DD219324A1

DD219324A1 - Pneumatische kontrolleinrichtung fuer automatisch zusammengestellte pellets zu brennstoffsaeulen fuer brennstoffelemente

Info

Publication number: DD219324A1
Application number: DD83255731A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Fischer; Dieter Lorenz; Lothar Bayer
Original assignee: Gerhard Fischer; Dieter Lorenz; Lothar Bayer
Priority date: 1983-10-18
Filing date: 1983-10-18
Publication date: 1985-02-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Kontrolleinrichtung, die in einer Anlage zur automatischen Herstellung von Brennstoffelementen fuer Kernkraftwerke, speziell fuer das Fuellen von Huellrohren mit in zwei Teilsaeulen zusammengestellten Pellets, zur Anwendung kommt. Ziel und Aufgabe ist eine wenig aufwendigere, robuste und zuverlaessige, pneumatisch wirkende Kontrolleinrichtung, die es ermoeglicht, zwei Teilsaeulen fuer eine Gesamtpelletsaeule so zusammenzustellen, dass die Toleranz der Laenge der Gesamtpelletsaeule maximal der Laenge eines Pellets entspricht. Geloest wird die Aufgabe durch einen laengsbewegbaren Tastbolzen, der mit einer nicht durchgehenden Zentralbohrung und mehreren radial angeordneten Oeffnungen versehen ist. Dem Tastbolzen sind eine gleitende Buchse, mehrere Kolben und ein entsprechendes Luftaufbereitungssystem zugeordnet. Figur

Description

Pneumatische Kontrolleinrichtung für automatisch zusammengestellte Pellets zu Br ennstof if säulen für Brennstoffelemente

Anwendungsgebiet

Die Erfindung kommt in einer Anlage zur automatischen Herstellung von Brennstoffelementen für Kernkraftwerke, speziell für das Pullen von Hüllrohren mit Pellets, zur Anwendung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind eine Vielzahl von Verfahren und Einrichtungen bekannt (DE-OS 3 104 341, 2 921 462, 2 900 865, 2 818 397, .2 802 362, 2 635 740 und 2 130 001), bei denen die Pelletsäule, die in das Hüllrohr einzubringen ist, außerhalb des Hüllrohres zusammengestellt und vermessen wird.

Nach erfolgter Zusammenstellung wird die Peiletsäule durch Einschieben, Vibrations- oder Schwerkraftförderung in das Hüllrohr eingefüllt.

Da die Pelletsäulen der Brennstoffelemente für größere Kernreaktoren Längen der Größenordnung von 4 m aufweisen, ergeben sich bei der Zusammenstellung von Gesämtpelletsäulen, neben Problemen hinsichtlich der Führung der Brennstoffsäule, insbesondere Platzbedarfsprobleme.

Es ist deshalb naheliegend,- die Gesamtpellet säule durch

. Teilsäulen zusammenzustellen, die nacheinander in das Hüllrohr.eingefüllt werden.

Infolge der endlichen, toleranzbehafteten Länge der Eihzelpellets sind Einrichtungen erforderlich, die im automatischen Prozeß die längen der Teilsäulen so gewährleisten, daß die geforderte Toleranz der Länge der Gesamtpell etsäule eingehalten wird« Das Istmaß der Länge einer Teilsäule kann bis zur maximalen Länge eines Pellets vom Uennmaß abweichen._vBei mehreren Teilsäulen addieren sich die Abweichungen. Durch Messung der Istmaße der Teilsäulen und deren Addition wird die erforderliche Länge der letzten Teilsäule bestimmt. .

Die Toleranz der Gesamtpelletsäule entspricht dann maximal der Länge eines Pellets. Im automatischen Prozeß wird dies vorwiegend mittels induktiver Wegmessung und elektronischer Meßwertverarbeitung realisiert.

