專(zhuān)利名稱(chēng):燃料包殼防護(hù)套筒、燃料棒制造方法及執(zhí)行該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種燃料包殼防護(hù)套筒(fuel cladding protective sleeve)、用于制造燃料棒的方法及用于執(zhí)行所述方法的裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的主要應(yīng)用涉及核工業(yè)和放射性燃料。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于將燃料芯塊(pellets)包覆在包 殼中的優(yōu)選為管狀且為金屬材質(zhì)的套筒。
在具有穿透通道的包殼鼻部的層次上進(jìn)行該操作，該包殼鼻部的 一側(cè)可密封地接納包殼的一端，該包殼鼻部的另一側(cè)接納燃料芯塊， 該燃料芯塊沿直線(xiàn)到達(dá)以填充包殼，然后關(guān)閉包殼。
保護(hù)包殼所在的空間以避免受芯塊可能產(chǎn)生的污染和/或污染物 的影響是重要的。另外還存在進(jìn)行填充的包殼端部受污染的風(fēng)險(xiǎn)。
為了避免該污染和/或污染物傳遞到包殼中，所提供的第一步涉及 清潔燃料棒的端部。該清潔操作是通過(guò)采用清潔布擦拭相關(guān)表面干式 地進(jìn)行的。通常在包覆操作之后(即，在如此形成的燃料棒與包殼鼻 部分離之后)進(jìn)行該清潔操作。然后在第二步中，清潔包殼的側(cè)向外
表面o
這些清潔操作是自動(dòng)并且遠(yuǎn)程地進(jìn)行的。該操作執(zhí)行起來(lái)是細(xì)微 并且非常仔細(xì)的，清潔的質(zhì)量尤其決定于所花費(fèi)的時(shí)間。
在填充之后，在插塞操作中封閉燃料棒，在該操作結(jié)束時(shí)檢測(cè)包
殼的污染程度如果污染程度高于預(yù)定閾值，則在進(jìn)行放射和污染的 燃料棒接觸部通常手動(dòng)地執(zhí)行額外的清潔步驟。
于是，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于制造核燃料棒的方法， 該方法能夠減少清潔步驟。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于制造核燃料棒的裝置，該裝置能夠保護(hù)燃料棒免遭污染。
發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)一種制造方法來(lái)達(dá)到上述目的，其用于在包殼的開(kāi)口端布置 防護(hù)套筒并且在放置端蓋之前移除該套筒。
于是，本發(fā)明基本上涉及一種制造燃料棒的方法，其特征在于， 該方法包括如下步驟
a) 在包殼的開(kāi)口端布置防護(hù)套筒，所述套筒包括通道，該通道設(shè)
置有用于保護(hù)包殼的開(kāi)口端表面的內(nèi)側(cè)肩部，
b) 將設(shè)置有套筒的包殼端部插入包殼鼻部，
c) 使接納芯塊的空間和外部空間隔離，
d) 用芯塊填充包殼，
e) 當(dāng)包殼被填充了預(yù)定量的芯塊時(shí)，中斷填充操作，
f) 從包殼鼻部中移除端部，
g) 去除套筒。
根據(jù)本發(fā)明的方法還可以包括將端蓋置于包殼開(kāi)口端的步驟。 在步驟b)中，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器具，以便于使包殼朝向包殼鼻部移動(dòng)，
直到所述包殼的開(kāi)口端與所述包殼鼻部并排為止。在步驟c)中，啟動(dòng)邊界限定器具，從而使其與套筒的分界部分
的整個(gè)周邊密封地協(xié)同操作，以便于使接納芯塊的區(qū)域與外部區(qū)域隔離。
在步驟d)中，啟動(dòng)供給器具，以使燃料芯塊進(jìn)入上游區(qū)域，啟 動(dòng)用于將燃料芯塊引入包殼鼻部的通道中的器具，直到在所述包殼中 容納有期望數(shù)量的燃料芯塊為止。
