DE3615693C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Einfüllen einer oder mehrerer Arten von säulenförmigen Brennstoff-Pellets in ein Um­ hüllungsrohr zum Herstellen eines Brennstabs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Kernbrennstoffstäbe enthalten im allgemeinen ein Umhüllungsrohr, in welches eine Reihe von Kernbrennstoff-Pellets eingebracht ist. Die in dem Umhüllungsrohr befindliche Reihe von säulenförmigen Pellets ist nicht durchgehend einheitlich, sondern es sind unterschiedlich lange Abschnitte von Pellets unterschiedlicher Art vorhanden, abhängig von spezifischen Erfordernissen, die sich durch den Einsatz des Kernbrenn­ stoffstabs ergeben. Die möglicherweise unterschiedlich langen Einzel­ abschnitte der Pellet-Reihe innerhalb des Umhüllungsrohrs enthalten verschiedene Arten von Pellets.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sind aus der DE 29 00 865 C2 bekannt.

Bei der bekannten Vorrichtung befindet sich der Pellet-Transporttrog auf einem ebenen Tisch. In den zueinander parallelen Rillen sind verschie­ dene Arten von Pellets angeordnet. Eine der Rillen wird ausgerichtet mit der Rille des Pellet-Ausrichtungstrogs, der als rohrförmiger Körper eine Rille des Transporttrogs mit dem auf dem Träger ruhenden Brennstoff- Umhüllungsrohr verbindet. Die Rille des Ausrichtungstrogs ist bezüglich des horizontal angeordneten Transporttrogs geneigt angeordnet, und an die Rille schließt unmittelbar das Umhüllungsrohr an. Dabei wird der Anschlag durch den Boden des Umhüllungsrohrs gebildet.

Zum Zusammenstellen einer Füllungsreihe in dem Umhüllungsrohr werden die einzelnen Reihen des Transporttrogs ausgerichtet mit der Rille des Ausrichtungstrogs, also auch mit dem für die Befüllung bereit­ gestellten Umhüllungsrohr. Mit einem Schieber wird aus der ausgerich­ teten Rille des Transporttrogs eine vorbestimmte Anzahl von Pellets in Richtung auf die Verbindungskante zwischen horizontalem Transporttrog und der schrägen Rille des Ausrichtungstrogs geschoben. Beim Über­ schreiten des Kippunkts rutschen einzelne Pellets in das Umhüllungs­ rohr.

Die Bildung von einzelnen Längenabschnitten unterschiedlicher Arten von Pellets in dem Umhüllungsrohr ist mit dieser Vorrichtung zwar grundsätzlich möglich, jedoch könnte eine Längenbestimmung für ein­ zelne Abschnitte bei dieser bekannten Vorrichtung praktisch nur dadurch erfolgen, daß man den Hubweg des die Pellet-Reihen aus den Rillen des Transporttrogs herausdrückenden Kolbens mißt. In diesem Fall ist aber nur eine ungenaue Längenbestimmung möglich, weil die Kippunkte der einzelnen Pellets ebenso wie die Ausgangslage der Pellets auf dem Transporttrog Fehlerquellen darstellen. Spezielle Maßnahmen zur Län­ genmessung von Pellet-Reihen sind in der genannten Druckschrift nicht angegeben.

Die DE 29 21 462 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Befüllen von Brennstoff-Umhüllungsrohren mit Pellets. Die Befüllung der Umhül­ lungsrohre erfolgt von Hand, wobei die Zusammenstellung einer Pellet- Reihe nach Maßgabe einer durch Lämpchen gebildeten Längenanzeige erfolgt. Die Bedienungsperson kann anhand eines Längenmeßstabs se­ hen, wie lang einzelne Pellet-Reihen sind.

Die DE 23 29 002 C2 beschreibt eine Vorrichtung zum Einfüllen von Kernbrennstoff-Pellets in Umhüllungsrohre, wobei der Füllzustand der Rohre durch Paßstäbe festgestellt wird.

Aus der DE-AS 21 62 698 ist eine Vorrichtung zum Einfüllen von Kern­ brennstoff-Pellets in Umhüllungsrohre bekannt, bei der eine vorbestimm­ te Anzahl miteinander ausgerichteter Pellets gleichzeitig verschoben wird.

Die DE 33 08 933 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Einfüllen von Pellets in ein Umhüllungsrohr, bei der einzelne Pellets durch seitlich an einer Führungsbahn angeordnete Transportbänder einer Sammelrille zugeführt werden. Dabei werden durch einen optischen Detektor die einzelnen Pellets erfaßt. Die Rille, in der sich die Pellets sammeln, ist mit hinter­ einander angeordneten Sensoren bestückt, die jeweils das vorderste Pellet einer Pellet-Reihe innerhalb der Rille erfassen, und zwar abhängig von der erforderlichen Länge eines Pellet-Reihen-Abschnitts. Die an der Rille angeordneten Sensoren liefern Signale an eine Steuerung, die ihrer­ seits den Betrieb der Bandförderer für die einzelnen Pellets steuert.

Wenn eine vorbestimmte Anzahl von Pellets entsprechend einem ge­ wünschten Längenabschnitt in der Rille zusammengestellt ist, greift ein Finger hinter das letzte Pellet und schiebt die Reihe in eine gewünschte Lage, bevor die gesamte zusammengestellte Reihe in einen unterhalb der Rille befindlichen Transporttrog fallengelassen wird. Hierzu wird die Rille von zwei V-förmig angeordneten, jeweils um ihre Längsachse schwenkbaren Blättern gebildet.

Bei dieser bekannten Anordnung hat der längsverschiebliche Finger die Aufgabe, den in der Länge bereits festgelegten Abschnitt der Pellets für das Einbringen in den Transporttrog zu bewegen. Die Längenbestim­ mung selbst erfolgt durch Erfassen der Vorderkante der Pellet-Reihe einerseits und durch Zählen der in die Rille eingeführten Pellets anderer­ seits.

Aus der US-PS 41 58 601 ist eine Vorrichtung zum Befüllen von Um­ hüllungsrohren mit Kernbrennstoff-Pellets bekannt, bei der eine in einer Rille zusammengestellte Reihe von Pellets von einem Schieber in Richtung auf ein Umhüllungsrohr geschoben wird. Dabei werden einzelne Pellets gezählt. Bei dieser Vorrichtung kann die Anzahl von vorwärtsbewegten Pellets einer Reihe nicht frei eingestellt werden. Das heißt, die einmal durch eine gewisse Anzahl von Pellets definierte Länge liegt stets frei, wenn die Reihe in das Umhüllungsrohr eingestoßen wird.

Aus der DE 28 02 362 A1 ist eine Einrichtung zum Zusammenbau von Kernbrennstäben mit einer Füllstation bekannt, wobei die Brennstäbe mit einer Transportvorrichtung durch verschiedene Stationen, unter anderem die Füllstation, geleitet werden. Eine spezielle Ausgestaltung der Füllsta­ tion läßt sich dieser Druckschrift nicht entnehmen.