Eine derartige Meßeinrichtung wird im DD-WP 16Ό 379 dar-' .gestellt. Beim Erreichen einer bestimmten Pelletsäulenlänge wird die Meßeinrichtung über einen Meßbolzen betätigt. Die Meßeinrichtung erzeugt ein Meßsignal und leitet dieses an eine elektronisch arbeitende Steuereinheit mit Antriebseinheiten weiter, die bestimmte Stellhandlungen auslösen. -

Es wurde auch bereits eine elektronische Steuereinrichtung zum Zusammenstellen von Pellet säulen vorgeschlagen, die aus einer Vielzahl von Geräten besteht und einen erheblichen materiellen Aufwand erfordert,

Ziel der Erfindung

Die Erfindung stellt sich das Ziel, den bei bekannten Einrichtungen erforderlichen hohen Aufwand au vermindern und durch eine robuste Bauweise die Zuverlässigkeit der Kon-r trolleinrichtung zu verbessern.

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Darlegung; des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist eine- pneumatische-Kontrolleinrichtung, die es ermöglicht, zwei Teilsäulen einer Gesamtpelletsäule zum Einfüllen in ein Hüllrohr, in einem automatischen Prozeß mit Polgesteuerung in geneigter oder horizontaler Lage so zusammenzustellen, daß die Toleranz der Länge der Gesamtpellet säule maximal der Länge eines Pellets entspricht und bei Ausfall der Versorgungsenergie die Kontrolleinrichtung einen Zustand ' einnimmt,, der ohne weitere Maßnahmen den Weiterbetrieb bei Wiederkehr der Energie zuläßt und für einen Betrieb bei erhöhten Temperaturen des Verarbeitungsgutes bzw. der Umgebung geeignet ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß den in Rinnen einer Walze mittels eines bekannten Schubkurbeltriebes aneinandergereihten Pellets ein längsverschiebbarer, von einer Feder beaufschlagter, in einem Gehäuse geführter Tastbolzen mit nicht durchgehender .

Zentralbohrung und mehreren, radial angebrachten Öffnungen angeordnet ist, auf dem Tastbolzen eine unter einer Feder stehende Buchse gleitet, die über auf Rollen . geführte Bänder mit dem Tastbolzen verbunden ist, der Tastbolzen und die Buchse sich im Inneren eines unter einer Feder stehenden Kolbens befinden, der den Tastbolzen aus dem Bereich der Walze bewegt und auf dem Kolben ein weiterer, ringförmiger Kolben mit radial zur Buchse bewegbaren, mit Federn versehenen Klemmelementen angeordnet ist und das Gehäuse und der ringförmige Kolben mit öffnungen für Druckluft versehen sind, Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind der Kontrolleinrichtung ein Luftaufbereitungssystem, bestehend aus einem Druckreduzierventil, einem Druckregler und einem Luftfilter sowie eine einstellbare Yordüse, eine ~ Druckdose und ein Schaltkontakt zugeordnet.

Schließlich ist zwischen Gehäuse und Tastbolzen ein weiterer S_chaltkontakt angeordnet.

Durch die erfindungsgemäße pneumatische Kontrolleinrichtung wird der bei bekannten elektronischen Meßeinrichtungen anfallende hohe Aufwand vermindert und eine robuste Einrichtung geschaffen, die die Zuverlässigkeit verbessert. Die Kontrolleinrichtung ermöglicht das Zusammenstellen von zwei Teilsäulen zu einer Gesamtpelletsäule zum Einfüllen in ein Hüllrohr in geneigter bzw. horizontaler lage. Es wird gewährleistet, daß die Toleranz_i der Länge der Gesamtpelletsäule maximal der Länge eines Pellets entspricht. Bei einem möglichen Ausfall der Versorgungsenergie nimmt die Kontrolleinrichtung einen Zustand ein, der ohne weitere . Maßnahmen den Weiterbetrieb bei Wiederkehr der Energie zuläßt. Des weiteren ist die Kontrolleinrichtung für einen Betrieb bei erhöhten Temperaturen des Verarbeitungsgutes bzw. der Umgebung geeignet.

