CZ279124B6 - Zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů - Google Patents

Zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů Download PDF

Info

Publication number
CZ279124B6
CZ279124B6 CS913040A CS304091A CZ279124B6 CZ 279124 B6 CZ279124 B6 CZ 279124B6 CS 913040 A CS913040 A CS 913040A CS 304091 A CS304091 A CS 304091A CZ 279124 B6 CZ279124 B6 CZ 279124B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
housing
arm
laser beam
welding
window
Prior art date
Application number
CS913040A
Other languages
English (en)
Inventor
Dominique Duthoo
Original Assignee
Société Franco-Belge De Fabrication De Combustibles Fbfc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Société Franco-Belge De Fabrication De Combustibles Fbfc filed Critical Société Franco-Belge De Fabrication De Combustibles Fbfc
Publication of CS304091A3 publication Critical patent/CS304091A3/cs
Publication of CZ279124B6 publication Critical patent/CZ279124B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • B23K26/128—Laser beam path enclosures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/28—Seam welding of curved planar seams
    • B23K26/282—Seam welding of curved planar seams of tube sections
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02—Fuel elements
    • G21C3/04—Constructional details
    • G21C3/06—Casings; Jackets
    • G21C3/10—End closures ; Means for tight mounting therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

Zařízení je tvořeno skříní (6) upevněnou k ochrannému pouzdru (5), v níž jsou upevněny různé optické členy pro zaostřování svazku laserových paprsků přenášených optickým vláknem (20), až ke svářenému spoji (1). Rozdělovací zrcadlo (16) propuští malý zlomek svazku laserových paprsků, měřených detektorem (8) světelné energie. Zařízení je použitelné při výrobě palivových článků (3), vodících trubek a přidružených částí, užívaných v jaderných reaktorech.ŕ

Description

Zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů
Oblast techniky
Předložený vynález se týká zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů určených k užití v jaderných reaktorech. Zvláště se týká zařízení ke sváření laserovými paprsky obsahujícího ochranné pouzdro opatřeného okénkem, generátor laserových paprsků a přenosové prostředky svazku laserových paprsků vysílaného zmíněpým generátorem až do oblasti sváření okénkem ochranného pouzdra, přičemž tyto přenosové prostředky obsahují optické členy například alespoň jednu zaostřovací čočku a dělicí zrcadlo. Výrazy palivové články a podobné předměty se rozumí palivové články, vodicí články a příslušenství palivových článků.
Dosavadní stav techniky
Palivové články užívané v jaderných reaktorech jsou tvořeny ochrannou trubkou ze slitiny zirkonu, na jejichž koncích jsou zalisovány a potom zavařeny zátky ze stejného materiálu pro hermetické uzavření trubek.
Palivové články obsahují sloupec na sebe nakladených palivových tablet držených ve styku s jednou ze zátek (například dolní zátkou) pomocí pružiny stlačené mezi palivovým sloupem a protilehlou zátkou, například horní zátkou. Horní zátka je opatřena otvorem o malém průměru dovolujícím zvýšení tlaku v palivovém článku před uzavřením tohoto otvoru zavařením, přičemž tato operace bývá označována jako uzavřeni vyplachovacího, plnicího popřípadě odsávacího otvoru zátky svařením.
Délka palivového článku je řádově 4 m a jeho průměr asi 10 mm a tloušťka asi 0,6 mm.
Vodicí trubky jsou tvořeny trubkami ze slitiny zirkonu, do jejichž konců jsou zalisovány a potom zavařeny zátky (zátka dolního konce) a tvarová koncovka na horním konci.
Vodicí trubka o tloušťce stěny asi 0,5 mm a průměru řádově 12 mm v úrovni zátky a 14 mm v úrovni tvarové koncovky má délku asi 4 m.