Aus der DE-OS 19 61 575 ist eine Füllvorrichtung zum Einfüllen von Brennstoff-Pellets in Umhüllungsrohre bekannt, bei der mit einer um­ laufenden Kugelkette gearbeitet wird, deren Schubwege beim Füllvor­ gang gemessen werden. Durch diese Wegmessung erhält man ein Maß für die Länge der in das Umfüllungsrohr eingefüllten Pellet-Reihe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automati­ schen Einfügen einer oder mehrerer Arten von säulenförmigen Kern­ brennstoff-Pellets in ein Umhüllungsrohr anzugeben, das das in Grenzen genaue Zusammenstellen von Längenabschnitten von Pellet-Reihen vor dem Einführen in das Umhüllungsrohr gestattet. Außerdem soll eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens angegeben werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 bzw. die in An­ spruch 7 angegebenen Merkmale.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Pelletmitnehmer von dessen Antrieb längs der Rille des Ausrichtungstrogs sowie quer zu der Rille bewegt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, den Pelletmitnehmer in eine Position zu bringen, die einen bestimmten Längenabschnitt zwischen dieser Position und dem Anschlag definiert. Durch die mögliche Querbewegung des Pelletmitnehmers wird ein spezielles Pellet (oder werden zwei benach­ barte, spezielle Pellets) entweder etwas zur Seite geschoben oder klem­ mend festgehalten. Dementsprechend ist ein Längenabschnitt definiert, der von dem Anschlag bis zu der Zwischenposition, an der sich der Pelletmitnehmer befindet, definiert wird, wobei das spezielle Pellet entweder zu dem bestimmten Längenabschnitt gehört oder nicht.

Letzteres hängt davon ab, ob "das spezielle Pellet" als Bestandteil des vorbestimmten Längenabschnitts in Richtung des Anschlags (d. h. an dem dann zurückgezogenen Anschlag vorbei) in das Umhüllungsrohr geschoben wird, oder ob der für den Längenabschnitt nicht benötigte Rest einschließlich des speziellen Pellets in die andere Richtung zurück­ geschoben wird.

Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Längenfestlegungseinrichtung ist im Stand der Technik ohne Vorbild. Das Längsverschieben einer Pellet-Reihe innerhalb einer Rille ist zwar, wie oben ausgeführt, an sich bekannt, jedoch nicht in direkter Verbindung mit der Festlegung eines Längenabschnitts. Die oben erläuterte DE 33 08 933 A1 besitzt einen Verschiebemechanismus mit einem in die Bewegungsbahn der Pellets hineinragenden Finger, jedoch dient dort der Finger lediglich zur Längsverschiebung des bereits in der Länge festgelegten Abschnitts einer Pellet-Reihe.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine ebene Draufsicht, die eine Vorrichtung zum Einfüllen von säulenförmigen Kernbrennstoff-Pellets zeigt;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht entlang der Linie II-II, wie sie in Fig. 1 angegeben ist;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, die eine Brennstoff-Umhül­ lungsrohr-Handhabungseinheit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zeigt;

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht eines Umhüllungsrohr-Hand­ habungsabschnittes der in Fig. 3 gezeigten Einheit;

Fig. 5 eine Frontansicht, die eine Hülse des Umhüllungsrohres in Verbindung mit einer Zentriereinrichtung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zeigt;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Pellet-Handhabungsein­ heit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 7A eine Querschnittsansicht durch eine Pellet-Handhabungsein­ heit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, entsprechend der Linie XIII-XIII in Fig. 6;

Fig. 7B eine weitere Querschnittsansicht der Handhabungseinheit, entsprechend der Linie XIV-XIV in Fig. 6;

Fig. 8 eine Frontansicht, die eine Reihenlängen-Begrenzungsein­ heit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zeigt;

Fig. 9 bis 12 aufeinanderfolgende Ansichten zur Erläuterung der Rei­ henbegrenzungsoperation auf der Basis der Reihenlängen- Begrenzungseinheit, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist;

Fig. 13 eine Frontansicht einer anderen Ausführungsform der Reihenlängen-Begrenzungseinheit;

Fig. 14A bis 14D Ansichten, die der Erläuterung der Reihenbildung dienen;

Fig. 15A bis 15E aufeinanderfolgende Ansichten des Ausrichtungstroges und des Reihenbildungselements zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform zur Bildung einer Reihe der säulenförmigen Materialien;

Fig. 16, 17, 18, und 19 kurze Querschnittsansichten des Ausrichtungs­ troges und des Greifelements, die jeweils andere Ausfüh­ rungsformen oder Modifikationen des Mechanismus zur Bildung einer Reihe aus einem säulenförmigen Material erläutern.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand bevorzugter Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 13 der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine ebene Draufsicht auf eine Kernbrenn­ stoff-Pellet-Einfüllvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung umfaßt einen Umhüllungsrohr- Handhabungsabschnitt 100, in dem Umhüllungsrohre mit oder ohne Kernbrennstoff-Pellets in vorgegebenen Positionen aufgestapelt sind, einen Pellet-Handhabungsabschnitt 200, in dem Kernbrennstoff-Pellets, die in Reihen angeordnet sind, in Umhüllungsrohre eingefüllt werden, einen Trog­ stapelabschnitt 300, in dem Pellet-Transporttröge enthal­ ten sind, und eine Trogfördereinrichtung 400, welche die gewünschten Pellet-Transporttröge aus dem Trog-Stapelab­ schnitt 300 herausnimmt und transportiert. Die Vorrich­ tung umfaßt ferner einen Zwischenlager-Puf­ fer 500, der eine Vielzahl von Pellet-Transporttrögen speichert, und einen Stapler 600 für leere Tröge zur Speicherung der Transporttröge, die nach dem Herausnehmen der Kernbrennstoff-Pellets aus den Trögen frei werden.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, umfaßt der Umhüllungs­ rohr-Handhabungsabschnitt 100 eine erste Stapelplatte 12, auf der eine Vielzahl von Umhüllungsrohren 11 angeordnet ist. Die erste Stapelplatte 12 besteht aus einer Vielzahl von Tragehebeln 12a, die sich in Richtung senkrecht zur Länge der Umhüllungsrohre 11, die auf der Platte 12 liegen, verjüngen. Unter der ersten Stapelplatte 12 ist eine zweite Stapelplatte 14 vorgesehen, die sich in einer Rich­ tung entgegengesetzt zu derjenigen der Tragehebel 12a verjüngt und bestimmt ist für die Aufnahme der Umhüllungs­ rohre 13, die mit den Pellets gefüllt sind.

Entlang der sich nach unten verjüngenden Kante der Stapel­ platte 12, d. h. in einer Richtung senkrecht zur Länge der Tragehebel 12a, ist eine Palette 15 so vorgesehen, daß sie in einer festgelegten Weise zu den Stapelplatten 12 und 14 hin oder von diesen weg verschiebbar ist. Insbe­ sondere steht eine Schraubenmutter 15a, die an der Palette 15 befestigt ist, in Verbindung mit einer mit einem Schraub­ gewinde versehenen Welle 17, die von einem Motor 16 ange­ trieben wird, und die Palette 15 bewegt sich zusammen mit der Mutter 15a entlang den Führungselementen 18 in der obengenannten Richtung. Auf der oberen Oberfläche der Pa­ lette 15 ist eine Vielzahl von V-förmigen Rillen 19a, 19b, 19c . . . vorgesehen, so daß die Umhüllungsrohre 11 parallel zur Länge der Palette 15 darauf angeordnet sein können.

