滴被称为“雾”。

润滑回路32包括用于将润滑流体注入润滑室30中的流体分配器34和用于收集已经循环通过润滑室30的润滑流体的流体收集器36。

在图2和图3所示的例子中，分配器34被配置为通过第一侧壁31将润滑流体注入润滑室30中，并且收集器36被配置为通过与第一侧壁31相对的第二侧壁31收集润滑流体。

在操作中，润滑流体从分配器34到收集器36流过润滑室30。

分配器34和收集器36被配置为使得在操作中，润滑流体流基本上垂直于装配轴线A在润滑室30中流动。

在图3所示的例子中，润滑室30在沿装配轴线A观察时具有四边形横截面，并且分配器34和收集器36沿四边形横截面的边延伸。

润滑室30具有限定润滑室30的四边形横截面的四个侧壁31。

分配器34在此被配置为通过相邻的两个侧壁31注入润滑流体，收集器36被布置为通过另外两个相邻的侧壁31收集润滑流体。

分配器34例如为L形，具有两个注入斜面34A，每个注入斜面34A沿各自的侧壁31延伸，收集器36也是L形，具有两个收集斜面36A，每个收集斜面36A沿各自的侧壁31延伸。

分配器34和收集器36的其他布置是可能的。例如，分配器34可以被配置为用于通过润滑室30的一个、两个或三个侧壁31注入润滑流体。此外，收集器36可以被配置为用于通过润滑室30的一个、两个或三个侧壁31收集流体。

润滑室30可具有不同于四边形横截面的横截面，例如具有少于四条边或多于四条边的多边形横截面，特别是六边形横截面。

在一个未被示出的特定实施方式中，分配器34被配置为沿多边形横截面的单条边注入润滑流体，收集器36被配置为沿与分配器34注入润滑流体的那条边相反的多边形横截面的单条边收集润滑流体。

在另一个特定实施方式中，分配器34和收集器36沿多边形截面的一条或多条相同边，特别是下边定位。在该实施方式中，分配器34从这个(这些)边注入润滑剂流体，并且收集器36从(多条)相同边收集沉降物。分配器34和收集器36例如处于相同的分配/收集单元中。

润滑回路32包括被配置为用于产生包含气体和气相和/或雾状的润滑剂的润滑流体的润滑流体发生器38。

润滑流体发生器38包括罐40，该罐40在罐40的底部40A包含液相的润滑剂并且在上部40B包含润滑流体(气相和/或雾状)。

润滑流体发生器38包括被配置为用于在罐40的上部40B喷射润滑剂的喷射装置42。喷射装置42包括管道44，该管道从罐40的底部40A延伸到至少一个喷射喷嘴46，喷射喷嘴46被布置为在罐40的上部40B喷射润滑剂。

喷射装置42例如包括用于迫使液相的润滑剂在管道44中从罐40的底部40A流到至少一个喷射喷嘴46的喷射泵48。

可选地，喷射装置42包括被配置为加热液体润滑剂的加热器(未被示出)和/或罐40集成加热器以便更好地调节润滑剂的温度。

优选在润滑剂的温度受控的情况下在罐40的上部40B喷射液体润滑剂使得能够在罐40的上部40B以受控的露点保持气相和/或雾状的润滑流体。

润滑流体发生器38流体连接至润滑室30以将润滑流体注入润滑室30中。

润滑回路32例如包括供给管线50，其将润滑流体发生器38，更具体地将润滑流体发生器38的罐40的上部40B流体连接至分配器34，以向分配器34供给由润滑流体发生器38产生的润滑流体。

润滑回路32可选地包括布置在供给管线50上的供给管线加热器52，用于加热向分配器34供给的润滑流体。供给管线加热器52沿供给管线50位于润滑流体发生器38与分配器34之间。

供给管线加热器52例如是电加热器，即被配置为用于将电能转换成用于使润滑流体过热的热能的加热器。

润滑回路32例如被配置为用于将润滑流体返回到润滑流体发生器38，特别是返回到润滑流体发生器38的罐40，和/或用于释放润滑流体，优选在从润滑流体中提取出至少一部分润滑剂之后。

润滑回路32包括用于将润滑流体返回到润滑流体发生器38(此处返回到润滑流体发生器38的罐40)的返回管线56。返回管线56从收集器36延伸至润滑流体发生器38(此处延伸至润滑流体发生器38的罐40)。