Přípojné trubky jsou tvořeny trubkou ze slitiny nerezavící oceli o délce asi 4 m a průměrem řádově 10 mm a tloušťce stěny asi 0,4 mm, na jejichž koncích jsou zalisovány a potom zavařeny dvě zátky z téhož materiálu pro jejich hermetické uzavření.
Není v nich zvýšen tlak jako u vodicích trubek a mají pouze dva obvodové sváry.
Palivové články nebo předměty podobné jsou podrobeny dvěma operacím kruhového sváření a popřípadě sváru bodovému pro uzavření vyplachovacího otvoru zátky.
-1CZ 279124 B6
Palivové předměty nebo podobné předměty jsou podrobeny dvěma operacím kruhového sváření a popřípadě sváru bodovému pro uzavření plnicího otvoru. Pro složky ze slitiny zirkonu je nutno provádět tyto sváry v ochranném pouzdru v ochranné atmosféře neutrálního plynu za účelem zabránění oxidaci roztaveného kovu. Obvodové sváry musí mít hloubku větší nebo rovnou tloušťce pouzdra, povrchovou šířku nepřesahující 1,5 mm a šířku také důležitou mezi povrchy zátka - pouzdro nebo tvarová koncovka - pouzdro (průměr zalisování).
S ohledem na použití palivových článků nebo podobných předmětů a na míru požadované kvality, není přípustná žádná prasklina nebo nedostatečné provaření.
Sváry otvorů pro uzavření se dějí v atmosféře tlakového helia a spočívají v prolomení otvoru o malém průměru, obvykle menším než 0,8 mm. Provaření musí být větší nebo rovné tloušťce stěny pouzdra a musí mít zaručenou úroveň.
Dosažení těchto cílů musí být popsána a stanovena podstata svářecího laserového zařízení, například v pat. spisu GB - A - 2 070 998, nebo pat. spisu FR - A - 2 305 827, aniž by byla popsána konkrétní technologie.
Podstata vynálezu
Úkolem vynálezu je vytvoření zařízení schopného sváření palivových článků nebo podobných předmětů v průmyslových podmínkách. Za tím účelem byl navržen předmět vynálezu, tvořený laserovým svářecím zařízením shora popsaného druhu s dělicím zrcadlem částečně prostupným svazku laserových paprsků, přičemž zmíněné optické členy jsou umístěny ve skříni opatřené vstupním ramenem svazku laserových paprsků, výstupním ramenem upevněným k ochrannému pouzdru kolem jeho okénka a protilehlým ramenem rameni vstupnímu vybavenému detektorem světelné energie.
Dále podle vynálezu je ve skříni upevněna kyveta, přičemž skříň nese vstupní přívod plynu ústící do prostoru výstupního ramene spojeného okénkem s vnitřním povrchem ochranného pouzdra.
Také podle vynálezu je kyveta upevněna ve výstupním rameni skříně a přívod plynu ústí právě pod kyvetou a ochranné pouzdro je opatřeno odvodem plynu.
Podle dalšího význaku vynálezu je před kyvetou uspořádána zaostřovací čočka upevněná ve výstupním rameni.
Ještě podle dalšího význaku vynálezu, je ve vstupním rameni skříně upevněna čočka kolimátoru.
Dalším význakem vynálezu je, že čočka kolimátoru a zaostřovací čočka i s kyvetou jsou upevněny ve vstupním rameni skříně. Ještě dalším význakem vynálezu je, že rozdělovači zrcadlo je průsvitné viditelnému světlu a rameno vizuální kontroly skříně je uspořádáno protilehle výstupnímu rameni skříně a opatřeno kamerou.
-2CZ 279124 B6
Dále podle vynálezu jsou přenosové prostředky tvořeny optickým vláknem, které končí ve vstupním rameni skříně, přičemž generátor laserových paprsků je pulsní typu YAG.
Také podle vynálezu zařízení k laserovému sváření palivových článků nebo podobných předmětů má pouzdro opatřeno stavěcími prostředky polohy, popřípadě prostředky pro otáčeni palivovým článkem.