Unterhalb der Palette 15 ist eine Vielzahl von vertikalen Hebeln 22 im Abstand voneinander angeordnet. Die Hebel 22 werden über einen Gelenkmechanismus 21 und dgl. durch einen Motor 20 vertikal und horizontal so angetrieben, daß das obere Ende jedes Hebels 22 durch einen ausge­ schnittenen Abschnitt 15a der Palette 15 und zwischen den Tragehebeln 12a nach oben geht in eine Position, die etwas höher ist als diejenige der Tragehebel 12a, und dann be­ wegt es sich nach vorne (von der Stapeltafel 12 weg) und danach nach unten. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist an einem oberen Ende des vertikalen Hebels 22 ein Arm 24 vorgese­ hen, der mittels einer Antriebseinrichtung 23 schwingend so angetrieben wird, daß der Arm 24 um einen drehbaren Punkt in einer vertikalen Ebene herumschwingt. In der obersten Schwingungsposition des Arms 24 ist eine V-förmige Ausnehmung 25 für die Aufnahme des Umhüllungsrohres 11 zwischen dem Arm 24 und der oberen Stirnfläche des ver­ tikalen Hebels 22 vorgesehen.

An einem Ende der Palette 15 ist ferner ein Umhüllungs­ rohr-Schieber 26, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, vorgesehen, der entlang der Länge der Palette 15 ver­ schiebbar ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist in dem Umhül­ lungsrohr-Schieber 26 eine Vielzahl von Stoßdämpfern 27 vorgesehen. Jeder Stoßdämpfer 27 wird durch eine Fe­ der 28 so unter Druck gesetzt, daß er aus dem Schieber 26 nach vorne vorsteht. Außerdem ist ein Begrenzungsschalter 29 in dem Umhüllungsrohr-Schieber 26 vorgesehen, so daß dann, wenn der Stoßdämpfer entgegen der Kraft der Feder 28 zurückgeschoben wird, der Begrenzungsschalter 29 durch den Stoßdämpfer 27 betätigt wird, um so die Vorwärtsbe­ wegung des Schiebers 26 zu stoppen.

Am anderen Ende der Palette 15 ist eine Zentriereinrichtung 30 angeordnet, in welche die offenen Enden der Umhüllungsrohre 11 einschiebbar sind. Befestigung an der Struktur der Vorrichtung. Durchgehende Löcher 31 enthalten je einen mit dem offenen Ende des Umhüllungsrohres 11 verbindbaren Stufenabschnitt 32. Die Zentriereinrichtung 30 wird durch eine Ebene, welche die Mittellinien der durchgehenden Löcher 31 enthält, in zwei Abschnitte unterteilt, von denen der obere Teil 30a geöffnet werden kann, wie in Fig. 3 dargestellt ist.

Wenn eines der auf der Stapelplatte 12 liegenden Umhüllungsrohre 11 in die V-förmige Ausnehmung 25 aufgenommen wird, die zwischen dem oberen Ende jedes vertikalen Hebels 22 und dem Arm 24 ausgebildet ist, werden die vertikalen Hebel 22 seitlich verschoben (nach links, wie in Fig. 2 dargestellt), und dann nach unten, so daß das Umhüllungsrohr 11 von der Stapelplatte 12 auf eine der V-förmigen Rillen 19a der Palette 15 überführt wird. Wenn die vorstehend beschriebene Operation wiederholt wird unter seitlicher Verschiebung der Platte 15 um einen Abstand (Stufe), kann das nächste Umhüllungsrohr 11 auf der Stapelplatte 12 von der Platte 12 auf die nächst-folgende V-förmige Rille 19b der Palette 15 über­ führt werden. Wenn die Umhüllungsrohre 11 auf diese Weise in die gesamten V-förmigen Rillen 19a bis 19d der Palette 15 überführt worden sind, wird der Umhüllungs­ rohr-Schieber 26 nach rechts verschoben, wie in Fig. 3 dargestellt, um die Umhüllungsrohre 11 zur Zentrier­ einrichtung 30 zu schieben. Als Folge davon werden die offenen Enden der Umhüllungsrohre 11 in die durchgehenden Löcher 31 der Einrichtung 30 eingeführt und alle Rohre 11 werden in den ausgerichteten Positionen festgehalten. In diesem Falle wird der Stoßdämpfer 27 gegen die Kraft der Feder 28 zurückgedrückt, wenn eine einen vorgegebenen Wert übersteigende Belastung darauf einwirkt, und er betätigt den Begrenzungsschalter 29. Die Operation des Begrenzungsschalters 29 unterbricht die Bewegung des Umhüllungsrohr-Schiebers 26 nach rechts.

In dem Umhüllungsrohr-Handhabungsabschnitt 100 werden die Umhüllungsrohre 11 somit automatisch in ihren vorgegebenen Positionen festgehalten, die für die Füllung mit Brenn­ stoffpellets geeignet sind. Nachdem die Pellets einge­ füllt worden sind, werden die geschlossenen Enden der Umhüllungsrohre 11 von einem (nicht dargestellten) Grei­ fer ergriffen, der auf dem Umhüllungsrohr-Schieber 26 vor­ gesehen ist, und aus der Zentriereinrichtung 30 herausgezogen.

Auf der anderen Seite der Zentriereinrichtung 30 ist ein Pellet-Ausrichtungstrog 35 vorgesehen, der so angeordnet ist, daß er auf die Palette 15 ausgerichtet ist. Seitlich des Troges 35 ist eine Vielzahl von Staplern 36a, 36b, 36c, 36d und 36e des Trog-Stapelabschnitts 300 vorgesehen, von denen jeder so gebaut ist, daß er eine Vielzahl von Trögen, auf denen eine andere Art von Pellets liegt, aufnimmt. So ist beispielsweise der Stapler 36a geeignet für die Aufnahme eines Pellet-Transporttroges, auf dem sich Brennstoffpellets für die Einfüllung in einen vorbestimmten Bereich des Umhüllungsrohres befinden, während der Stapler 36b geeignet ist für die Aufnahme eines Pellet-Transporttroges, auf dem sich Pellets befinden für die Einfüllung in einen anderen Bereich des Umhüllungsrohres, und so weiter.

Entlang der Seite der Stapler 36a bis 36e ist eine Trog­ fördereinrichtung 400 für den Transport eines gewünschten Pellet-Transporttroges 37 vorgesehen. Zwischen der Trog­ fördereinrichtung 400 und dem Pelletüberführungsabschnitt 38, der an einem Ende des Pellet-Ausrichtungstroges 35 vorgesehen ist, befindet sich ein Zwischenlagerpuffer 500, der eine Vielzahl von Pellet-Transporttrögen 37 aufnehmen kann. Auf einer Seite des Pellet-Ausrichtungstroges 38 entgegengesetzt zu dem Zwischenlagerpuffer 500 ist der Stapler 600 für die leeren Tröge vorgesehen, der die leeren Tröge speichert, von denen die Brennstoff-Pellets auf den Pellet-Handha­ bungsabschnitt 200 überführt worden sind.

Auf der Oberfläche des Pellet-Ausrichtungstroges 35 ist eine Vielzahl von V-förmigen Rillen 40 so angebracht (Fig. 6), daß die Rillen 40 mit den Umhüllungsrohren 11, die auf der Palette 15 liegen, ausgerichtet sind. Oberhalb des Pellet-Überführungsabschnittes 38 ist ein Schieber 41 vorgesehen (Fig. 6), der sich in einer Richtung senkrecht zu den Reihen der Pellets erstreckt, die auf dem Pellet-Transporttrog lie­ gen, der zum Pellet-Überführungsabschnitt 38 transportiert wird. Der Schieber 41 stößt gegen die Stirnflächen der Reihen der Pellets und schiebt die Reihen in die V-förmi­ gen Rillen 40.