* Ausführung; sb ei sp i el -,

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Kontrolleinrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 2, in dem ein längsbewegbarer,' mit nicht durchgehender Zentralbohrung 3 und mehreren, . radial angebrachten Öffnungen 4 und 5 versehener Tastbolzen 6 angeordnet ist. Der Tastbolzen 6 liegt den mittels Schachtmagazin 7 zugestellten, durch einen Schubkurbeltrieb

: 8 auf den Rinnen 10 einer Walze 11 zu Teilsäulen zusammengestellten Pellets 12 gegenüber. Auf dem Tastbolsen 6 ist eine Buchse 13 gleitend angebracht, die mit dem Tastbolzen 6 über um Rollen 14 geführte -Bänder 15 verbunden ist. Die Buchse 13 und der Tastbolzen G werden von Federn 16 und 17 beaufschlagt und sind im Inneren eines unter einer Feder 18 stehenden,-längsbeweg b ar en Kolbens 19 angeordnet.

Auf dem Kolben 19 befindet sich ein weiterer ringförmiger

Kolben 20, der mit radial -angeordneten, von einer Feder 21 beaufschlagten Klemmelementen 22 versehen ist. Das Gehäuse 2, in dem der Kolben 19 gleitet und das den ringförmigen Kolben 20 umgebende Gehäuse 23 sind mit Öffnungen 24, 25 für Druckluft ausgestattet.

An die Kontrolleinrichtung sind ein aus einem Druckreduzierventil 27, einem Druckregler 28 und einem Luftfilter 29 bestehendes Luftaufbereitungssystem 26 sowie eine einstellbare Vordüse 30 und eine Druckdose 31 mit Schaltkontakt 10- 32 angeschlossen. Zwischen Gehäuse 2 und dem Tastbolzen befindet sich ein weiterer Schaltkontakt 33. Die Wirkungsweise der'Kontrolleinrichtung ist folgende:

Die Pellets 12 werden über ein Schachtmagazin 7 und den Schubkurbeltrieb 8 in die Rinnen 10 der Walze 11 gefördert. Wenn die Pelletsäule in der Rinne 10 eine Länge von der Hälfte der Gesamtpelletsäule, vermindert um die maximale Länge eines Pellets 12 ( ges - Lp ), erreicht hat,

2 max bewegt sie den Tastbolzen 6 gegen die Feder 17. Der maximale Verschiebeweg des Tastbolzens 6 beträgt die zweifache maximale Länge eines Pellets 12. Bei Erreichen des Schaltkontaktes 33 ( ges), der am Tastbolzen oder auch

2 an anderer Stelle angeordnet sein kann, wird das Fördern der Pellets 12 durch den Schubkurbeltrieb 8 unterbrochen und die Schubkurbel 9 in die Endstellung gefahren. Durch die Bewegung des Tastbolzens 6 wird die Buchse 13 unter der über Rollen 14 geführten Bänder 15 gegen die Feder entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Tastbolzens 6 bewegt. Die Kräfte der Federn 16, 17 sind so bemessen, daß sie kleiner als die Reibungskraft zwischen Pelletsäule und Rinne 10 sind, d.h. die Federkräfte können nicht die Pellet säule verschieben. Vor dem Zurückbewegen,, der Schubkurbei 9 v/ird die Buchse 13 mit Hilfe der Klemmelemente 22 im ringförmigen Kolben 20 durch Abschaltung des am Gehäuse 23 des ringförmigen Kolbens 20 anliegenden

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Druckes P2 und die Feder 21 an die Buchse 13 gedrückt und damit im Kolben 19» der im Gehäuse 2 geführt ist, fixiert. Danach wird durch Abschalten des am Gehäuse 2 des Kolbens 19 anliegenden Druckes P1 und gleichzeitigem Entlüften der Druckkammer und durch die Feder 18 der Kolben 19 zurückbewegt und' dadurch der Tastbolzen 6 außer Eingriff mit der V/alze 11 gebracht.. Hach dem Zurückbewege.η der Schubkurbel „9 wird die Walze 11 um einen bestimmten , Winkel gedreht und damit die erste zusammengestellte Teilsäule in Einfüllposition gebracht'. Während des Einfüllens der ersten Teilsäule in ein nicht dargestelltes Hüllrohr erfolgt in einer weiteren Rinne 10 der Walze 11 das Zusammenstellen der zweiten Teilsäule analog der ersten Teilsäule. ; ·