润滑回路32包括用于冷凝包含在由收集器36收集的润滑流体中的润滑剂的冷凝器58。

冷凝器58例如被配置为用于润滑流体和另一种流体(例如，环境空气)之间的热交换，以使润滑剂冷凝。

冷凝器58包括用于接收由收集器36收集的润滑流体的入口58A。入口58A经由返回管线56流体连接至收集器36。

冷凝器58包括用于耗尽润滑剂的润滑流体的流体出口58B和用于在冷凝器58中冷凝的液相润滑剂的液体出口58C。流体出口58B和液体出口58C分别经由各自的管线流体连接至润滑流体发生器38(在此流体连接至罐40)。

流体出口58B与罐40的上部40B流体连接，例如经由流体返回管线60，并且液体出口58C经由液体返回管线60与罐40的底部40A流体连接。

可选地，润滑回路32包括用于绕过冷凝器58的旁通管线64。例如，旁通管线64将返回管线54连接至流体返回管线60。

润滑回路32优选包括被配置为用于控制润滑流体选择性地通过冷凝器58或通过旁通管线64的流量的流量控制装置。流量控制装置例如是布置在旁通管线64上的阀66，用于选择性地打开或关闭旁通管线64。

润滑回路32可选地包括用于从润滑回路32排出气体的排气口68。排气口68在此设置在流体返回管线60上。

润滑回路32包括用于选择性地关闭和打开排气口68的排气口控制装置70。排气口控制装置70例如是设置在排气口68处的阀。

润滑回路32包括用于使润滑流体在润滑回路32中循环的循环泵72。循环泵72例如布置在流体返回管线60上。

可选地，润滑回路32包括被配置为用于将干燥气体注入润滑回路32中的气体注入回路74。

“干燥气体”在此表示在润滑流体中用作润滑剂的输送气体的气体，但该气体与注入润滑室30中的润滑流体相比不含润滑剂或含有较少润滑剂。

气体注入回路74被配置为用于将干燥气体注入润滑室30中。这使润滑室30和已经插入的燃料棒4能够在下一个燃料棒插入步骤之前在干燥模式阶段期间被干燥。

被注入润滑室30中的干燥气体例如与润滑流体一起被收集器36收集。

如图2所示，气体注入回路74包括至少一个注入器76、78，用于在润滑室30中产生干燥气体流。

气体注入回路74有利地被配置为用于在润滑室30内在插入方向F上产生干燥气体和润滑流体的分层流。

被插入穿过间隔格栅14并穿过上游润滑室30的燃料棒4将依次通过润滑流体流和(多股)干燥气体流。

每股干燥气体流充当气闸，并允许引导包含润滑剂的润滑流体流，以确保润滑流体保留在润滑回路32中，从而避免润滑剂损失或泄漏。

每股干燥气体流被配置为形成气幕，该气幕趋于保持润滑流体流垂直于装配轴线A并防止润滑流体流沿装配轴线A在轴向上偏离。

在考虑燃料棒4穿过间隔格栅14的插入方向F时，气体注入回路74例如被配置为用于在润滑流体流之前在润滑室30中产生上游干燥气体流和/或在润滑流体流之后产生下游干燥气体流。

因此，燃料棒4将在穿过润滑流体流之前穿过上游干燥气体流和/或在穿过润滑流体流之后穿过下游干燥气体流。

在所示的例子中，在考虑燃料棒穿过间隔格栅14的插入方向F时，气体注入回路74被配置为用于在润滑流体流之前在润滑室30中产生上游干燥气体流和在润滑流体流之后产生下游干燥气体流。

气体注入回路74在此包括用于在润滑流体流上游的润滑室30中产生上游干燥气体流的上游注入器76和用于在润滑流体流下游的润滑室30中产生干燥气体流的下游注入器78。

干燥气体在润滑流体流的两边流动并迫使润滑流体经由流体收集器36离开润滑室30。

如图3所示，可选地，气体注入回路74被配置为迫使向润滑室30供给的干燥气体经过冷凝器58，以与润滑回路32中经过冷凝器58的润滑流体进行热交换。

优选地，气体注入回路74包括用于绕过冷凝器58的旁通管线80。

在这种情况下，气体注入回路74优选包括用于使干燥气体选择性地流经冷凝器58或旁通管线80的气体流量控制装置82。气体流量控制装置82例如是布置在旁通管线80上的阀，用于选择性地打开或关闭旁通管线80。