Unterhalb des Troges 35 sind eine Pellet-Schiebereinrich­ tung 42 und ein Pelletreihen-Längenbegrenzungsmechanismus 43 vorgesehen, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Schiebereinrich­ tung 42 umfaßt eine Vielzahl von Schieberelementen, die ent­ lang der V-förmigen Rillen 40 beweglich sind, und sie eig­ net sich zum Verschieben der Brennstoff-Pellets, die in den Rillen 40 liegen, in axialer Richtung zu einer Pellet- Trennposition auf dem Pellet-Ausrichtungstrog 35, während der Pelletreihen-Längenbegrenzungsmechanismus 43 so aufge­ baut ist, daß er alle Reihen der Brennstoff-Pellets zu ei­ ner vorgegebenen Länge trennen kann. Insbesondere umfaßt die Pellet-Schiebereinrichtung 42 ein rahmenförmiges Element 46 mit einer komplexen Konstruktion, die sich in Richtung der Länge des V-Rillen-Trogs 35 erstreckt und die unter­ stützt wird von einem Gelenkmechanismus 45, der durch eine Antriebseinrichtung 44 angetrieben wird, wie in der Quer­ schnittsansicht gemäß Fig. 7A dargestellt. Das rahmenförmi­ ge Element 46 ist entsprechend der Schwingungsbewegung des Gelenkmechanismus 45 nach oben und unten beweglich. Eine Vielzahl von Sätzen von Riemenscheiben 47 ist in dem Element 46 vorgesehen, wobei jeder Satz einer V-förmigen Rille 40 des Troges 35 entspricht, und um jeden Satz von Riemen­ scheiben 47 herum erstreckt sich ein Riemen 48. Durch die Bodenwand jeder Rille 40 hindurch erstreckt sich ein längli­ ches Loch 40a und ein oberes Ende eines Schieberelements 49 wird in das längliche Loch 40a so eingeführt, daß es entlang der Länge der Rille 40 beweglich ist (vgl. Fig. 7A). Eine aus dem Satz von Riemenscheiben 47, um die der Riemen 48 fest herumgewickelt ist, wird durch einen Antriebsmotor 42 angetrieben über eine Kupplung (nicht dargestellt), die gelöst wird, wenn die auf die Riemenscheibe 47 ein­ wirkende Kraft einen vorgegebenen Wert übersteigt. Ent­ sprechend den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des rahmen­ förmigen Elements 46, hervorgerufen durch die Drehbewe­ gung des Gelenkmechanismus 45, können die oberen Enden der Schieber 49 jeweils in eine von zwei Positionen gebracht werden. In der einen Position stehen sie in die V-förmigen Rillen 40 des Trogs 35 vor, so daß sie mit den Enden einer Seite der Brennstoff-Pellets P in Kontakt kommen, und in der anderen Position sind sie unterhalb der Rillen 40 angeordnet, so daß sie mit den Enden der Brennstoff-Pellets P nicht in Kontakt stehen.

Der in den Fig. 7B und 8 dargestellte Pelletreihen-Längen­ begrenzungsmechanismus 43 umfaßt eine Basisplatte 55, die unter der Einwirkung eines Luftzylinders 54, der an der Struktur 53 der Vorrichtung befestigt ist, vertikal bewegt werden kann. Auf der Basisplatte 55 ist ein Paar Führungsschienen 56 vorgesehen, die sich entlang der Länge des Pellet-Ausrichtungstroges 35 erstrecken. Ein Rahmen­ element 57 ist so vorgesehen, daß es entlang den Führungs­ schienen 56 unter der Einwirkung eines geeigneten Antriebs­ mechanismus (nicht dargestellt) bewegt werden kann. Durch einen oberen Abschnitt des Rahmenelements 57 hindurch er­ strecken sich Trennhebel 59 in einer Anzahl, die gleich derje­ nigen der V-förmigen Rillen 40 ist, in horizontaler Rich­ tung, so daß sie parallel zur Länge der Rillen unter ei­ ner geeigneten Reibung verschiebbar sind. An jedem der Trennhebel 59 ist ein Reihenlängen-Begrenzungsstück 58 so befestigt, daß sich das Stück 58 nach oben durch das obengenannte längliche Loch 40a in das entsprechende Loch der V-förmigen Rillen 40 erstreckt. Das Stück 58 steht nach oben in die Rille 40 entlang eines Weges vor, der zu einer Seite der Rille 40 so gekrümmt ist, daß dann, wenn das Stück 58 in die oberste Position bewegt wird, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 7B dargestellt, ein in die V-förmige Rille 40 gelegtes Brennstoff-Pellet P seitlich verschoben wird zu der anderen Seite der Rille 40. Außerdem ist ein nach unten vorstehendes Element 60 an dem hinteren Ende (dem linken Ende) des Trennhebels 49 befestigt, wie in Fig. 8 dargestellt. Das Element 60 kann mit einem Eingreifstück 63, das an einem Kolben 62 eines Luftzylinders 61 befestigt ist, der auf dem Rahmen 57 vorgesehen ist, eingreifen. Wenn der Trennhebel 59 und damit das Reihenlängen-Begrenzungsstück 58 mittels des Luftzylinders 61 nach rückwärts verschoben wird, stößt somit das Reihenlängen-Begrenzungsstück 58 an einen Positionierstab 64 an, der in einer vorgegebenen Position vorgesehen ist, so daß die Position des Stückes 58 fest­ gelegt ist. Pellet-Stoppeinrichtungen 65, wie in Fig. 7B dargestellt, verhindern, daß sich die Pellets P in Rich­ tung auf die Schieber-Elemente 49 bewegen, wie in Fig. 7A dargestellt, wenn die nach oben bewegten Reihenlängen- Begrenzungsstücke 58 entlang der Länge der Rillen 40 ver­ schoben werden.

Oberhalb des Pellet-Ausrichtungstroges 35 ist ferner eine Anschlageinrichtung 70, wie in Fig. 6 dargestellt, vorge­ sehen.

Eine Vielzahl von Stoppstücken (Anschlagstücken) 76 steht nach unten aus einem sich quer zu dem Ausrichtungstrog erstreckenden Anschlaghebel vor, so daß dann, wenn der Anschlaghebel sich nach unten bewegt, die Anschlagstücke 76 aus den oberen Positionen in die V- förmigen Rillen 40 des Pellet-Ausrichtungstroges 35 eingeführt werden. In der unteren Position der Anschlagstücke 76 schlagen diese an die Enden auf einer Seite der Pellets P an, die in den V-förmigen Rillen 40 ausgerichtet sind, und sie verhindern axiale Bewegungen der Pellets P. Auf dem Anschlaghebel befindet sich ein Detektor-Chip, das mit dem Ende des Pellets P in Kontakt gebracht werden kann. Es ist eine Feder vorgesehen, die das Detektor-Chip 77a aus der Oberfläche des Anschlagstückes 76 vorstehen läßt. Ein Photosensor ist auf der Oberseite des Anschlaghebels vorgesehen, durch den die Bewegung des Schieber-Elements 49 der Pellet-Schiebereinrichtung 42 unterbrechbar ist.

Oberhalb des Pellet-Ausrichtungstroges 35 ist ferner ein Pellet-Einfüllschieber 80 vorgesehen, der so betätigt wird, daß er die Pellets, die in einer Vielzahl von Reihen in den V-förmigen Rillen 40 des Pellet-Ausrichtungstroges 35 angeordnet sind, in Richtung auf die Umhüllungsrohre schiebt, die auf der Palette 15 angeordnet sind, so daß die Pellets jeweils in die Umhüllungsrohre eingefüllt werden.