在步驟e)中，停止供給器具和用于引入燃料芯塊的器具。
此外，在步驟e)中，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器具，以便于使包殼與包殼鼻部 分離，直到所述包殼位于下游區(qū)域中為止。
在步驟g)中，還啟動(dòng)移除器具，以便于使套筒與包殼分離，并 且移出套筒。
本發(fā)明還涉及一種借助于包殼和管狀防護(hù)套筒以及燃料芯塊制造具有縱軸線(xiàn)的燃料棒的裝置，套筒具有通道，該通道設(shè)置有設(shè)計(jì)為保 護(hù)包殼開(kāi)口端表面的內(nèi)側(cè)肩部，該裝置包括
一包殼鼻部，其具有在所述燃料芯塊到達(dá)的上游側(cè)和下游側(cè)之間 延伸的穿透通道，并且能夠接納包殼的設(shè)置有套筒的端部，
一邊界限定器具，其能夠與套筒協(xié)同操作，以使下游區(qū)域與上游 區(qū)域密封地分隔，
一供給器具，其能夠使所述燃料芯塊進(jìn)入所述上游區(qū)域，
一用于將燃料芯塊引入所述包殼鼻部的通道的上游側(cè)并且引入包 殼的器具，
一可縮回驅(qū)動(dòng)器具，其能夠與包殼協(xié)同操作，以使所述包殼可以 在下游區(qū)域中在包殼位于所述通道外部的分離位置與所述并排位置之 間朝著所述包殼鼻部的方向和/或從所述包殼鼻部移動(dòng)，
一用于從包殼中移除防護(hù)套筒的器具。
具體地說(shuō)，下游側(cè)適于協(xié)同操作，以包圍包殼的第一端，包殼的 所述第一端被套筒包圍，在并排位置，通道的所述下游側(cè)能夠與套筒 的第一端的外表面密封地接觸。
有利地，包殼鼻部和邊界限定器具關(guān)于所述縱軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。
此外，該裝置可以包括用于在包殼的包括所述第一端在內(nèi)的端部 區(qū)域上圍繞包殼放置套筒的器具。
有利地，包殼鼻部的通道的位于所述通道下游側(cè)的端部具有內(nèi)表 面，該內(nèi)表面具有朝著所述通道的上游側(cè)的方向漸縮的截錐形。
該裝置還可以包括導(dǎo)向器具，該導(dǎo)向器具位于所述邊界限定器具 的下游側(cè)并且可以使所述包殼的移動(dòng)相對(duì)于包殼鼻部的所述下游側(cè)定 向。
在第三實(shí)施方式中，邊界限定器具包括可充脹環(huán)形密封件，該密 封件可以包圍套筒的分界部分，并且可以在激活位置與所述邊界部分 的外表面接觸。
在一種實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明，移除器具可以包括夾具，該夾 具設(shè)置有能夠夾住套筒的第一端的至少兩個(gè)部分，并且設(shè)置有至少一 個(gè)徑向凸出部，該凸出部設(shè)計(jì)為與所述凹槽協(xié)同操作，以便于保持套筒并且通過(guò)牽引使套筒與包殼分離。
在另一種實(shí)施方式中，移除器具包括至少一個(gè)形成挺桿的元件， 該元件能夠包圍包殼輪廓的位于套筒第二端后面的至少一部分，并且 能夠通過(guò)推壓來(lái)驅(qū)動(dòng)所述套筒，同時(shí)通過(guò)滑動(dòng)使套筒與所述包殼分離。 在第二實(shí)施方式中，邊界限定器具包括容納在位于套筒第一端的 外表面上的環(huán)形槽中的環(huán)形密封件。
在第三實(shí)施方式中，所述邊界限定器具包括唇形密封件，所述唇 形密封件能夠包圍套筒的分界部分，并且能夠在夾緊位置與分界部分 的外表面密封地接觸。
這樣，可以理解，套筒在整個(gè)包殼操作中保護(hù)包殼，然后被移除 并排出到廢物容器中，用于后續(xù)處理。
于是，可以以能夠自動(dòng)化的方式簡(jiǎn)單而有效地確保燃料棒的包殼 的外表面無(wú)污染和/或污染物，同時(shí)使產(chǎn)生的廢物量最少。
這樣，不用進(jìn)行上述清潔操作，并且必須手動(dòng)進(jìn)行的清潔操作可 以減至最少，這種操作需要操作者位于包殼和/或燃料棒附近，和/或接 觸包殼和/或燃料棒。