Podle dalšího význaku vynálezu je výstupní rameno skříně upevněno k ochrannému pouzdru přímo nebo mezilehlým uzávěrem.
Ještě podle dalšího význaku vynálezu zařízení obsahuje alespoň jedno ústrojí popsané shora, jediný generátor svazku laserových paprsků a přepínací prostředky generátoru na alespoň jedno z optických vláken spojených s každým z těchto ústrojí.
Konečně podle vynálezu zařízení obsahuje alespoň jedno svářecí ústrojí dolní zátky, zařízení pro sváření horní zátky a ústrojí pro uzavření vyplachovacího popřípadě plnicího otvoru zátky.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude v dalším popsán na příkladech provedení ve vztahu k připojeným výkresům, kde na obr. 1 je část laserového svářecího zařízení podle vynálezu v nárysném řezu, na obr. 2 je analogické znázornění obměny a na obr. 3 je uzavírací zařízení vyplachovacího, plnicího popřípadě odsávacího otvoru v nárysném řezu.
Příklady provedení vynálezu
Laserové svářecí zařízení palivových článků nebo podobných předmětů znázorněné na obr. 1 je určeno ke kruhovému sváření spoje 1 mezi pouzdrem 2. palivového článku 3 a zátkou 4. zalisovanou do jednoho konce. Zařízení je tvořeno ochranným pouzdrem 5, skříně 6, generátorem 7 laserových pulsů typu YAG o výkonu 400 W, detektorem 8 energie nebo výkonu pro sčítání signálů po celou dobu jeho trvání, a kamerou 9.
Ochranné pouzdro má dutinu 10 vytvořenou kolem vodorovné osy X-X, do níž lze zavést palivový článek 2 vstupem 11 tvořícím prsténcovou vůli 12 kolem pouzdra 2, přičemž do této dutiny 10 ústí boční otvor vytvářející okénko 13. Je-li zátka X palivového článku 2 ve styku s narážkou 14., uspořádanou v dutině .10, leží svislá osa Y-Y okénka 13 v rovině spoje χ.
Skříň 6. uspořádaná ochranným pouzdrem 5., je tvořena tělesem 15 rovnoběžnostěnu, v němž je upevněno poloprůhledné zrcadlo 16 skloněné pod úhlem 45°. Skříň 6 je na čtyřech stranách otevřená a vycházejí z ní čtyři ramena.
Vstupní rameno 17 o ose Z-Z rovnoběžné s osou X-X obsahující objímku 18 a čočku 19 kolimátoru, sousedící s tělesem 15. Optické vlákno 20 vycházející z laserového generátoru 7 je ukončeno v objímce 18 a jeho konec leží v ose Z-Z. Výstupní rameno 21 o ose Y-Y obsahující postupně směrem od tělesa 15 zaostřovací
-3CZ 279124 B6 čočku 22 , okénko 23 a zužující se manžetu 24 , jejíž vnější konec ústí do okénka 13 ochranného pouzdra 5, k němuž je manžeta 24 těsně připojena koncovou přírubou 25. Kyveta 23 je utěsněné upevněna mezi dvěma na sebe doléhajícími přírubami zužující se manžety 24 výstupního ramene 21, do nějž dále ústí přívod 26 netečného ochranného plynu právě pod kyvetou 23 , zatímco odvádění ochranného netečného plynu se děje prsténcovou vůlí 12 ochranného pouzdra
5.
Řídicí rameno 27 laserového paprsku o ose Z-Z uspořádané protilehle vstupnímu rameni 17.. V řídicím rameni 27 jsou upraveny optické čočky, spojky 28 , rozptylky 29 , dovolující přizpůsobit průměr svazku laserových paprsků rozměru detektoru 8, upevněnému na vnějším konci řídicího ramene 27.