Die Pellet-Einfüllvorrichtung gemäß einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung, die vorstehend beschrieben worden ist, arbeitet wie folgt:

Zuerst wird die Typnummer der herzustellenden Brennstoff­ stäbe in einen nicht dargestellten Steuerabschnitt eingegeben. Dieser wählt die gewünschten Pellets aus einer verschiedene Pelletarten anzeigenden Tafel, die gewünschten Bereichslängen und Stapellängen aus auf der Basis des gespeicherten Typs der Brennstoff­ stäbe und ordnet die gewünschten Arten von Pellets den Staplern zu. Die so zugeordneten Arten von Pellets wer­ den auf einem Monitor angezeigt.

Aufgrund der Angabe auf dem Monitor sendet der Operator der Vorrichtung Tröge für die Aufnahme der angezeigten Arten von Pellets in die Stapler 36a, 36b . . ., die darin aufgenommen werden. Wenn beispielsweise verschiedene Arten von Pellets in fünf Bereiche des Umhüllungsrohres eingefüllt werden sollen, werden die Brennstoff-Pellets, die in den ersten Bereich eingefüllt werden sollen, auf diese Weise in dem Stapler 36a bereitgestellt, die Brennstoff-Pellets, die in den zweiten Bereich eingefüllt werden sollen, werden in dem Stapler 36b bereitgestellt und so weiter.

Wenn nun eine Reihe von Pellets, die in den ersten Bereich eingeführt werden sollen, gebildet worden ist, wird ein Transporttrog 37, der in dem Stapler 36a gestapelt ist, auf einen Träger auf der Trog-Fördereinrichtung 400 gezogen und in den Zwischenlager-Puffer 500 eingeführt. Der Trog 37 wird dann in den Pellet-Überführungsabschnitt 38 gezogen.

Dann werden die Reihen der Brennstoff-Pellets, die sich auf dem Trog 37 befinden, mittels des Schiebers 41 in die V-förmigen Rillen 40 des Pellet-Ausrichtungstroges 35 überführt. Gleichzeitig werden die Anschlagstücke 76 in vorgegebene Positionen, die der Länge der Reihe der in den ersten Bereich einzufüllenden Pellets entsprechen, verschoben entsprechend der Bewegung eines Stoppositions-Einstellungselements der Stoppeinrichtung 70, und sie werden in die V-förmigen Rillen 40 des Pellet-Ausrichtungstroges 35 eingeführt.

Wenn die Brennstoff-Pellets mittels der Schieber-Einrichtung 41 in die V-förmigen Rillen 40 geschoben sind, wird das Rahmenelement 46 der Schieber-Einrichtung 42 durch den Gelenkmechanismus 45 nach oben bewegt, bis die Schieber-Elemente 49 der Schieber-Einrichtung 42 in die V-förmigen Rillen 40 eingeführt sind. Wenn die Schieber-Elemente 49 mittels der Riemen 48 in Richtung auf die Anschlagstücke 76 verschoben werden, schieben sie die Brennstoff-Pellets entlang der V-förmigen Rillen 40 in Richtung auf die Anschlagstücke 76. Wenn die Schieber-Elemente 49 in Richtung auf die Stopp-Stücke 76 eine vorgegebene Strecke verschoben sind, wird das Rahmenelement 46 der Schieber-Einrichtung 42 nach unten verschoben und die Schieber-Elemente 49 kehren in die ursprünglichen Positionen zurück und sind bereit für den nächsten Arbeitsgang. Die vorstehend beschriebene Pellet-Überführungsoperation und die vorstehend beschriebene Pellet-Verschiebungsoperation werden wiederholt, bis ein Zustand erreicht ist, in dem die vorderen Enden der Pellets an die Anschlagstücke 76 anschlagen, wobei die Abstände zwischen den jeweiligen Pellets bis auf einen vernachlässigbaren Umfang vermindert werden, und die Gesamtlänge der Reihen der Pellets einschließlich des zulässigen Fehlers wird länger gemacht als ein vorgege­ bener Wert. Insbesondere dann, wenn ein Transport-Trog 37, der in den Pellet-Überführungsabschnitt 38 eingeführt wird, leer wird, wird der Trog 37 in den Stapler 600 für leere Tröge befördert und ein anderer Transport-Trog 37 wird aus dem Zwischenlager-Puffer 500 in den Pellet-Überführungsabschnitt 38 transportiert. Die auf einem anderen Transport-Trog 37 befindlichen Pellets werden auf die vor­ stehend beschriebene Weise in die V-förmigen Rillen des Pellet-Ausrichtungstrogs 35 überführt. Die vorderen Enden der Reihen der in den V-förmigen Rillen liegenden Pellets stoßen an die Detektor-Chips der Anschlagstücke 76 an und drehen an der Anschlageinrichtung befindliche schwingbare Elemente 77 entgegen der Kraft einer Feder. Wenn die gesamten schwingbaren Elemente gedreht sind, unterbricht ein Photosensor, der die Drehung überwacht, die Bewegung der Schieber-Elemente 49. Zu diesem Zeitpunkt ist jede Reihe von Pellets, die in der V-förmigen Rille 40 des Trogs 35 angeordnet ist, in einen Zustand gebracht, in dem sie zwischen dem Schieber-Element 49 und dem Anschlagstück 76 liegt (vgl. Fig. 9). Da die Antriebskraft auf jedes Schieber-Element 49 über eine Rutschkupplung übertragen wird, können selbst dann, wenn ein Schieber-Element 49 eine Pellet-Reihe bis zu ihrer Grenzlänge vorschiebt, die Verschiebungsoperationen der restlichen Schieber-Elemente 49 ohne Störung durchgeführt werden.

Andererseits wird die Vorderendkante 58a des Längenbegren­ zungsstückes 58 des Pelletreihen-Längenbegrenzungsmechanis­ mus 43 auf eine Position eingestellt, die einer minimalen erlaubten Länge der Reihe von Pellets entspricht, d. h. auf eine Länge, die erhalten wird durch Subtrahieren eines Spielraums (einer Toleranz) von der vorgegebenen Länge der Reihe der Pellets. Zu diesem Zweck wird das Rahmenelement 57 des Mechanismus 43 entlang der Schienen 56 in eine vor­ gegebene Position bewegt und das Eingreifstück 63, das in das Element 60 des Trennhebels 59 eingreift, wird unter der Einwirkung des Luftzylinders 61 nach rückwärts ver­ schoben, bis die hintere Kante 58b des Längenbegrenzungs­ stückes 58 an den Positionierstab 64 anstößt (vgl. Fig. 8).

In einem Zustand, in dem jede Reihe der Pellets zwischen dem Stopp-Stück 76 und dem Schieber-Element 49 wie vor­ stehend beschrieben festgehalten wird, werden die Reihen­ längen-Begrenzungsstücke 58 unter der Einwirkung des Luft­ zylinders 54 (vgl. Fig. 7B) in die V-förmigen Rillen 40 des Pellet-Ausrichtungstroges 35 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Brennstoff-Pellets, die mit der Oberseite des Reihen-Längenbegrenzungsstückes in Kontakt stehen, nach oben geschoben, wie in Fig. 10 darge­ stellt.