可选地，气体注入回路74包括用于在向润滑室30供给之前加热干燥气体的气体加热器84。气体加热器84例如是电加热器，即被配置为用于使用电能产生传递给干燥气体的热量的加热器。

这使润滑室30和已经插入的燃料棒4能够在下一个燃料棒插入步骤之前在干燥模式阶段期间被加热。

如图2所示，有利地，在考虑燃料棒4的插入方向F时，润滑室30被放置在装配台22的两个相邻的保持装置24之间(即，在间隔格栅14对齐时的一个保持装置24和下一个保持装置24之间)，以在两个相邻的间隔格栅14之间提供润滑。

这允许在燃料棒4已经被插入一个或多个间隔格栅14之后润滑该燃料棒4。事实上，在将燃料棒4插入穿过一个或多个间隔格栅14之后，沉积在燃料棒4上的润滑剂可以至少部分被去除。位于两个保持装置24之间的润滑室30允许为一个或多个后续的间隔格栅14再次润滑燃料棒4。

如已经指出的，可选地或替代地，将润滑室30放置在第一间隔格栅14的前面，以便在将燃料棒4插入穿过第一间隔格栅14之前提供润滑。

图2和图3示出了单个润滑室30。总体地，润滑系统26可包括沿装配系统20位于不同位置的一个或多个润滑室30。润滑系统26可包括在第一保持装置24前面的润滑室30以及沿装配系统20分布在相邻的保持装置24之间的一个或多个润滑室30。

优选地，润滑系统26被配置为以两种不同的操作模式操作，即第一模式或“干”模式和第二模式或“湿”模式。

在干模式中，润滑室30仅被供给热的干燥气体。干模式用于加热燃料棒4的已经插在燃料组件2的保护壳11中并延伸穿过润滑室30的部分，以便在湿模式期间保持它们是热的且没有凝结物。

在湿模式中，润滑室30被供给含有气相和/或雾状的润滑剂的气体。就在燃料棒4插入穿过间隔格栅14或一系列间隔格栅14之前，需要这种湿模式来在燃料棒4行进穿过润滑室30期间润滑燃料棒4。

在湿模式中，由于已经插在保护壳11中的燃料棒4已经在干模式阶段期间被加热，因此润滑剂流体中的润滑剂仅在当前插入的冷燃料棒4上凝结和/或沉积。

例如可以通过控制润滑流体发生器38执行干模式和湿模式之间的切换。

现在将描述一种将至少一个燃料棒4插入穿过核燃料组件2的间隔格栅14的方法，该方法可以通过使用装配系统20来实现。

该方法参照图2和图3在提供一个润滑室30的情况下参照一个燃料棒4的插入来描述。

然而，应当理解，在实践中可以单独插入一个燃料棒4，或者可以同时插入多个燃料棒4，同时沿正在被插入的每个燃料棒4的路径提供一个或多个润滑室30。

该方法包括：在燃料棒4穿过与间隔格栅14对齐的润滑室30的情况下将环境温度的燃料棒4插入穿过间隔格栅14，润滑室30位于一个间隔格栅14的上游；以及使包含气体和气相和/或雾状的润滑剂的润滑流体在润滑室30中循环，润滑流体在严格高于环境温度的温度下被注入润滑室30中，使得润滑剂在燃料棒4上以液相沉积或凝结，从而在燃料棒4的外表面上形成润滑剂膜。

“环境温度”在此是指装配系统20所在区域的实际空气温度。

优选地，产生的润滑流体具有严格高于环境温度的润滑剂露点。

优选地，润滑流体的露点比环境温度至少高5℃，更优选比环境温度至少高10℃，更优选比环境温度高20℃。

优选地，润滑流体在严格高于润滑流体中的润滑剂的露点的温度下被注入润滑室30中。

优选地，润滑流体在比润滑剂的露点至少高5℃，更优选比润滑剂的露点至少高10℃的温度下注入润滑室30中。

可选地，该方法包括加热润滑流体。加热在此在供给管线加热器52中进行。

润滑流体发生器38中的润滑剂的露点随包含在润滑流体中的气相润滑剂的百分比和润滑流体的温度而变。

优选地，使润滑流体过热几度以避免在供给管线50的壁和润滑系统26的润滑室30的侧壁31上的凝结。在润滑系统26中，控制供给管线加热器52以将润滑流体的温度保持在其露点之上。加热温度随润滑流体发生器38产生的流体中气相润滑剂的含量而变。