Rameno 30 vizuálního řízení o ose Y-Y umístěné protilehle výstupnímu rameni 21. Rameno 30 nese optické čočky, spojky 31 a rozptylky 32 dovolující přizpůsobit průměr zaostřovací čočky svazku paprsků objektivu kamery 9, upevněné na vnějším konci ramene 30.
Zrcadlo 16 je dvojbarevné, odrážející většinu například 97 o/o svazku dopadajících laserových paprsků, ( i/( =1,06 micron) a propouští jejich zlomek k detektoru 8. Navíc je zrcadlo 16. propustné viditelnému světlu, což dovoluje kameře 2 pozorovat ve zdvojeném světle palivový článek 3., čočkami 32 , 31 a 22 , kyvetou 23 a okénkem 13.
Při provozu zařízení se palivový článek 3. zavede do ochranného pouzdra 5 až do styku s narážkou 14. Přitom se palivový článek 2 otáčí kolem osy X-X pomocí neznázorněných prostředků, ochranný netečný plyn je přiváděn do ochranného pouzdra 5 přívodem 26 zužující se manžetou 24 a okénkem 13.. Po vyplachování ochranným netečným plynem je vyslán optickým vláknem svazek laserových paprsků zaostřený čočkou 19, odražený zrcadlem 16 a zaostřený čočkou 22 na spoj 1.
Tuhost celého zařízení tvořeného kovovými členy upevněnými vzájemně na sobě a nesoucími optické členy upevněné ve skříni 6., zajišťuje přesné zaostření svazku laserových paprsků, bez odchylky na místo sváru, zvýšenou kvalitu a spolehlivou opakovatelnost svárů. Zařízení je rozebratelné a dovoluje snadnou údržbu a zvláště rozebrání a údržbu kyvety 23. Navíc, přívod ochranného netečného plynu právě pod kyvetou 23 chrání účinně kyvetu před dýmem ze sváření, který je odváděn prsténcovou vůli 12 na konci ochranného obalu 5.
Po ukončení kruhového sváru a ochlazení palivového článku 3, sníží se průtok ochranného netečného plynu, což dovoluje udržování ochranného pouzdra 5 pod ochrannou atmosférou, potom je palivový článek 3. z ochranného pouzdra 5 vyjmut a potom nahrazen jiným palivovým článkem určeným ke sváření.
Detektor 8 dovoluje kontrolu svazku laserových paprsků a například vyslání poplašného signálu v případě poškození některé z optických složek, nebo poruchy generátoru laserových paprsků. Kamera 9 dovoluje ověření polohy palivového článku 2 v ochranném pouzdru 5 a popřípadě také vyslání poplašného signálu.
-4CZ 279124 B6
Obměna vynálezu znázorněna na obr. 2 se liší od provedení vynálezu znázorněného na obr. 1 tím, že kyveta 23 a zaostřovací čočka 22 jsou přemístěny do ramene 17 skříně 6. V důsledku toho rameno 17 obsahuje směrem od ústředního tělesa .15, zaostřovací čočku 22 , kyvetu 23 a čočku 19 kolimátoru, přičemž vnitřek manžety 24 je přímo spojen s vnitřním prostorem ústředního tělesa 15.
Výhoda obměněného uspořádání vynálezu znázorněného na obr. 2 spočívá v tom, že detektor 8, jež nyní nemusí být vybaven vlastními zaostřovacimi čočkami, měří přímo energii laseru skutečně přenesenou na palivový článek. V důsledku toho, přesnost a spolehlivost měření umožňuje lepší záruku přivádění energie k palivovému článku.
Jak znázorněno schematicky na obr. 1 obsahuje zařízení podle vynálezu několik paralelních ústrojí E, E', E'' a jediný generátor 7 svazku laserových paprsků. Generátor ]_ laserových paprsků v důsledku uspořádání vhodných komutačních prostředků vysílá svazek laserových paprsků do optických vláken 20, 20', 20' 1 přidruženým k různým shora zmíněným ústrojím tak, že jedno ústrojí uskutečňuje sváření, zatímco v druhých probíhají přidružené fáze popsané shora. Tímto uspořádáním se získává zařízení o vysoké produktivitě.