Danach wird das Rahmenelement 57, das die Reihen-Längen­ begrenzungsstücke 58 trägt, um einen Abstand, der etwas größer ist als der zulässige Fehler, in Richtung auf die Schieberelemente 49 verschoben. Zu diesem Zeitpunkt kommt, da der Trennhebel 59, der das Reihen-Längenbegrenzungs­ stück 58 trägt, relativ zu dem Rahmenelement 57 unter dem Einfluß einer Reibungskraft verschiebbar ist, der vordere Rand 58a des Stückes 58 mit einer Stirnfläche eines der Pellets, die in dem Fehlerbereich vorhanden sind, in Berührung, wie in Fig. 11 dargestellt. Die Reibungskraft zwischen dem Trennhebel 59 und dem Rahmenelement 57 wird so gewählt, daß er das Reihen-Längenbegrenzungsstück 58, dessen Oberseite mit den Pellets in Gleitkontakt steht, in Richtung auf das Schieberelement 49 verschie­ ben kann, die jedoch niedriger ist als die Bremskraft des Schieberelements 49.

Dann wird das rahmenförmige Element 46 der Pellet-Verschie­ bungseinrichtung 42 gesenkt, um die Schieberelemente 49 nach unten aus den V-förmigen Rillen 40 des Pellet- Ausrichtungstroges 35 heraus zu verschieben, und die Reihen der Pellets, von denen jede bei einem Pellet beginnt, das von dem vorderen Ende des Stückes 58 festge­ halten wird und an einem Pellet endet, das durch das Schieberelement verschoben wird, werden durch die Stücke 58 in Richtung auf die Schiebereinrichtung 42 verscho­ ben (vgl. Fig. 12). In diesem Falle werden, da die Pellets, die auf der Oberseite der Reihen-Längenbegrenzungs­ stücke 58 gleiten, aus ihren zentralen Positionen der V-förmigen Rillen 40 verschoben werden, wie durch ge­ strichelte Linien in Fig. 7B angezeigt, die Pellets durch die Pellet-Stoppeinrichtungen 65 ergriffen, ungeachtet der Bewegung der Stücke 58 in Richtung auf die Schiebereinrich­ tung 42, so daß die Bewegung der auf den Stücken 58 glei­ tenden Pellets in Richtung auf die Schieberelemente 49 zusammen mit den Reihen der Pellets ausgeschlossen wird.

Dann wird der Schieber 41, der oberhalb des Troges 35 festgehalten wird, in eine Position gegenüber der Reihen- Längenbegrenzungsstücke 58, wie in Fig. 12 dargestellt verschoben, gesenkt und verschoben in Richtung auf die Schieberelemente 49, so daß die Reihen der Pel­ lets, die von den Reihen-Längenbegrenzungsstücken 58 festgehalten worden sind und in Richtung auf die Schieber­ elemente 49 verschoben worden sind, durch den Schieber 41 nach rückwärts weiter verschoben werden und schließlich in einem Transporttrog aufgenommen werden für den Abtrans­ port als überschüssige Pellets.

Wenn die Reihen von Pellets, die in den ersten Bereich der Umhüllungsrohre eingefüllt werden sollen, auf diese Weise gebildet worden sind, wird die Stoppeinrichtung 70 in eine vorgegebene Position verschoben, die der Summe der Längen der Pellets entspricht, die in die beiden ersten Be­ reiche eingefüllt werden sollen. Dann werden die in den zweiten Bereich einzufüllenden Brennstoff-Pellets von dem Pellet-Transporttrog auf den Pellet-Ausrichtungstrog 35 auf ähnliche Weise wie oben beschrieben überführt, und die Reihen der in die beiden ersten Bereiche einzufüllenden Pellets werden in den V-förmigen Rillen 40 wie vorstehend beschrieben gebildet. Die Reihen der in die übrigen Bereiche einzufüllenden Pellets werden ebenfalls durch Wiederholung der vorstehend beschriebenen Operationen gebildet.

Wenn die gesamten Reihen der in alle Bereiche einzufüllenden Pellets somit gebildet worden sind, werden die Stoppstücke 76 nach oben angehoben und der Füllungs­ schieber 80 wird zu den hinteren Enden der Reihen der Pellets verschoben, wo die vorderen Enden der Schieber­ hebel in Anschlag mit den hinteren Enden der Reihen der Pellets gehalten werden. Entsprechend der Operation des Schiebers 80 werden die wie vorstehend gebildeten Reihen von Pellets durch die Schieberhebel in die auf der Palette 15 angeordneten Umhüllungsrohre 11 geschoben, bis die Reihen der Pellets in die Umhüllungsrohre 11 vollstän­ dig eingefüllt sind.

Wenn die auf die Schieberhebel einwirkenden Widerstandkräfte dadurch erhöht werden und die Schieberhebel entgegen der Federkraft zurückgeschoben werden, beendet ein Sensor die Bewegung des Füllungsschiebers 80 in Richtung auf die Pellet-Einfüllposition. Der Füllungsschieber 80 wird dann für einen vorgegebenen Abstand zurückgezogen, um zu verhindern, daß die Pellets oder die Pellet-Einfüllvorrichtung durch darauf einwirkende übermäßige Einfüllkräfte beschädigt werden.

Nach Beendigung des Einfüllvorganges der Brennstoffpellets in die Umhüllungsrohre 11 wird der obere Abschnitt 30a der Zentriereinrichtung 30 geöffnet, und die Palette 15 wird in Richtung auf die Stapelplatte 12 ver­ schoben, so daß eines der Umhüllungsrohre, die auf der Palette 15 liegen, in eine obere Position des vertikalen Hebels 22 gebracht wird. Entsprechend einer Aufwärtsbewe­ gung des vertikalen Hebels 22 wird das Umhüllungsrohr durch den Hebel 22 nach oben befördert bis zu einer Position, die höher ist als die zweite Stapelplatte 14. Dann wird durch eine Abwärtsbewegung des Arms 24 das Umhüllungsrohr 11 von dem vertikalen Hebel 22 auf die zweite Stapelplatte 14 überführt. Dann wird die Palette 15 in Richtung auf die Stapelplatte 12 nacheinander um einen Abstand verscho­ ben, so daß die mit den Brennstoff-Pellets gefüllten Umhül­ lungsrohre 11 nacheinander auf die zweite Stapelplatte 14 überführt werden.

Andererseits werden dann, wenn Reihen von Pellets gebil­ det werden, in denen vorbestimmte Bereichslängen sich addieren, die Stopp­ stücke 76 der Stoppeinrichtung 70 jedesmal nach oben geho­ ben, wenn Reihen von Pellets für einen Bereich wie vor­ stehend beschrieben gebildet worden sind, und die Stopp­ stücke 76 werden dann in eine Trennposition verschoben, in der die Reihen von Pellets, die einem Bereich entspre­ chen, auf einer Seite der Stoppstücke 76 näher zu den Umhüllungsrohren 11 gebracht werden. Auf diese Weise kann die Länge jeder Reihe von Pellets, die einem Bereich ent­ spricht, auf einen vorgegebenen Wert gebracht werden und nur dann, wenn die Reihen von Pellets, die dem letzten Bereich entsprechen, gebildet werden sollen, werden die Reihen von Pellets nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gebil­ det.

Wenn die Länge der Reihe von Pellets, die in einen Bereich eingeführt werden sollen, gemessen werden muß, kann eine Meßeinrichtung 90 vorgesehen sein, wie in Fig. 13 darge­ stellt, zur Messung des Abstandes zwischen dem hinteren Rand 58b des Reihen-Längenbegrenzungsstückes 58 und dem Rahmenelement 57 des Reihen-Längenbegrenzungsmechanismus. Nach der Bildung der Reihe entsprechend dem Bereich wird der Rahmen 57 des Mechanismus 43 in die ursprüngliche Position zurückgezogen, während das Begrenzungsstück 58 in seiner oberen Position verbleibt, bis der hintere Rand 58b des Stückes 58 an das zugehörige Ende der Reihe von Pellets anstößt. Da der Abstand zwischen der ursprüngli­ chen Position des Rahmenelements 57 und den Stoppstücken 76 bekannt ist, kann die Länge der Reihe von Pellets, die gemessen werden soll, aus dem gemessenen Wert in der Meßeinrichtung 90 errechnet werden.