此外，由于消除這些清潔操作或者使這些清潔操作減至最少，使 得在制造這些燃料棒的過(guò)程中可以節(jié)省大量時(shí)間。
本發(fā)明還涉及一種用于核燃料包殼的防護(hù)套筒，該防護(hù)套筒包括 具有縱軸線(xiàn)并設(shè)置有通道的本體，所述通道的至少一部分能夠與包殼 的外周壁密封地協(xié)同操作，所述通道包括具有較小直徑的第一部分和 具有較大直徑的第二部分，所述第二部分的至少一部分能夠與包殼的 外周壁密封地協(xié)同操作，所述第一部分和第二部分經(jīng)由肩部彼此連接， 所述肩部能夠保護(hù)包殼的開(kāi)口端的一個(gè)表面。
在一種實(shí)施方式中，套筒還包括形成于套筒外壁上的夾持器具。 這些器具例如通過(guò)凹槽形成。
在另一種實(shí)施方式中，在直徑較小部分的那側(cè)的一端，套筒包括 設(shè)置有密封件的凹部。
有利的是，套筒包括密封凸緣，所述密封凸緣從直徑較大的第二 部分的內(nèi)壁凸出，并且能與包殼的外壁密封地接觸。下面的描述和所示附圖僅僅用作資料，并不是窮舉性的。


下面參考附圖進(jìn)行說(shuō)明，其中-
圖1至圖3是在制造燃料棒的方法的不同步驟中根據(jù)本發(fā)明的制 造裝置的第一實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖； 圖4是圖1所示區(qū)域IV的局部視圖；
圖5至圖IO是在制造燃料棒的方法的不同步驟中根據(jù)本發(fā)明的制 造裝置的第二實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖；
圖11和圖12是與圖4所示類(lèi)似的局部視圖，示出包殼和包殼鼻 部之間的不同相對(duì)位置，這兩幅圖分別與圖6所示步驟的初始位置和 最終位置對(duì)應(yīng)；
圖13是根據(jù)本發(fā)明的包殼組件的第三實(shí)施方式的與圖6所示類(lèi)似 的視圖；
圖14a是根據(jù)本發(fā)明的套筒的透視圖； 圖14b是圖14a的縱向剖視圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1,圖中示出的制造裝置100處于形成燃料棒之前的狀態(tài)。 實(shí)際上，燃料芯塊20布置為與縱軸(X， X')對(duì)齊，圍繞該縱軸
還設(shè)置有中空包殼30，該中空包殼30用于容納燃料芯塊20的堆疊，
以便形成燃料棒。
包殼30在位于圖1右邊的第一端30a和位于圖1左邊的第二端
30b之間延伸。
套筒40覆蓋包殼30的包含第一端30a的端部區(qū)域。
包殼30和套筒40圍繞軸線(xiàn)(X， X')旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。
優(yōu)選的是，包殼30由諸如鋯合金(鋯錫合金Zircaloy)等金屬的
管制成。
套筒40構(gòu)成包殼30的一次性使用防護(hù)元件，例如，該套筒是相 對(duì)較剛硬的彈性體。為了使廢物量最小，盡量利用具有有限長(zhǎng)度和最小厚度的套筒40。
套筒40在圖1所示包殼組件100的外部安裝在包殼30的端部區(qū) 域?？梢栽谥T如防護(hù)箱等盒子的外部手動(dòng)地執(zhí)行這種操作，燃料芯塊 和隨后形成的燃料棒將保存在所述防護(hù)箱中。
也可以在防護(hù)箱的內(nèi)部或者外部自動(dòng)地將套筒40安裝在包殼30上。
圖14a和圖14b所示的防護(hù)套筒40包括具有軸線(xiàn)A-A'的呈規(guī)則 圓柱形的本體401以及同樣具有軸線(xiàn)A-A'的中央通道403。該通道包 括具有較小直徑的第一部分405和具有較大直徑的第二部分407，這 兩部分通過(guò)肩部409彼此相連。肩部409用于抵靠在包殼30的端部 30a上，以便當(dāng)燃料芯塊裝入包殼中時(shí)將包殼與燃料芯塊的碎片隔離。