Tak například ve svářecím zařízením palivových článků 2 mohou určitá ústrojí svářet dolní zátky, druhá ústrojí provádět sváření horních zátek a další ústrojí uzavírání vyplachovacího popřípadě plnicího otvoru zátky svárem tím, že jsou zvláště upraveny pro každou z těchto operací. V případě uzavírání zmíněného otvoru svárem je argon nahrazen heliem a ochranné pouzdro 5 je tak obměněno, že vstupní okénko svazku laserových paprsků se nalézá na ose plnicího otvoru určeného k uzavření svárem. Ochranné pouzdro 5 má velmi zmenšený objem a je opatřeno prostředky k uvádění palivového článku 3 do otáčivého pohybu.
Na obr. 3 je znázorněno ústrojí E' k uzavření vyplachovacího plnicího otvoru zátky svářením. Skříň 6 je shodná se skříní z obr. 1 až na to, že přívod 26 je spojen se zdroje helia o tlaku asi 30 barů. Koncová příruba 25 skříně 6 je utěsněné připojena k ochrannému pouzdru 5 pomocí čtyřstěnu 33 uzávěru 34 s kulovou kuželkou 35 a táhlem 36 k udílení otáčivého pohybu.
Ochranné pouzdro 5 o stejné svislé ose Y-Y s manžetou 24 má ze strany skříně 6 válcový průchod 37 ústící do odstupňovaného vybrání 38 otevřeného směrem vzhůru. Válcový průchod 37 je opatřen u zmíněného vybrání 38 těsnicím kroužkem 39 s břitem.
Úložná deska 40 je utěsněné upevněna na vnější části odstupňovaného vybrání 38 největšího průměru. Úložná deska 40 má ve svém středu boční okénko 13 ochranného pouzdra 5 ve tvaru zbíhavého (rozbíhavého). Vnitřní část 41 tohoto okénka 13 tvoří spojovací sedlo zátky 4 palivového článku 2 a má ústřední uzavírací a vyplachovací otvor, přičemž tyto zátky mají dvojkuželový tvar.
Vedení 42 ochranného pouzdra 5 ústící do vnitřní části odstupňovaného vybrání 38 může být neznázorněným rozdělovačem spojeno podle potřeby se zdrojem tlakového helia o tlaku poněkud vyšším, než je tlak atmosférický, nebo spojeno s vývěvou, nebo
-5CZ 279124 B6 okolní atmosférou nebo může být uzavřeno.
V provozu je uzávěr 34 uzavřen a v nepřítomnosti palivového článku 3. je ochranné pouzdro 5 proplachováno nízkotlakým heliem proudícím vedením 42 odstupňovaným vybráním 38 a válcovým průchodem 37 . Palivový článek 3 je zaveden do válcového průchodu 37 těsnicím kroužkem 39 až k dosednutí jeho zátky 4 na sedlo 41 a potom je dále držen svěracími prostředky (neznázorněno), jimiž je ochranné pouzdro vybaveno. Vedení 42 je spojeno s vývěvou pro odčerpávání vzduchu obsaženého v palivovém článku 2, potom odpojeno, přičemž tato odčerpávání vzduchu obsaženého v palivovém článku 3., potom odpojeno, přičemž tato odčerpávací fáze je volitelná .
Kuželka 35 ventilu se otevře, potom se palivový článek χ naplní heliem o tlaku asi 30 barů a uvolní průchod svazku laserových paprsků válcovým vedením 43 tělesa uzávěru 34., až k uzavíracímu otvoru. Po uzavření vyplachovacího, plnicího otvoru se uzávěr 34 znovu uzavře, a vedení 42 je spojeno s okolní atmosférou, palivový článek se odčerpá, a obnoví se vyplachování ochranného pouzdra 5 heliem z nízkotlakého vedení.