Fig. 14 veranschaulicht, wie eine Pellet-Reihe mit Hilfe einer Klaue 133 (anstelle eines Längenbegrenzungsstückes 53) gebildet wird.

Wenn das vordere Ende der säulenförmigen Pellets an ein Stoppelement anstößt, liegt die Reihe der säulenförmigen Pellets 111 zwischen dem Stoppelement und einem Schiebestab 123, wie in Fig. 14 dargestellt. Das vordere Ende des als Klaue ausgebildeten Reihen-Längenbegrenzungselements 133 ist in einem Abschnitt angeordnet, der von dem Stoppelement um den maximalen Abstand der Summe der vorgegebenen Länge der Reihe der Pellets und der üblichen Differenz entfernt ist. Wenn das vordere Ende der Reihe der Pellets an das Stoppelement anstößt, wird ein Längenbegrenzungsmechanismus gesenkt und die Klaue 133 wird ebenfalls gesenkt, und zwar entlang der Seitenwand des Ausrichtungstrogs 113. Auf diese Weise werden die Pellets auf dem Trog 113 schräg nach rechts geschoben, wie in Fig. 14B dargestellt.

In der nächsten Stufe wird das Reihen-Längenbegrenzungs-Mitnehmerelement 133 entlang des Ausrichtungstrogs 113 in Richtung auf das Stoppelement bewegt und kommt mit der hinteren Stirnfläche der Pellets in Kontakt, das mit den durch das Mitnehmerelement 133 nach oben geschobenen säulenförmigen Materialien in Kontakt steht. Danach ist eine Reihe von Pellets mit einer vorgegebenen Länge innerhalb des Bereiches der Toleranz zwischen dem Stoppelement und dem Mitnehmerelement (Greiferelement) 133 eingeklemmt. Das Stoppelement wird dann nach oben be­ wegt, um den eingeklemmten Zustand der Pellets freizuset­ zen, und das Mitnehmerelement (Greiferelement) 133 wird er­ neut nach vorne bewegt, um die Brennstoff-Pellets mit der vorgegebenen Länge beispielsweise in das Brennstoff-Umhül­ lungsrohr hineinzuschieben. Um zu verhindern, daß die säu­ lenförmigen Materialien, die durch das Mitnehmerelement 133 in dem V-förmigen Trog 113 schräg nach oben geschoben worden sind, sich zusammen mit dem Mitnehmerelement 133 in Richtung auf das Stoppelement bewegen, ist es möglich, den V-förmigen Trog 113 so zu gestalten, daß die Reibungs­ kraft der schrägen Oberfläche des V-förmigen Troges 113, auf den die säulenförmigen Materialien mittels des Mitneh­ merelements (Greiferelements) 133 geschoben werden, größer gemacht wird als diejenige der anderen schrägen Oberfläche, indem man jeweils die Neigungswinkel dieser schrägen Ober­ flächen ändert. Bei einer Abänderung wird ein Unterschied in bezug auf die Reibungs­ kraft hervorgerufen durch Verwendung eines Ausrichtungstro­ ges aus rostfreiem Stahl und eines harten, chromplattierten Mitnehmer- bzw. Greiferelements, ohne einen Unterschied in den Neigungswinkeln der beiden schrägen Oberflächen des V-förmigen Troges vorzusehen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den Fig. 15A bis 15E dargestellt ist, wird eine Reihe der Pellets mit einer vorge­ gebenen Länge gebildet, indem man das Mitnehmerelement 133 in eine Richtung fort von dem Stoppelement 134 bewegt. Bei dieser Ausführungsform ist der Rand des vorderen Endes des Mitnehmerelements 133, der dem Stoppelement 134 gegenüberliegt, so gestaltet, daß das Mitnehmerelement 133 in den V-förmigen Ausrich­ tungstrog 113 in einer Position eingeführt wird, die von dem Stoppelement 134 um den minimalen Abstand, d. h. um den Abstand (L1-a) entfernt ist. Außerdem ist es möglich, den Ausrichtungstrog 113 so zu gestalten, daß er anstelle des Transporttroges 110 auf der Trogträgerplatte 112 um einen Abstand horizontal beweglich ist, und das Vorsehen einer Vielzahl von Ausrichtungströgen kann angesehen wer­ den als Ausrichtung auf die jeweiligen Rillen auf dem Transporttrog, um dadurch eine Vielzahl von Reihen der säulenförmigen Materialien, wie z. B. von Kernbrennstoff- Pellets, zu bilden.

Fig. 16 bis 19 zeigen abgewandelte Ausführungsformen des Pelletmitnehmers.

Ein bewegliches Element 233 ist mit einem Greifer 232 mit einem Mitnehmerelement 232a ausgestattet, der die Pellets auf einem Ausrichtungstrog 213 auf beiden Seiten desselben durch Betätigung eines (nicht dargestellten) Luftzylinders festhält.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ergreift zwar der Greifer 232 zwei Pellets mit praktisch den gleichen Durchmessern, wenn der Greifer 232 jedoch nur das Pellet auf der Seite des Schiebestabes ergreift, weil der Durchmesser dieses Pellets größer ist als derjenige anderer Pellets, wird letzteres nicht ergriffen und bleibt auf dem Trog 213 zurück. In diesem Fall wird der Greifer 232 wieder zurückgeführt, um dieses Pellet auf die gleiche Weise zu ergreifen und zu befördern.

Obgleich die Pellets in gleicher Weise durch ein Paar von bilateralen Greiferelementen 232a ergriffen werden, wie in Fig. 16 dargestellt, kann in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform auch nur eines der Greiferelemente betätigt werden, wie in Fig. 17 dargestellt, wobei die Greiferelemente 232a im übrigen so konstruiert sind, daß sie sich in horizontaler Richtung erstrecken und in der bilateralen Richtung beweglich sind, wie in Fig. 18 dargestellt. Bei einer Abänderung, wie sie in Fig. 19 dargestellt ist, wird das Pellet oder werden die Pellets vertikal ergriffen.

Claims (14)

1. Verfahren zum automatischen Einfüllen einer oder mehrerer Arten von säulenförmigen Brennstoffpellets (P) in ein Umhüllungsrohr (11) zum Herstellen eines Brennstabs