正在被插入润滑室30中的燃料棒4处于环境温度，该环境温度严格低于润滑流体中润滑剂的露点。

在接触燃料棒4的外表面时，包含在润滑流体中的气相和/或雾状的润滑剂凝结在燃料棒外表面上，从而形成薄的润滑剂膜。

将具有这样的润滑剂露点的润滑流体注入润滑室30中允许向润滑室30供给包含气态和/或雾状的润滑剂的润滑流体，该润滑流体可以在燃料棒4行进通过润滑室30期间凝结在燃料棒4上，从而形成薄的润滑剂膜。

因此，可以将燃料棒4插入一个或多个后续的间隔格栅14中，从而限制损坏燃料棒4的风险和/或(多个)间隔格栅14不受控制的内缘翻边的风险。

该方法可以包括通过将润滑剂喷射到气体中来产生润滑流体。这由润滑流体发生器38在润滑回路32中执行。

可选地，该方法包括使润滑流体在闭环的润滑回路32中循环。这能够限制润滑剂的消耗。在所示的例子中，润滑回路32处于闭环中。特别地，离开润滑室30的润滑流体在此经由返回管线56返回到润滑流体发生器38。

可选地，在操作模式中，例如在干模式阶段之前，该方法包括使从润滑室30收集的润滑流体进入冷凝器58以分开获得耗尽润滑剂的润滑流体和液相的润滑剂，并且使耗尽润滑剂的润滑流体和液相的润滑剂分开返回到润滑流体发生器38。

这使得能够使用润滑流体发生器38控制润滑流体中液相和/或雾状的润滑剂的量。通过冷凝器58降低润滑流体中润滑剂的量，润滑流体发生器38能够结合被注入润滑室30中的润滑流体的温度而将该量增加到期望值，例如用于获得适当的露点。

可选地，在操作模式中，例如在湿模式阶段期间，当条件不需要在将润滑流体返回到润滑流体发生器38之前降低润滑流体中的润滑剂的量时，该方法包括经由旁通管线64绕过冷凝器58。在这种情况下，润滑流体通过绕过冷凝器58而直接从润滑室30返回到润滑流体发生器38。

可选地，该方法包括经由气体注入回路74在润滑室30中注入干燥气体。被注入润滑室30中的干燥气体与润滑流体一起在润滑室30的出口处被收集。在使用冷凝器58时，可以经由排气口68释放过量的干燥气体。

干燥气体被混合到润滑流体中，并且相对于润滑流体中润滑剂的比例增加气体的比例。润滑流体和干燥气体由收集器36收集。

优选地，在润滑室30中产生至少一股干燥气体流，该干燥气体流引导润滑流体流。更优选地，在润滑流体流的两边产生两股干燥气体流，这两股干燥气体流在它们之间引导润滑流体流。

可选地，干燥气体在注入润滑室30之前被加热。干燥气体在此在冷凝器58中被加热(干燥气体用作冷凝器58的冷源)，和/或在气体加热器84中被加热。

可选地，该方法包括释放离开冷凝器58的润滑流体，即，其中润滑剂量已经被降低的“干燥”润滑流体。在此可以经由排气口68释放耗尽润滑剂的润滑流体。

从润滑回路32释放润滑流体允许保持润滑回路32中的气体和润滑剂的比例和/或计算经由气体注入回路74注入润滑回路32中的干燥气体。

一旦燃料棒4被插入穿过保护壳11的所有间隔格栅14，燃料棒4的一部分延伸通过润滑系统26的润滑室30。然而，燃料棒4的在润滑室30中的这部分实质上被加热到进入润滑室30的润滑流体的温度。因此，包含在润滑流体中的润滑剂不会沉积或凝结在燃料棒4的这部分的外表面上，特别是在随后插入一个或多个其他燃料棒4期间。