V důsledku popsaného uspořádání obsahujícího uzávěr 34 mezi skříní 6. a ochranným pouzdrem 5 je snížen na minimum mrtvý prostor pro přijímání tlakového helia obklopující zátku 4 a sousední část palivového článku 3 také, v důsledku čehož je ovlivněna spotřeba helia v zařízeni.
Je zřejmé že zařízení podle vynálezu může obsahovat libovolný počet laserových svářecích zařízeni za účelem optimálního využiti generátoru 7 svazku laserových paprsků a že jej lze použít ke kvalitnímu sváření různých průmyslových součástí.
Například jedno z ústrojí zařízení může sloužit k děrování zmíněného uzavíracího nebo plnicího otvoru, takže výrazu sváření je nutno rozumět v širokém smyslu.

Claims (13)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů, obsahující ochranné pouzdro opatřené okénkem, generátor svazku laserových paprsků a prostředky k jeho přenosu až do svářecího pásma okénkem, přičemž tyto přenosové prostředky jsou tvořeny optickými členy, alespoň jednou zaostřovací čočkou a rozdělovacím zrcadlem, vyznačující se tím, že rozdělovači zrcadlo (16) je částečně průhledné laserovým paprskům a optické prostředky jsou upevněny ve skříni (6) opatřené vstupním ramenem (17) laserových paprsků, výstupním ramenem (21) laserových paprsků upevněným k ochrannému pouzdru (5) kolem okénka (13) a ramenem (27) uspořádaným protilehle vstupnímu rameni (17) opatřeným detektorem (8) světelné energie.
  2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kyveta (23) je upevněna ve skříni (6), přičemž skříň (6) nese vstupní přívod (26) plynu, ústícího do prostoru výstupního ramene (21), spojeného s vnitřním prostorem ochranného pouzdra (5) okénkem (13).
  3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že kyveta (23) je upevněna ve výstupním rameni (21) skříně (6) a přívod (26) plynu ústí bezprostředně pod okénkem (13), přičemž ochranné pouzdro (5) je opatřeno prsténcovou vůlí (12) odvodu plynu.
  4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že před kyvetou (23) je uspořádána zaostřovací čočka (22) upevněná ve výstupním rameni (21) skříně (6).
  5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že na vstupním rameni (17) skříně (6) je upevněna čočka (19) kolimátoru.
  6. 6. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že čočka (19) kolimátoru a zaostřovací čočka (22) i s kyvetou (23) jsou upevněny ve vstupním rameni (17) skříně (6).
  7. 7. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 5a6, vyznačující se tím, že rozdělovači zrcadlo (16) je průsvitné viditelnému světlu a rameno (30) vizuální kontroly skříně (6) uspořádané protilehle výstupnímu rameni (21) je opatřeno kamerou (9).
  8. 8. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že přenosové prostředky svazku laserových paprsků jsou tvořeny optickým vláknem (20), ukončeným ve vstupním rameni (17) skříně (6), přičemž generátor (7) svazku laserových paprsků je pulzní typu YAG.
  9. 9. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že pouzdro (5) je opatřeno stavěcími prostředky polohy, popřípadě prostředky pro otáčení palivovým
    -7CZ 279124 B6 článkem (3) kolem jeho osy.
  10. 10. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že výstupní rameno (21) skříně (6) je přímo upevněno k pouzdru (5) .
  11. 11. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že výstupní rameno (21) skříně (6) je upevněno k ochrannému pouzdru (5) mezilehlým uzávěrem (34).
  12. 12. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jedno ústrojí s jediným generátorem (7) laserových paprsků a přepínací prostředky generátoru (7) laserových paprsků alespoň na jedno z optických vláken (20, 20', 20'') spojeným s každým z těchto ústrojí.
