SE435691B - Anordning for svetsning av en endpropp i en kernbrenslestav - Google Patents

Description

7aoae21-2 rör/propp på propplivet. Det har konstaterats att om bränslestaven inte är rätt positionerad i stoppet inuti svetskammaren, även en liten för- skjutning av fogen rör/propp menligt kan minska svetsfogens inträngningsdjup. Analys av svets- operationer har visat att svetsaren ibland inte skjuter in ändproppen ordentligt till kontakt med stoppet i svetskammaren. Detta resulterar i fogar belägna utanför det optimala omrâde där de effek- tivaste fogarna kan uppnås och medför ofta att fogarna blir defekta pâ grund av att inträngnings- djupet är otillräckligt för att åstadkomma full tätning mellan rör och propp. _ Det har visat sig att spännhylsan sedan den gripit om bränslestaven har viss tendens att dra staven från stoppet mot vilket ändproppen har ansatts, vilket medför fogförskjutningar på upp till 0,15 mm och resulterar i defekta svetsfogar.

Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkoma en anordning för automatisk svetsning av proppar vid änden av kärnbränslesta- var, varvid svetsningen äger rum endast då sta- varna och propparna är korrekt positionerade rela- tivt svetselektroden.

Uppgiften är löst genom föreliggande upp- finning genom en anordning för svetsning av en ändpropp i en kärnbränslestav, där svetsanordningen innefattar ett hus inrymmande en svetskammare med däri stationärt anordnad svetselektrod, varvid nämnda hus har en öppning för införing av en kärnbränsle- stav och anordningar för fasthållning och rotering av kärnbränslestaven och tätningsanordningar för avtätning av staven visavi svetskammaren, ett anslag inuti svetskammaren så beläget och utformat att då ändproppen hos nämnda kärnbränslestav är korrekt införd i ett säte hos nämnda anslag fogstället mellan kapselröret och ändproppen Befinner sig pre- cis i rätt läge relativt nämnda stationära svets- elektrod, samt där_anordningen innefattar organ för 7808621 '2 cirkulering av en inert gas i nämnda svetskammare under svetsningsoperationen och kännetecknas av med nämnda anslag (26) förenade anordningar för hindrande av energitillförsel till nämnda svets- elektrod (28) då bränslestaven (22) icke sitter korrekt i nämnda anslag (26).

Uppfinningen klargöres nedan genom beskriv- ning av ett föreslaget utförandeexempel i anslut- ning till åtföljande ritningar, där: Figur l är en sidovy, delvis i snitt, vi- sande anordningarna för exakt positionering av den perifera skarven mellan ett kapselrör och en ändpropp till ett kärnbränsleelement i en svets- kammare; och Figur 2 är en förstoring, delvis i snitt, visande de relativa lägena av en elektrodspets och de delar av bränslestaven som skall samman- svetsas; och Figur 3 föreställer en modifierad version av uppfinningen enligt Figur l.

Besiffringen av samma eller varandra mot- svarande detaljer är genomlöpande i de olika rit- ningarna.

I Figur l visas en anordning medelst vilken en ändpropp i en kärnbränslestav distinkt kan inne- hållas i en komplementär sätesöppning i ett anslag, så att fogstället mellan kapselrörände och änd- propp positioneras exakt i förhållande till en elektrodspets. Anordningen består av ett fundament som uppbär ett hus 12 med cylindrisk eller fyr- kantig yttre tvärsnittsform och invändigt har en ursvarvning 14 som övergår i en ursvarvning 16 med mindre diameter och därefter ett gängat hål 18.

Ursvarvningen 16 tjänstgör som en gaskammare 20 in i vilken änden av en bränslestav 22 införes.

Bränslestavens kapselrör 22 har i änden en íträngd propp 24, vars ytterände vilar i ett komplementärt format säte i anslaget 26. Pâ vanligt sätt utnytt- jas en elektrod 28 för att svetsa fast proppen vid 7808621-2 röret 22 medelst en perifert omslutande svetsfog mellan varandra i skarven kontaktande ytor hos rör och propp. Detaljerna i ursvarvningen 14 har till uppgift att hålla och rotera bränslestaven 22 under svetsningen och samtidigt att avtäta gaskammaren 20.

Ehuru nämnda detaljer har väl känd utform- ning bör uppmärksammas att en roterbar bussning 36 passar i ursvarvningen 14 och vrides däri lagrad i lagret 38. skjuten en hylsa 40, vars ändytor 42, 44 är större än centraltvärsnittet och där ändytan 44 är anord- nad för förbindelse med stöthylsan 46 i inneränden av bussningen 36. Hylsskaftet 48 har ett centralt hål 50 som i inneränden övergår i ett koniskt säte ; bildat i väggarna 52, inrymmande en spännhylsa 54 É med diametrar sådana att bränslestaven 22 kan föras in genom de centrala hålen i hylsskaft, hylsa och Den roter- I den roterbara bussningen 36 är in- stöthylsa 46 så som visas i Figur 1. bara bussningen 36 är kilförbunden med hylsan 40 och stöthylsan 46, varför dessa detaljer kan vridas som en enhet.