当没有燃料棒4被插入时，润滑系统26在干模式条件下(即，在加热的干燥气体气氛或润滑剂耗尽的润滑流体的情况下)运行，以保持润滑室30和已经被插入燃料组件2中的燃料棒4处于高于润滑流体露点的温度。因此，润滑流体中的润滑剂在环境温度下保持可用于正在被插入润滑室30中的燃料棒4。

在优选实施方式中，气体是空气并且润滑剂是水。因此，润滑流体是潮湿空气，干燥气体是干燥空气。润滑流体发生器38例如是空气加湿器。

在一个实施方式中，被注入润滑室30中的湿空气具有的湿度含量使得露点等于或高于40℃，优选等于或高于60℃。

当露点等于或高于40℃时，润滑流体加热器被配置为用于将湿空气加热到45℃，优选50℃。当露点等于或高于60℃时，润滑流体加热器被配置为用于将湿空气加热到65℃，优选70℃。

在变型中，输送气体可以不是空气，例如而是诸如氮气(N₂)的惰性气体和/或润滑剂可以不是水，而是诸如酒精或丙酮或混合物的挥发性润滑剂。

由于本发明，在燃料棒4穿过间隔格栅14插入期间，可以用少量润滑剂有效地润滑燃料棒4，从而限制损坏或化学污染燃料棒4和/或间隔格栅14的风险。

特别地，使用水作为润滑剂并且使用空气或氮气作为润滑剂的输送气体避免了任何污染。替代地，使用挥发性润滑剂(例如，酒精或丙酮)限制了污染风险。

在将燃料棒4插入保护壳11期间使燃料棒4穿过至少一个润滑室30对于恰好在插入时润滑燃料棒4特别有效。它允许限制润滑剂的量。

润滑剂仅或至少优选沉积或凝结在正在被插入间隔格栅14中的新燃料棒4的处于环境温度的部分上，而每个固定燃料棒4的已经插在所述间隔格栅14中并且位于润滑室30中的部分温度较高，这不会促进润滑剂在该部分上的沉积或凝结。

润滑系统26允许润滑剂在闭合回路中循环通过润滑室30，从而收回没有沉积或凝结在燃料棒4上的润滑剂。

本发明不限于上述例子，在不脱离本发明的情况下可以进行修改。

此外，根据与特定润滑无关的有利方面，燃料棒、更具体地燃料棒的一部分在燃料棒插入穿过保护壳的间隔格栅和保护壳的两个间隔格栅之间的过程中得到润滑。

因此，总体地，本发明涉及一种装配核燃料组件的方法，该方法包括将一束燃料棒插入穿过沿组件轴线对齐的多个间隔格栅，并在燃料棒插入期间润滑位于两个相邻的间隔格栅之间的燃料棒，更具体地，润滑燃料棒的部分。

本发明总体地还涉及一种装配系统以及一种润滑系统，所述装配系统包括用于保持核燃料组件的保护壳的间隔格栅的保持装置，保持装置和间隔格栅沿组件轴线对齐，所述润滑系统包括润滑室，该润滑室被配置为插入在由保持装置保持的两个相邻的间隔格栅之间，使得插入穿过保护壳的间隔格栅的燃料棒穿过润滑室，润滑系统被配置为用于在润滑室中注入包含润滑剂的润滑流体，使得在位于润滑室中时润滑剂沉积或凝结在燃料棒的一部分上。

此外，如图3所示，润滑系统26可以包括一个或多个隔离的润滑室30，每个润滑室30位于各自的保持装置24的上游，该保持装置24保持间隔格栅4，以在燃料棒14插入穿过所述间隔格栅4的之前润滑燃料棒14。

在替代实施方式中，润滑系统26可以包括润滑外壳，润滑外壳跨越一个或多个保持装置24并且包括限定在润滑外壳内部并且沿插入方向彼此间隔开的多个润滑室30，每个润滑室30位于相应的保持装置24的前面，以在燃料棒14插入穿过由所述保持装置24保持的间隔格栅4之前，润滑燃料棒14。

Claims (16)