  13. 13. Zařízení podle nároku 12,vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jedno svářecí ústrojí dolní zátky (4), alespoň jedno svářecí ústrojí horní zátky (4) a ústrojí pro uzavírání plnicího, vyplachovacího popřípadě odsávacího otvoru zátky (4) zavařením.
CS913040A 1990-10-08 1991-10-04 Zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů CZ279124B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9012361A FR2667526B1 (fr) 1990-10-08 1990-10-08 Equipement et installation de soudage au laser de crayons combustibles ou analogues.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS304091A3 CS304091A3 (en) 1992-04-15
CZ279124B6 true CZ279124B6 (cs) 1995-01-18

Family

ID=9401004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS913040A CZ279124B6 (cs) 1990-10-08 1991-10-04 Zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5231261A (cs)
EP (1) EP0480793B1 (cs)
JP (1) JP3072160B2 (cs)
CN (1) CN1032124C (cs)
CZ (1) CZ279124B6 (cs)
DE (1) DE69112332T2 (cs)
ES (1) ES2077823T3 (cs)
FR (1) FR2667526B1 (cs)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6538229B1 (en) * 1996-05-08 2003-03-25 Infineon Technologies Ag Method for the positionally accurate adjustment and fixing of a microoptical element
FR2761625B1 (fr) * 1997-04-07 1999-08-20 Soc D Mecanique D Irigny Procede et dispositif pour le soudage d'appendices sur un tube de verin
US5958267A (en) * 1997-07-21 1999-09-28 General Electric Company High pressure laser welding of nuclear fuel rods
DE19752326B4 (de) * 1997-11-26 2007-10-11 Takata-Petri (Sachsen) Gmbh Vorrichtung zum dichten Verschweißen eines Hochdruckbehälters
FR2798770B1 (fr) * 1999-09-22 2001-12-21 Franco Belge Combustibles Procede de controle du soudage d'un bouchon de fermeture etanche d'un crayon de combustible pour un reacteur nucleaire
JP4757557B2 (ja) * 2005-07-29 2011-08-24 ミヤチテクノス株式会社 レーザ加工ヘッド
GB0816308D0 (en) * 2008-09-05 2008-10-15 Mtt Technologies Ltd Optical module
JP2012024775A (ja) * 2010-07-20 2012-02-09 Amada Co Ltd レーザ加工装置
US9168613B2 (en) 2010-10-22 2015-10-27 Paul T. Colby Vertical laser cladding system
SE535767C2 (sv) 2011-04-28 2012-12-11 Westinghouse Electric Sweden Förfarande för svetsning av kärnbränslestav
MX369363B (es) * 2012-10-19 2019-11-06 Ipg Photonics Corp Pistola de soldadura laser maniobrable manualmente.