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Der im Gehäuse 2 anliegende Druck P1 wird aufgegeben und damit der Tastbolzen 6 in Richtung Rinne 10 der Walze 11 bewegt. Bei der zweiten Teilsäule wird der Fördervorgang nicht durch den Schaltkontakt 33» sondern dann unterbrochen, wenn die Öffnungen 4 im Tastbolzen 6 von der Buchse 13 überdeckt werden. Gleichzeitig wird der Druck P2 aufgegeben, damit die Fixierung der Buchse 13 im Kolben 19 gelöst und der jeweilige Schubkurbelhub vollendet. Gegebenenfalls kann der Reibschluß zwischen Buchse 13 und Klemmelementen 22 so bemessen sein,^: daß die Kraft der Schubkurbel 9 diesen und die Kräfte der Federn 17, 18 überwindet. Dann kann das gleichzeitige Aufgeben des Druckes P2 entfallen. . ' ^:

Die Gleitreibung zwischen Taststift 6 und Buchse 13 wird durch das Luftpolster, welches.durch die öffnungen 5 bewirkt wird, gemindsfc.

Beim Überdecken der Öffnungen 4 im Tastbolzen 6 mit der Buchse 13 wird ein Schaltkontakt 32 betätigt. Diese Betätigung erfolgt, indem es zwischen den Öffnungen 4 im

Tastbolzen 6 und einer einstellbaren Vordüse 30 zu, einem Druckanstieg kommt, der die Druckdose 31 elastisch verformt und damit den Schaltweg realisiert. Die Druckluft wird durch ein Luftaufbereitungssystem 26 bereitgestellt. 3ei Ausfall des Druckes P1 und P2 wird der Tastbolzen 6 durch den Kolben 19 aus der Rinne 10 der Walze 11 bewegt. Die Fixierung der Buchse 13 im Kolben 19 bleibt erhalten.-Gleichzeitig wird die Förderung der Pellets 12 durch die , Schubkurbel 9 unterbrochen. Bei Wiederkehr der Druckluft ist die Portsetzung des Prozesses ohne zusätzliche Maß^- nahmen möglich. Die Kontrolleinrichtung 1 kann aus Werkstoffen gefertigt werden, die einen Betrieb bei erhöhten Temperaturen gewährleisten

Das Toleranzfeld kann durch Verlagerung des Schaltkontakt es 33 und durch Veränderung der Lage der Kontrolleinrichtung 1 zur Walze 11 entsprechend verschoben werden.

Claims

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Erfindungsanspruch

T. Pneumatische Kontrolleinrichtung für automatisch zusammengestellte Pellets zu Brennstoffsäulen für Brennstoffelemente für Kernkraftwerke, gekennzeichnet dadurch, daß den in Rinnen (10) einer Walze (11) mittels .eines bekannten Schubkurbeltriebes (8) aneinandergereihten Pellets (12) ein längsverschiebbarer, von einer Feder (17) beaufschlagter, in einem Gehäuse (2) geführter Tastbolzen (6) mit nicht durchgehender Zentralbohrung (3) und mehreren, radial angebrachten Öffnungen (4, 5) angeordnet ist, auf dem Tastbolzen (6) eine^unter einer Feder (16)· stehende Buchse- (13) gleitet, die über um Rollen (14) geführte Bänder (15) mit dem Tastbolzen (6) verbunden ist, der Tastbolzen (6) und die Buchse (13) sich im Inneren eines unter einer Peder (18) stehenden

! ·

Kolbens (19) befinden, der den Tastbolzen (6) aus dem Bereich der Walze (11) bewegt und auf dem Kolben (19) ein weiterer, ringförmiger Kolben (20) mit radial zur Buchse (13) bewegbaren, mit Federn (21) versehenen Klemmelementen (22) angeordnet ist und das Gehäuse (2) und der ringförmige Kolben (20) mit öffnungen (24, 25) für Druckluft versehen sind.
' 2. Kontrolleinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dieser ein'Luftaufbereitungssystem (26), bestehend aus einem Druckredusi er ventil (27;, einem Druckregler (28) und einem Luftfilter (29) sowie eine einstellbare Yordüse (3C^-), eine Druckdose '(31) und ein Schältkontakt (32) zugeordnet sind. - . :
3. Kontrolleinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Gehäuse (2) und Tastbolzen (6) ein weiterer Schaltkontakt ,(33) angeordnet ist.