在所示實(shí)施例中，有利的是，直徑較大的第二部分407具有比包 殼的外徑更大的直徑，并且包括從所述第二部分的內(nèi)壁凸出的環(huán)形凸 緣411。凸緣411b能夠與包殼密封性地接觸，從而形成阻擋芯塊通過(guò) 所產(chǎn)生的污染物的屏障，并且凸緣411b通過(guò)套筒在包殼上的彈性擴(kuò)張 來(lái)確保能夠進(jìn)行維修。凸緣411b在包殼上引導(dǎo)套筒。
套筒可以包括多個(gè)凸緣411。
在圖示實(shí)施例中，套筒包括兩個(gè)凸緣，但是設(shè)置有一個(gè)或者兩個(gè) 以上凸緣的套筒也屬于本發(fā)明結(jié)構(gòu)的范圍。
在圖示實(shí)施例中，凸緣具有大致為矩形的橫截面，然而也可以采 用圣誕樹(shù)形狀的橫截面或者任何其他形狀的橫截面。
此外，套筒可以包括內(nèi)徑比包殼直徑小很多的第二部分。
此外，有利的是，套筒的第一端40a在其外表面上具有斜角413， 從而便于將套筒插入包殼鼻部。
有利的是，直徑較大部分407的自由端在其內(nèi)表面上具有斜角 415，從而便于將包殼30插入套筒40。
參考圖1，包殼裝置100包括在第一端102a和第二端102b之間 并圍繞軸線(xiàn)X-X'延伸的包殼鼻部102。包殼鼻部102具有從第一端 102a延伸至第二端102b的穿透通道104。該通道104的直徑設(shè)置為使得從第一端102a成批到達(dá)的芯塊20能夠前進(jìn)，利用工具(未示出) 朝向第二端102b的方向推動(dòng)這些芯塊20。
在圖1中， 一批芯塊20在位于圖1右邊的上游側(cè)104a處容納在 通道104中。從上游側(cè)104a起，通道104為具有圓形橫截面的圓柱形， 并且從下游側(cè)104b起，通道104具有稍稍張開(kāi)的截錐形，該截錐形朝 著包殼鼻部的第二端102b的方向直徑逐漸增大。
該張開(kāi)的形狀有助于包殼30的第一端30a進(jìn)入通道104的下游側(cè) 104b并且定位和定心。
在通道104的下游側(cè)104b，包殼鼻部102包括在圖4中以放大圖 示出的內(nèi)側(cè)部件102'。
參照?qǐng)D4，從下游側(cè)104b的第一端104bl起到第二端104b6為止， 該內(nèi)側(cè)部件102'包圍通道104的下游側(cè)104b，并且具有圓形橫截面， 該圓形橫截面與通道104在上游側(cè)104a處的直徑相等并對(duì)齊。該第二 端104b6具有圓形橫截面，其直徑大于通道104的上游側(cè)104a的直徑， 并且第二端104b6與上游側(cè)104a同軸。
在下游側(cè)104b的第一端104bl和第二端104b6之間，通道104 依次包括再進(jìn)入肩部104b2，其沿著與軸線(xiàn)X-X'垂直的方向；環(huán)形 槽104b3，其在再進(jìn)入肩部104b2上開(kāi)出；圓形部分104b4，其直徑大 于第一端104bl;以及錐形部分104b5,其在內(nèi)側(cè)部件102，的大部分長(zhǎng) 度上延伸，并且隨著從圓形部分104b4延伸至第二端104b6而擴(kuò)張。
從圖4還可以看出，被套筒40覆蓋的管狀包殼30的外徑與圓形 部分104b4的直徑大致相等。
此外，如圖4所示，套筒40的第一端40a超出包殼30的第一端 30a。更具體地說(shuō)，套筒40的第一端40a具有更大的厚度，該厚度與 包殼30和套筒40的第二端40b的厚度之和相對(duì)應(yīng)。套筒40的第一端 40a基本上沿著圓形部分104b4和圓形槽104b3延伸。套筒40的第一 端40a的表面40a，朝著通道104的上游側(cè)104a的方向發(fā)生變向，從而 抵靠在再進(jìn)入肩部104b2上；在該位置下，如圖4所示，下游側(cè)104b 的第一端的圓形壁、套筒40的第一端40a的內(nèi)徑以及包殼30的第一 端30a的內(nèi)徑基本上對(duì)齊，從而降低芯塊傳輸操作中芯塊卡住的風(fēng)險(xiǎn)。在圖4所示的前述位置，被套筒40覆蓋的包殼30在通道104中 與包殼鼻部102相鄰。