1.一种将燃料棒(4)插入穿过核燃料组件(2)的间隔格栅(14)的方法，该方法包括：在使所述燃料棒(4)穿过与所述间隔格栅(14)对齐的润滑室(30)的情况下，将所述燃料棒(4)插入穿过沿装配轴线(A)对齐的所述间隔格栅(14)，使得在将所述燃料棒(4)插入穿过一个间隔格栅(14)之前，所述燃料棒(4)穿过所述润滑室(30)；以及使包含气体和气相和/或雾状的润滑剂的润滑流体在所述润滑室(30)中循环，所述润滑流体在严格高于环境温度的温度下被注入所述润滑室(30)中，使得润滑剂以液相沉积或凝结在正在被插入穿过所述一个间隔格栅(14)的所述燃料棒(4)的外表面上，从而形成润滑剂膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其中被注入所述润滑室(30)中的所述润滑流体中的所述润滑剂具有严格高于环境温度的露点。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在严格高于所述润滑流体中的所述润滑剂的露点的温度下将所述润滑流体注入所述润滑室(30)中。

4.根据权利要求1所述的方法，其包括通过将所述润滑剂喷射到气体中来产生所述润滑流体。

5.根据权利要求1所述的方法，其包括在将所述润滑流体注入所述润滑室(30)中之前加热所述润滑流体。

6.根据权利要求1所述的方法，其包括将在所述润滑室(30)的出口处收集的润滑流体返回到润滑流体发生器(38)。

7.根据权利要求1所述的方法，其包括使在所述润滑室(30)的出口处收集的润滑流体通过冷凝器(58)，以便在所述冷凝器(58)的液体出口(58C)处收回液相的润滑剂。

8.根据权利要求7所述)的方法，其包括从所述冷凝器(58)的流体出口(58B)收集耗尽润滑剂的润滑流体并且将所述耗尽润滑剂的润滑流体和所述液相的润滑剂分开返回到润滑流体发生器(38)。

9.根据权利要求1所述的方法，其包括在所述润滑室(30)中注入干燥气体，从而在所述润滑室(30)中形成沿润滑流体流循环的至少一股干燥气体流，并在所述润滑室(30)的出口处将所述干燥气体流与所述润滑流体一起收集。

10.根据权利要求9所述的方法，其包括在所述润滑室(30)中在所述润滑流体流的两边形成两股干燥气体流。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述润滑流体中的所述气体是空气或惰性气体，并且所述润滑剂是水、酒精、丙酮或它们的混合物。

12.一种用于将核燃料棒(4)插入穿过核燃料组件(2)的间隔格栅(14)的装配系统，该装配系统包括：装配台(22)，该装配台(22)包括用于将各个间隔格栅(14)保持为对齐的配置的保持装置(24)；以及润滑系统(26)，该润滑系统(26)被配置为用于润滑正在被插入穿过所述间隔格栅(14)的至少一个燃料棒(4)，所述润滑系统(26)包括与所述间隔格栅(14)对齐的润滑室(30)，使得在将每个燃料棒(4)插入穿过一个间隔格栅(14)之前，每个燃料棒(4)穿过所述润滑室(30)，所述润滑系统(26)包括润滑回路(32)，该润滑回路(32)被配置为用于将包含气体和气相和/或雾状的润滑剂的润滑流体注入所述润滑室(30)中，所述润滑室(30)中的润滑流体处于严格高于环境温度的温度，使得在每个燃料棒(4)行进穿过所述润滑室(30)期间，所述润滑剂以液相沉积或凝结在每个燃料棒(4)上，从而在所述燃料棒(4)的外表面上形成润滑剂膜。

13.根据权利要求12所述的装配系统，其包括被配置为用于通过将润滑剂喷射到气体中来产生润滑剂流体的润滑流体发生器(38)和/或被配置为用于在将所述润滑流体注入所述润滑室(30)中之前加热所述润滑流体的供给管线加热器(52)。

14.根据权利要求12或13所述的装配系统，其包括冷凝器(58)，所述冷凝器具有与所述润滑室(30)的出口流体连接以用于接收在所述润滑室(30)的出口处收集的润滑流体的入口(58A)，所述冷凝器(58)具有与润滑流体发生器(38)分别流体连接的流体出口(58B)和液体出口(58C)，所述润滑流体发生器被配置为用于通过将润滑剂喷射到气体中来产生润滑剂流体。

15.根据权利要求12所述的装配系统，其包括气体注入回路(74)，该气体注入回路(74)被配置为用于在所述润滑室(30)中产生沿润滑流体流流动的至少一股干燥气体流。

16.根据权利要求15所述的装配系统，其中所述气体注入回路(74)被配置为用于在所述润滑流体流的两边产生两股干燥气体流。