"Som visas till vänster i Figur 1 är hyls- skaftet 48 radielltmutkragat till en fläns 58 som stöder mot ett axiallager 60 i gavelplåten 62.

Trycklufts- eller hydraulcylindrar 64 med fram- och återgående kolvar är förbundna med gavelplå- ten 62 medelst kolvstänger 66 och anordningen är ' sådan, att då kolvarna i'de pneumatiska eller hydrauliska cylindrarna rör sig åt höger enligt Figur l pressas gavelplåten 62 mot flänsytan 42 varvid hylsskaftet drivs åt höger och spännhylsan 54 griper om och orörligt fasthâller bränslestaven 22. Härvid föres också bränslestavens ändpropp till kontakt med de komplementära ytorna i ansla- gets säte så att fogstället mellan kapselrör och exakt läge relativt elektrodspet- åt höger medför också att stöt- , samman uretantätningen 74 tätt ändpropp kommer i sen 28. Rörelsen hylsan 46 pressar kring bränslestaven och därmed förhindrar utläck- D35 7808621 -2 av gas från gaskammaren 20 under svetsnings- Bränslestaven roteras sedan via rem- ning operationen. skivan 68 medelst en motor (icke visad i bilden).

För att friktionen mellan bränslestavpropp 24 och ansats 26 skall nedbringas till minimum är an- satsen monterad i lager 70, varigenom bränslestav och anslag kan rotera tillsamman. Tätningar (72) av gferro/fluid-typ förhindrar utläckning av gas från svetskammaren.

Ehuru i anfört exempel har presenterats en svetskammare av viss utformning är det uppenbart att även andra utformningar är tillämpliga, där en svetskammare med tätningsanordningar genom vilka en kärnbränslestav sträcker sig och i vilken kammare staven roteras genom motordrift under svets- ningen.

Det är såsom tidigare nämnts viktigt att elektrodspetsen är lokaliserad inom cirka 0,75 mm från fogstället rör/propp för att en svetsfog skall åstadkommas som motsvarar högt ställda anspråk en- ligt vedertagen teknik. Det är känt att om elek- trodspetsen är det minsta förskjuten från det lämp- liga läget, blir inträngningsdjupet vid svetsningen otillfredsställande. Eftersom bränslestaven införes manuellt i svetskammaren genom hylsskaftet till ett läge där ändproppen är i nära kontakt med de komple- mentära ytorna i anslaget, kommer lägesavvikelser hos svetsen att uppkomma i det fall staven inte förs till bottenläge i anslaget. ligheten, även om svetsaren skjuter in staven till stopp mot anslaget vid varje tillfälle, att propp- änden hos staven rubbas ur sitt läge omedelbart Detta inträffar på grund av Vidare förefinnes möj- under svetselektroden. att bränslestavarna mestadels roteras med hjälp av en roterande chuck och att det föreligger en tendens hos chucken att dra staven något ifrån anslaget vid rotationens inledningsfas, i vissa fall ända upp till 0,15 mm, varigenom svetskvaliteten blir otillräcklig. 7808621-2 Att- svetsar är defekta till följd av för litet in- trângningsdjup är inte lätt att upptäcka medelst röntgenundersökning. Det är därför nödvändigt.att svetsfogarna vid varje tillfälle läggs på precis rätt ställe, ty eljest föreligger risken att en bränslestav med för grund svets oförmärkt installe- ras i reaktorn och sedermera orsakar störning av reaktordriften på grund av svetsfelet.

Nämnda svårigheter kan enligt föreliggande uppfinning övervinnas genom utnyttjande av en tryckpåverkad manöverströmbrytare installerad i evakueringsledningen till anslaget mot vilket Då trycket under evakueringen av bränslestaven sjunker till ett bestämt värde, vilket visar att proppen är i korrekt läge i anslaget korrekt positionerad rela- proppen i bränslestavänden stöter. tivt svetselektroden i gaskammaren, sluter ström- brytaren elektrodströmkretsen och startar därmed svetsningsoperationen. De i förloppet verksamma konstruktionsdetaljerna innefattar en passage (76) i ändproppen som upprättar förbindelse mellan atmosfären och bränslestavens (22) inre, en lik- nande passage (78) genom anslagets (26) centrum till ett kopplingshus (80) med röranslutning (82) till ett kopplingsstycke (84) till vilket är an- sluten dels en flödesmätare (86), dels en vacuume- ter (88), dels den tryckpåverkade manöverström- brytaren (90). Manöverströmbrytaren är av konven- tionell, väl känd typ och fungerar så att den vid ett bestämt lågt tryckvärde sluter kraftförsörj- ningskretsen till enheten (92) som matar elektro- den (28).

