DE2900865C2

DE2900865C2 -

Info

Publication number: DE2900865C2
Application number: DE2900865A
Authority: DE
Inventors: Thorbjoern Vaesteraas Se Sahlin
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1978-01-24
Filing date: 1979-01-11
Publication date: 1988-11-03
Also published as: JPS6361637B2; DE2900865A1; JPS54109598A; US4243078A; SE409627B; SE7800820L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfüllen von Brennstofftabletten in Brennstoffhüllen bei der Herstellung von Kernbrennstäben gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind bekannt aus der DE-OS 23 29 002.

Der Brennstoff in Kernkraftreaktoren besteht aus einer großen Anzahl von zylindrischen gesinterten Urantabletten, die in langen Brennstoffhüllen eingeschlossen sind, die verhindern, daß das Kühlmittel in direkten Kontakt mit dem radioaktiven Brennstoff kommt und damit eine Verbreitung des radioaktiven Materials durch das Kühlmittel stattfindet. Ein Brennstab kann bis zu 500 Brennstofftabletten mit einem Durchmesser von ca. 10 mm und einer Länge von ca. 11 mm enthalten. Die Brenn stoffhülle zur Aufnahme dieser Tabletten ist bis zu 4000 mm lang. Es ist erwünscht, daß das Spiel zwischen den Tabletten und der Hülle klein ist. Es beträgt meistens nur einige hun dertstel mm. Das Einfüllen der Tabletten in die Brennstoff hüllen ist ein schwieriger und zeitraubender Arbeitsvorgang. Meistens werden Stränge von Tabletten in horizontal angeord nete Hüllen hineingeschoben. Wenn die Endflächen der Tabletten nicht exakt senkrecht zur Längsachse der Tabletten liegen, dann kann sich ein Strang beim Einschieben krümmen, wodurch die Reibung der Tabletten mit der Hüllenwand größer wird und Risse entstehen. Die hohe Dichte der Tabletten trägt dazu bei, daß große Einschubkräfte erforderlich sind.

Bei der aus der DE-OS 23 29 002 bekannten Vorrichtung zum Einfüllen von Brennstofftabletten ist die mit Führungsrinnen für die Tabletten versehene Palette schräg angeordnet, wobei die Führungsrinnen mit den ebenfalls schräg angeordneten Brennstoffhüllen fluchten. In dieser Schräglage werden die Tablettensäulen durch verfahrbare Finger in die Brennstoff hüllen eingeschoben. Um dabei einen zu großen Druck auf die Tabletten zu verhindern, ist eine komplizierte, den Anpreß druck des Fingers gegen die Tablettensäule überwachende Vor richtung vorhanden. Außerdem sind die Brennstoffhüllen zur Erleichterung der Einführung der Tabletten auf vibrierfähi gen Gestellen angeordnet. Durch die genannten Einrichtungen ist diese Vorrichtung relativ aufwendig.

Aus der DE-OS 24 28 329 ist eine Vorrichtung zum Einfüllen von Brennstofftabletten in Brennstoffhüllen bekannt, bei der eine Säule aus Brennstofftabletten zwischen zwei sich in entgegengesetzter Richtung drehenden Wellen geführt wird, die einen solchen Abstand voneinander haben, daß sie gemein sam eine Aufnahmerinne für die Brennstofftabletten bilden. Zur Unterstützung des Vorschubes der Tablettensäule sind die Wellen dabei gegenüber der Horizontalen leicht geneigt ange ordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einfüllen von Brennstofftabletten in Brennstoffhüllen zu entwickeln, bei denen die eingangs ge nannten Schwierigkeiten im wesentlichen beseitigt sind und die sich durch Einfachheit in Funktion und Aufbau auszeich nen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungs gemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist im An spruch 2 genannt.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung vorge schlagen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 3 genannten Merkmale hat.

Durch das Vorhandensein des gut definierten Kippunktes am Übergang zwischen dem horizontalen und dem schrägen Teil der Führungsrinne kippen die Brennstofftabletten, wenn ihr Schwerpunkt den Kippunkt passiert. Der Tablettenstrang wird dabei auseinander gebrochen, und die Tabletten gleiten individuell in einem ge wissen Abstand voneinander durch den schrägen Teil der Füh rungsrinne in eine an die Führungsrinne angeschlossene Brenn stoffhülle. In dieser gleiten die Tabletten weiter nach unten, bis sie Kontakt mit dem Boden der Hülle beziehungsweise mit der vor ihnen liegenden Brennstofftablette in einer Tabletten säule bekommen. Die Brennstoffhülle ist zweckmäßigerweise an ihrem unteren Ende geschlossen. Die Fallgeschwindigkeit in der Hülle wird von der Neigung der Hülle und dem Spiel zwischen Hülle und Tabletten bestimmt. Das Luftkissen zwischen in der Hülle nach unten gleitenden benachbarten Tabletten sorgt dafür, daß im wesentlichen der gleiche Abstand zwischen den Tabletten beibehalten wird, und die Tabletten nicht eher miteinander in Kontakt kommen, als bis sie gegen die jeweils letzte Tablette der sich aufbauenden bereits ruhenden Tablettensäule stoßen. Ins besondere diese individuelle Einführung der Tabletten hat sich als äußerst vorteilhaft erwiesen und unter anderem das Problem des Festfressens beseitigt.

Tabletten können in Strängen auf Paletten mit Führungsrinnen gelegt werden. Diese Paletten werden auf dem horizontalen Teil der Einschubvorrichtung plaziert. Die Führungsrinnen dieses Teils können ganz oder teilweise aus Rinnen der Palette gebildet werden. Die Führungen können hinter dem Kippunkt gegenüber der Hori zontalebene um 15-60° geneigt sein. Eine Neigung in der Größenordnung von 45° ist besonders vorteilhaft.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert wer den. Es zeigt

Fig. 1 in äußerst schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Einschieben von Brennstofftab letten in eine Brennstoffhülle,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 von oben gesehen,

Fig. 3 in größerem Maßstab die Anordnung des Kip punktes der Rinnen und eine Anschlußvorrichtung für eine Brennstoffhülle.