再次參照?qǐng)D1，已經(jīng)利用可縮回輪106使被套筒覆蓋的包殼30到 達(dá)圖4所示的并排位置。
在包殼鼻部102的第二端102b和套筒40的第二端40b之間布置 有環(huán)形可充脹密封件108，該密封件形成定界包圍，與套筒40的分界 部分40c進(jìn)行緊密的密封接觸。
更具體地說(shuō)，密封件108包括中部區(qū)域108a以及兩個(gè)端部區(qū)域 108b和108c。中部區(qū)域108a限定具有圓形橫截面的圓柱形通道，該 通道與大致具有相同長(zhǎng)度的分界部分40c進(jìn)行密封接觸。
兩個(gè)端部區(qū)域108b和108c限定從中部區(qū)域108a起擴(kuò)張的錐形通 道。用于施加加壓空氣的系統(tǒng)(未示出)使密封件108能夠擴(kuò)張，從 而當(dāng)密封件108處于壓下下時(shí)，即處于激活位置時(shí)，中部區(qū)域108a與 分界部分40c的外表面進(jìn)行密封接觸。
在包殼鼻部中的芯塊20到達(dá)之前實(shí)現(xiàn)所述激活位置，并且通過(guò)排 出填充在包殼30端部(該位置在圖2中以點(diǎn)劃線(xiàn)示出)的加壓空氣使 密封件108不起作用。
從包殼30到達(dá)時(shí)通過(guò)的側(cè)面(在圖1的左邊)，環(huán)形導(dǎo)向件110 位于該可充脹密封件108的前面，該環(huán)形導(dǎo)向件具有第一端110a，設(shè) 置有圓形通道，并且厚度較小，以便能插入可充脹密封件的通道中。 環(huán)形導(dǎo)向件110的第二端110b具有截錐形通道，該通道朝著與鼻部相 反的方向變大，以便引導(dǎo)被套筒40覆蓋的包殼30進(jìn)入。
導(dǎo)向件110和可充脹密封件108將可能會(huì)被燃料芯塊20污染的區(qū) 域112(在圖1的右邊)與不會(huì)被燃料芯塊20污染的區(qū)域114隔離開(kāi)。 套筒40的長(zhǎng)度使其從再進(jìn)入肩部104b2至少延伸到環(huán)形導(dǎo)向件110的 第二端110b。在圖示實(shí)施例中，套筒的第二端40b超出環(huán)形導(dǎo)向件110 的第二端110b。
可能會(huì)被污染的區(qū)域112稱(chēng)為"上游區(qū)域"，而不會(huì)被污染的區(qū)域 114稱(chēng)為"下游區(qū)域"，可充脹密封件的中部區(qū)域108a沿著軸線(xiàn)(X， X') 所示的縱向?qū)^(qū)域112和114彼此分開(kāi)。制造燃料棒的裝置還包括供給器具(未示出)，該供給器具能夠?qū)?br>多列燃料芯塊20送入該上游區(qū)域112中。
芯塊20從圖1所示的位置被引入包殼鼻部的通道104的上游側(cè) 104a中，然后被推至(參見(jiàn)圖1的箭頭115)包殼30的內(nèi)部。采用這 種方式，多列芯塊20被首尾相連地放在包殼30的內(nèi)部，從而形成燃 料棒。未對(duì)這種燃料棒的封口或者密封性封閉進(jìn)行描述。
圖1所示的位置以點(diǎn)劃線(xiàn)顯示在圖2中。在圖2中，輪106縮回， 即，輪106被移開(kāi)以防止可能會(huì)污染它。
包殼30的第二端30b由操作夾具(未示出)夾住。然后，包殼 30與包殼鼻部102、密封件108及導(dǎo)向件110分離(參見(jiàn)圖2中的箭 頭117)， 一直到包殼30到達(dá)圖2中實(shí)線(xiàn)所示的包殼30的分離位置。
在所述分離位置處，夾具116打開(kāi)且放在套筒40的第一端40a的 周?chē)?；然后，夾具116圍繞第一端40a關(guān)閉。
夾具116的內(nèi)部輪廓具有與套筒40的第一端40a的外部輪廓相配 的形狀(參見(jiàn)圖14a和圖14b)。具體地說(shuō)，夾具116包括肋118，該 肋118可以容納在相應(yīng)的槽40a"中，或者有利地容納在套筒40的第 一端40a的外表面的環(huán)形槽中。