KR20150015254A (ko) * 2013-07-31 2015-02-10 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔의 모니터링 방법 및 이를 이용한 레이저 조사 장치
DE102014218333B9 (de) * 2014-09-12 2016-09-01 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten von Schutzgas in ein Receiverrohr
JP2019504182A (ja) 2015-11-16 2019-02-14 レニショウ パブリック リミテッド カンパニーＲｅｎｉｓｈａｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ アディティブ製造装置のためのモジュールおよび方法
US10614923B2 (en) 2016-07-19 2020-04-07 Battelle Energy Alliance, Llc Methods of forming structures and fissile fuel materials by additive manufacturing
CN108500456B (zh) * 2018-03-21 2020-03-17 西安交通大学 一种核燃料棒包壳高压充氦与激光焊接成套焊接设备
JP6643397B2 (ja) * 2018-05-10 2020-02-12 株式会社アマダホールディングス レーザ加工機及び光学部品の状態検出方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3774010A (en) * 1971-01-08 1973-11-20 Babcock & Wilcox Co Pressurization of fuel rods by laser drilling and sealing
SE7602419L (sv) * 1975-03-24 1976-09-25 Westinghouse Electric Corp Forfarande for trycksettning av forsegling av kernbrenslestavar
US4136553A (en) * 1977-09-08 1979-01-30 Westinghouse Electric Corp. Method for verifying the pressure in a nuclear reactor fuel rod
JPS6016877B2 (ja) * 1978-12-15 1985-04-27 株式会社東芝 レ−ザ溶接管理方法
GB2070998A (en) * 1980-03-03 1981-09-16 Atomic Energy Authority Uk Welding by laser beam
JPS58168488A (ja) * 1982-03-31 1983-10-04 Nuclear Fuel Ind Ltd 核燃料集合体用支持格子のレ−ザ自動溶接装置
US4727237A (en) * 1987-05-04 1988-02-23 Hewlett-Packard Company Pyrolysis coated optical fiber splices: apparatus and method
US4837419A (en) * 1988-06-02 1989-06-06 Westinghouse Electric Corp. Fuel rod end plug welding apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP0480793B1 (fr) 1995-08-23
DE69112332T2 (de) 1996-02-01
ES2077823T3 (es) 1995-12-01
JP3072160B2 (ja) 2000-07-31
JPH0699295A (ja) 1994-04-12
FR2667526A1 (fr) 1992-04-10
CS304091A3 (en) 1992-04-15
EP0480793A1 (fr) 1992-04-15
DE69112332D1 (de) 1995-09-28
CN1062313A (zh) 1992-07-01
CN1032124C (zh) 1996-06-26
US5231261A (en) 1993-07-27
FR2667526B1 (fr) 1995-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ279124B6 (cs) Zařízení k laserovému sváření palivových článků a podobných předmětů
JP4493842B2 (ja) 反応器内部の温度を測定する装置
US4492843A (en) Apparatus and method for laser machining in a non-reactive environment
JPH0352788A (ja) ガスばねおよびガスばねに圧力ガスを充てんする方法並びに装置
US3775586A (en) Enclosed laser apparatus with remote workpiece control
US9586287B2 (en) Method of laser welding a nuclear fuel rod
US5192846A (en) Equipment for drilling and/or closing off by laser the seal weld hole of a fuel rod
JPS62173093A (ja) ビ−ム受光及び送光手段の整合方法及び整合検査装置
US3685882A (en) Self-aligned gas assisted lens for laser beam apparatus
US6668034B2 (en) Method of inspecting an operation of sealed closure by welding the end of a filling channel traversing the upper plug of a nuclear fuel rod
JPH01212770A (ja) 光学繊維によるビーム伝送を用いたレーザ化学蒸着装置
JPH06347581A (ja) 貫通チューブを原子炉の構成要素のドーム形状の壁に密封式に固定する方法及び装置
JPH071171A (ja) 水中レーザ溶接装置および溶接方法
JPH04294888A (ja) レーザー加工方法およびそれに使用する加工ヘッド
HU210091B (en) Welding apparatus and method for welding metal sleeve to metal tube
JPS6247634B2 (cs)
RU2009820C1 (ru) Объектив лазера для газолазерной резки материалов и способ центрирования объектива лазера
GB2070998A (en) Welding by laser beam
CN111906437B (zh) 用于对激光头进行快速拆装的连接装置、激光头及激光加工设备
WO1997000522A1 (fr) Systeme d'etancheite pour l'accostage d'un conteneur sous un four de fusion
EP0403448B1 (en) Apparatus for manipulating laser beams, particularly power laser beams for use by robots
KR200287076Y1 (ko) 용접장치
JPS63215392A (ja) レ−ザ切断装置
EP0612076A1 (fr) Elément de paroi modulaire d'une enceinte de recouvrement d'un récipient et en particulier du couvercle de cuve d'un réacteur nucléaire
FR2659781A1 (fr) Reacteur nucleaire a neutrons rapides equipe d'un deflecteur a la sortie du cóoeur.

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20011004