In den Figuren bezeichnet 1 die Bodenfläche in einem Arbeits raum und 2 eine erhöhte Arbeitsfläche, die auf Säulen 3 ruht. Auf dieser Arbeitsfläche steht ein Tisch 4. Auf dem Tisch 4 sind zwei parallele Führungsschienen 5 und 6 angebracht, zwischen denen eine Palette 7 schrittweise in seitlicher Richtung verschoben werden kann. Die Palette 7 ist mit meh reren Rinnen 8 versehen, in denen Tabletten 9 in Strängen aufgereiht sind. In der Führungsschiene 6 befindet sich eine den Rinnen 8 angepaßte und in deren Richtung verlau fende horizontale Rinne 10. An diese schließt sich eine schräge Führungsleiste 11 mit einer Rinne 12 und einem rohr förmigen Führungs- und Anschlußteil 13 an, an die eine Brenn stoffhülle 14 angeschlossen werden kann. Die Öffnung 15 im Anschlußteil besteht aus einem ersten, schwach konischen Teil 15 a, einem zweiten, zylindrischen Zwischenteil 15 b und einem dritten, der Brennstoffhülle angepaßten Führungsteil 15 c. Ein Stützorgan 16 für eine Brennstoffhülle 14 ist mit dem Tisch 17 beweglich verbunden und kann mit einem nicht ge zeigten Hebezeug in die in Fig. 1 gezeigte Lage geschwenkt werden. In hochgeklappter Lage wird die Hülle 14 mit Hilfe eines Betätigungszylinders in einer Kolbenstange 18, die am Stützorgan 16 angebracht ist, in das Steuerteil 15 c der Anschlußvorrichtung hineingeschoben. Auf dem Tisch 4 ist ein Betätigungszylinder 20 mit einer Kolbenstange 21 ange bracht, mit welcher ein Tablettenstrang auf der Palette 7 axial verschoben werden kann. Zwischen der horizontalen Rinne 10 in der Führungsschiene 6 und der Rinne 12 in der Führungsleiste 11 befindet sich ein gut definierter Kippunkt 22.

Wenn ein Tablettenstrang nach rechts verschoben wird und der Schwerpunkt einer Tablette 9 a den Kippunkt passiert, so kippt die Tablette 9 a. Die Tabletten 9 b und 9 c, die den Kippunkt 22 früher passiert haben, befinden sich in diesem Augenblick in Bewegung in der Rinne 12 beziehungsweise in der Brennstoffhülle 14. Der Abstand zwischen den Tabletten hängt davon ab, mit welcher Geschwindigkeit der Tabletten strang von der Kolbenstange 21 geschoben wird. Die Gleit geschwindigkeit in der Hülle 14 hängt von der Reibung, dem Neigungswinkel der Hülle und dem Spiel zwischen Tablette und Hüllenwand ab, durch welches Spiel die Luft unterhalb der Tablette hindurchgepreßt werden muß. Das Luftkissen 23 zwischen zwei Tabletten 9 c verhindert, daß eine Tablette die davorliegende Tablette erreicht, bevor diese den Boden der Hülle oder einen Tablettenstrang in der Hülle 14 erreicht hat.

In der Figur wird eine Anlage gezeigt, bei der nur eine Brennstoffhülle 14 zur gleichen Zeit mit Tabletten gefüllt werden kann. Die Anlage kann jedoch zweckmäßig für eine genauso große Anzahl von Hüllen ausgebildet werden, wie Rinnen 8 in der Palette 7 vorhanden sind.

Claims

1. Verfahren zum Einfüllen von Brennstofftabletten in Brenn stoffhüllen bei der Herstellung von Kernbrennstäben, bei dem die Brennstofftabletten zunächst strangartig in einer oder mehreren Führungsrinnen auf einer Palette einer Einschubvor richtung aufgereiht werden und dann von dort zum Einfüllen in gegen die Horizontale geneigte Brennstoffhüllen geschoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette im wesentlichen horizontal angeordnet ist und die Tabletten von der Palette axial über einen definierten Kippunkt verschoben werden, hinter dem eine oder mehrere Führungsrinnen derart schräg nach unten geneigt sind, daß die Tabletten in einem gewissen Abstand voneinander durch ihr eigenes Gewicht entlang der Führung in die an die Füh rung angeschlossenen, schräg aufgestellten Brennstoffhüllen gleiten und in diesen nach unten gleiten bis zum Anschlag am Boden der Hüllen oder an davorliegenden Brenn stofftabletten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Führung hinter dem Kippunkt und die hieran angeschlossenen Brennstoffhüllen unter einem Winkel von 15-60° zur Horizontalebene geneigt verlaufen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen horizontalen Tisch (4) für eine Palette (7) mit Führungsrinnen (8) für eine Anzahl von Strängen aus Brennstofftabletten (9), durch ein Teil (11) mit einer oder mehreren schrägen Führungsrinnen (12), die zusammen mit den Rinnen (8) der Palette und mit den daran anschließenden festen horizontalen Rinnen (10) einen defi nierten Kippunkt (22) bilden, durch Organe (13, 16, 18) zum Anschluß von schräg aufgestellten Brennstoffhüllen (14) an die schräg verlaufenden Führungsrinnen (12) und durch Vor schuborgane (20, 21) zur axialen Verschiebung eines oder meh rerer Tablettenstränge von der Palette (7) zu dem Kippunkt (22).