Då en ändpropp (24) skall svetsas till änden av kapselrör (22) till en kärnbränslestav, inskju- tes röret manuellt genom hylsskaftet (48) till dess ändproppen bottnar i anslaget. Eftersom ändproppen passar precis i det komplementärt forma- de sätet i anslaget (26), vet svetsaren att fog- stället rör/propp är rätt¿positionerat relativt 7808621 '2 svetselektroden. Gavelplåten 62 förflyttas åt höger såsom visas i Figur l, varigenom spännhyl- san griper om bränslestaven 22 och under rörel- sen flyttas stöthylsan 46 ät höger och pressar samman uretantätningen 74 tätt kring bränslesta- Vid detta tillfälle börjar bräns- lestaven roteras genom drivning medelst remskivan 68. Samtidigt alstrar vacuumpumpen 86 undertryck i ledningen 82 och passagerna 78, 76 och minskar därmed trycket i bränslestaven 22. Vidare till- föres för inertgassvetsningen erforderlig helium- gas under lätt övertryck via tilloppet 94 till vens kapselrör. svetskammaren. Vacuumpumpen fortsätter att evaku- era bränslestaven och vid ett bestämt undertryck sluter manöverströmbrytaren strömkretsen till svetsenheten 92 och elektroden 28 och svetsopera- tionen inleds.

I det fall att ändproppen hos bränslesta- ven icke bottnar i anslaget, kommer heliumgas från gaskammaren att strömma genom spalten mellan proppen och sätet i anslaget 26. Detta helium- läckage till passagen 78 och ledningen 82 för- hindrar att tillräckligt vacuum uppnås och den tryckpåverkade manöverströmbrytaren sluter icke svetsströmkretsen, varför ingen svetsning kommer till stånd. fogas till kapselröret om proppen inte sitter rätt Någon ändpropp kan därför inte svets- i anslagets 26 säte, dvs den korrekta position som är avgörande för elektrodens korrekta läge i för- hållande till fogstället mellan kapselrör och änd- propp.

I en modifierad version (Figur 3) är i ett hålrum i anslaget 26 placerad en statuskännande kontaktgivare 95, avpassad för kontakt med bränsle- stavens ändpropp 24 då staven manuellt införes i svetskammaren. Kontaktgivaren är kopplad till ett relä 96 via ledare 97 och glidringar 98, vilka er- fordras på grund av att anslaget 26 roterar under svetsningsoperationen. Det är uppenbart att då vaasszfi-2 proppen 24 har kontakt med och sluter kontaktgi-. varen, slutes en krets till reläet 96, varigenom detta sluter svetsströmkretsen till svetsenheten 92 och elektroden 28. är vidare sådana att kontaktpunkten mellan bränsle- stavens ändpropp och kontaktgivaren bestämmer att De geometriska förhållandena fogstället kapselrör/propp befinner sig inom 0,76 mm från den stationära elektrodens läge i svets- kammaren. För att säkerställa korrekt svetsin- trängning bör elektroden lämpligen vara belägen på propp-sidan av fogen.

Det är vidare uppenbart att anslaget 26 alternativt kan förflyttas axiellt av bränslestav- änden vid kontakt med proppen för att sluta en kontaktgivare belägen i reläet 96.

Claims (3)

vsoss21-2 9 PATENTKRAV

1. i Anordning för svetsning av en ändpropp (24) i en kärnbränslestav (22), varvid anordningen innefattar ett hus (12) inrymmande en svetskammare (20) med däri stationärt anordnad svetselektod (28) och försett med en öppning för införing av en kärnbränslestav och anordningar för fasthállning (54) och rotering (68) av kärnbränslestaven samt tätningsanordningar (74) för avtätning av staven i svetskamrnaren, ett i svetskammaran så beläget och för kontakt med ändproppen hos nämnda bränsiestav utformat anslag (26) att fogstället mellan bränslestavens kapselrör och ändproppen dä proppen är i korrekt kontakt med anslaget kommer att befinna sig i precis rätt läge relativt nämnda stationära svetselektrod, samt anordningar (94) för cirkule- ring av en inert gas genom nämnda svetskammare under svetsningscpera- tionen, k ä n n e t e c k n a d av anordningar i förening med nämnda anslag (26) för förhindrande av energitillförsel till nämnda svetselektrod (28) då bränslestaven (22) icke sitter korrekt i nämnda anslag (26).

2. Anordning enligt patentkrav 1, vari en axiell kanal (76) sträcker sig genom nämnda ändpropp (24) i bränslestaven (22) och leder till bränsle- stavens inre, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda anslag (26) har en axiell kanal (78) koaxial med kanalen (76) i nämnda ändpropp (24) så att de axiella kanalerna ligger i linje med varandra då nämnda ändpropp (24) är positionerad i anslaget (26), och av att anordningar förefinnes innefattande en evakue- ringsledning (82) kopplad till en evakueringsanordning (86) för evakueríng av nämnda bränslestav (22), varvid nämnda anordning innefattar en tryckpäver- kad manöverströmställare (90) i nämnda evakueringsledning (82), vilken strömställare pâverkas av trycket i nämnda evakueringsledning (82) och bränslestav (22) då trycket när ett bestämt lågt värde.

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att anslaget (26) har ett koniskt säte utformat för den koniska änden av proppen (24) i kärnbränslestaven (22) så att tätanda kontakt uppnås endast om proppen (24) är i rätt axiell och radiell position relativt anslaget (26).