• a) mit vorgegebener Füllänge,
• b1) bei dem in eine Rille (40) eines Ausrichtungstrogs (35; 113; 213) eine ununterbrochene Reihe aufeinanderfol­ gender Pellets eingebracht wird, bis ein vorderstes Pellet der Reihe gegen einen Anschlag (70, 76; 134) stößt;
• c1) und ein vorbestimmter Längsabschnitt der Pelletreihe auf dem Ausrichtungstrog ausgewählt
• d1) und in das Umhüllungsrohr (11) hineinbewegt wird;

dadurch gekennzeichnet,

• e1) daß ein Pelletmitnehmer (58; 133; 232) längs der Rille (40) und anschließend quer zu der Rille (40) bewegt wird, damit er am Umfang eines speziellen Pellets oder mehrerer spezieller Pellets bei einer Zwischenposition der ununter­ brochenen Pelletreihe angreift;
• f1) daß die Zwischenposition einen Abstand (L₁) von dem Anschlag hat, welcher dem vorbestimmten, in das Umhül­ lungsrohr (11) einzufüllenden Längenabschnitt der Pellet­ reihe gleicht;
• c2) daß der vorbestimmte Längenabschnitt der Pelletreihe mit oder ohne das spezielle Pellet oder die speziellen Pellets vom Rest der Reihe abgetrennt und
• d2) daß der abgetrennte Längenabschnitt der Reihe in das Umhüllungsrohr (11) gestoßen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Pelletmitnehmer (58) derart in die Rille (40) des Aus­ richtungstrogs bewegt wird,
• - daß der Pelletmitnehmer das spezielle Pellet bzw. die speziellen Pellets vorübergehend aus der Fluchtung gegenüber dem Rest der Pellet-Reihe bringt, und
• - daß der Pelletmitnehmer (58) dann von dem Anschlag (70) derart wegbewegt wird, daß die Pellets mit Ausnahme des abgetrennten Längenabschnitts der Pellet-Reihe und mit dem speziellen Pellet oder den speziellen Pellets durch den Pellet­ mitnehmer von dem Anschlag (70) wegbewegt werden, so daß lediglich der abgetrennte Längenabschnitt der Reihe in der Rille verbleibt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pelletmitnehmer (58) von unten her in die Rille (40) des Ausrichtungstrogs bewegt wird, indem er einen offenen Boden der Rille durchsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Pelletmitnehmer (133; 232) derart in die Rille des Aus­ richtungstrogs (113; 213) bewegt wird, daß der Pelletmitnehmer (133) das spezielle Pellet vorübergehend außer Fluchtung ge­ genüber dem Rest der Pellets in der Reihe bringt, und
• - daß der Pelletmitnehmer (133; 232) dann derart in Richtung auf den Anschlag (134) bewegt wird, daß die Pellets des abgetrenn­ ten Längenabschnitts der Pellet-Reihe ohne das spezielle Pellet oder die speziellen Pellets von dem Pelletmitnehmer (133; 232) in Richtung auf den Anschlag (134) bewegt werden, so daß le­ diglich der abgetrennte Längenabschnitt der Reihe in das Um­ hüllungsrohr (70) gestoßen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pelletmitnehmer (133) von oben her in die Rille des Aus­ richtungstrogs (113) bewegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Zwischenposition, an der der Pelletmitnehmer (58; 133) mit dem speziellen Pellet in Eingriff gelangt, von dem An­ schlag einen Abstand hat, welcher einer minimalen Länge entspricht, die man durch Subtrahieren einer Toleranz des vorbestimmten Längenabschnitts der Pelle (3) von dem vor­ bestimmten Längenabschnitt erhält.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend:

• A) mindestens einen Transporttrog (37), der mit einer Mehr­ zahl von Rillen (12) ausgestattet ist, in denen die Brenn­ stoffpellets (P) in mehreren Reihen gelagert sind;
• B) einen Ausrichtungstrog (35; 113; 213) mit einer Rille (40), die an dem einen Ende selektiv verbindbar ist mit einer der Rillen (12) des Transporttrogs (37);
• C) einen Umhüllungsrohr-Träger (15, 30), der in der Nähe des Ausrichtungstrogs (35; 113; 213) angeordnet ist und eine Anzahl von Umhüllungsrohren (11) derart trägt, daß ein ausgewähltes Umhüllungsrohr (11) betriebsmäßig und ausgerichtet gekoppelt ist mit einer Rille (40) des Aus­ richtungstrogs;
• D) einen Anschlag (70), der dem Ausrichtungstrog (35; 113; 213) derart zugeordnet ist, daß er eine axiale Bewegung der Reihe der Pellets (B) in der Rille (40) zu begrenzen vermag;
• E) eine dem Ausrichtungstrog (35; 113; 213) zugeordnete Län­ genfestlegungseinrichtung (54-58; 133; 232), mittels der eine Pellet-Reihe in der Rille (40) des Ausrichtungstrogs in der Länge definiert und mit der definierten Länge in das aus­ gewählte Umhüllungsrohr (11) hineingeschoben wird,

dadurch gekennzeichnet,

• F) daß die Vorrichtung einen Pelletmitnehmer (58; 133-132) aufweist;
• G1) daß der Pelletmitnehmer einen Längsantrieb (61; 129, 130) besitzt, mit der der Pelletmitnehmer längs der Rille (40) des Ausrichtungstrogs (35; 113, 232) bewegt wird;
• G2) daß der Pelletmitnehmer außerdem einen Querantrieb (54) zum Bewegen des Pelletmitnehmers (58; 133; 232) quer zu der Rille (40) des Ausrichtungstrogs besitzt, damit der Pelletmitnehmer an der Umfangsfläche eines speziellen Pellets oder mehrerer spezieller Pellets angreift; und
• H) daß ein Schieber (80; 133-232) den abgetrennten Längenabschnitt der Reihe in das Umhüllungsrohr (11) bewegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Pelletmitnehmer (58) als von einem entlang der Rille (40) des Ausrichtungstrogs (35) beweglichen Träger (57) getra­ gene Klaue (58, 133) ausgebildet ist,
• - daß die Klaue von dem Querantrieb (54) in die Rille (40) des Ausrichtungstrogs hinein bewegbar ist, wodurch die Klaue das spezielle Pellet oder die speziellen Pellets vorübergehend aus der Fluchtung gegenüber mit dem Rest der Pellets innerhalb der Reihe gedrückt wird,
• - und daß eine Einrichtung vorhanden ist, mit der Träger (57) von dem Anschlag (70) fort derart bewegbar ist, daß die Pellets mit Ausnahme des abgetrennten Längenabschnitts, der das spezielle Pellet oder die speziellen Pellets mitumfaßt, durch die Klaue (58; 133) von dem Anschlag (70) fortbewegt wird, so daß lediglich der abgetrennte Längenabschnitt in der Rille verbleibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Rille (40) des Ausrichtungstrogs (35) einen bodenlosen V-förmigen Querschnitt aufweist,
• - und daß die Längenfestlegungseinrichtung (54-58) tiefer liegt als der Ausrichtungstrog (35), so daß die Klaue (58) von unten her in die bodenlose V-förmige Rille einführbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Pelletmitnehmer eine auf einem entlang der Rille (40) des Ausrichtungstrogs (113) bewegbaren Mechanismus (130) getragene Klaue (133) ist, die gekoppelt ist mit einer Einrich­ tung (131) zum Bewegen der Klaue in die Rille (40) des Aus­ richtungstrogs derart,
• - daß die Klaue (133) vorübergehend das spezielle Pellet oder die speziellen Pellets aus der Fluchtung mit den übrigen Pellets der Reihe bringt, und
• - daß der Längsantrieb und der Schieber gemeinsam durch den Mechanismus (130) und die Klaue (133) gebildet werden, wo­ bei die Klaue im Betrieb des Mechanismus (130) den abge­ trennten Längenabschnitt der Pellet-Reihe mit Ausnahme des speziellen Pellets in das Umhüllungsrohr (11) schiebt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille des Ausrichtungstrogs (113) einen V-förmigen Quer­ schnitt aufweist, und daß die Klaue (113) derart oberhalb des Aus­ richtungstrogs angeordnet ist, daß sie schräg von oberhalb des Ausrichtungstrogs in die V-förmige Rille gelangt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pelletmitnehmer als Klemmgreifer (232) ausgebildet ist, der das spezielle Pellet oder die speziellen Pellets greift und an einem entlang der Rille des Ausrichtungstrogs (213) beweglichen Mecha­ nismus (233) montiert ist.