肋118是環(huán)形的或者不是環(huán)形的。 一般而言，夾具116設(shè)置有至 少一個(gè)徑向突起，該突起設(shè)計(jì)為與槽40a"協(xié)同操作以保持住套筒40， 并通過(guò)牽引將套筒40與包殼30分離，包殼30自身則由前述操作夾具 保持住。
在圖2所示的位置處，夾具116圍繞套筒40的第一端40a夾緊(即 圖3中點(diǎn)劃線(xiàn)所示的位置)，然后夾具116被朝著包殼鼻部102的方向 推進(jìn)(參見(jiàn)箭頭119):在用芯塊20填充包殼30的過(guò)程中已經(jīng)起作用 的套筒40此時(shí)與包殼30分離開(kāi)。
在所述分離操作之后，夾具116打開(kāi)，從而套筒40在重力作用下 落入(參見(jiàn)箭頭120)用于收集廢物的廢物接收器(未示出)中。
打開(kāi)的夾具116將返回圖l所示的其初始位置處，同時(shí)等待另一 包殼30的到達(dá)。
因此，可以理解的是，套筒40將包殼30的位于上游區(qū)域112的整個(gè)部分保護(hù)起來(lái)，使其免受芯塊20的任何污染，然后套筒40與隨 后排出的包殼30分離因此，在包覆操作中，簡(jiǎn)單有效地設(shè)法保護(hù)了 燃料棒的包殼30的外表面免受所有污染和/或污染物。
現(xiàn)在將參考圖5至圖10，圖中示出了以總附圖標(biāo)記200表示裝置 的第二實(shí)施方式。第一實(shí)施方式100和第二實(shí)施方式200共有的包殼 組件的元件以相同的附圖標(biāo)記表示，并參考第一實(shí)施方式的上述說(shuō)明。
根據(jù)第二實(shí)施方式的裝置200包括包殼鼻部102，該包殼鼻部102 由通常以附圖標(biāo)記202表示的不同元件所環(huán)繞。
燃料棒的制造裝置100的第一實(shí)施方式中使用的類(lèi)似元件即使沒(méi) 有在圖1至圖3中示出也可以圍繞包殼鼻部102安裝。
裝置200不具有第一實(shí)施方式的密封件108、導(dǎo)向件110和夾具 116。利用驅(qū)動(dòng)輪106將套筒40所覆蓋的包殼30推入包殼鼻部102中， 并且利用挺桿元件204實(shí)現(xiàn)并排的位置，下面將參考圖5和圖6對(duì)挺 桿元件204進(jìn)行描述。
通過(guò)能夠包圍包殼30的圓形輪廓外表面的至少一部分的兩個(gè)半 殼形成挺桿元件204，徑向剛硬的內(nèi)側(cè)部件206受壓而形成密封性接 觸。
挺桿元件204的所述徑向剛硬的內(nèi)側(cè)部件206可以由諸如彈性體 等材料制成，有利的是，這種材料可以避免任何刮擦包殼的危險(xiǎn)。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪106將包殼30的第一端30a送入通道104的內(nèi)部時(shí)，打 開(kāi)著的挺桿元件204從圖5中點(diǎn)劃線(xiàn)所示的后部位置沿著箭頭209所 示的方向靠近套筒40，而到達(dá)圖5中實(shí)線(xiàn)所示的前部位置。
然后，挺桿元件204關(guān)閉，以便圍繞包殼30的外表面夾緊(圖6 中點(diǎn)劃線(xiàn)所示的步驟)。
然后，挺桿元件204朝著包殼30前進(jìn)(圖6中的箭頭209)，直 到其抵靠在套筒40的第二端40b上。
挺桿元件204沿著箭頭209所示的方向繼續(xù)前進(jìn)，同時(shí)圍繞包殼 30夾緊，這時(shí)獲得了圖4所示的布置方式，艮卩，包殼30與包殼鼻部 102的底部并排。
圖6所示的并排位置與第一實(shí)施方式的圖1所示位置相對(duì)應(yīng)，從而利用燃料芯塊20填充包殼30以形成燃料棒。
在執(zhí)行完芯塊的包覆操作之后，如圖7中點(diǎn)劃線(xiàn)所示，挺桿元件 204打開(kāi)的同時(shí)背離包殼30徑向移動(dòng)，然后包殼30沿著箭頭210所 示的縱向與鼻部102分離。
從圖7中包殼的位置或者圖8中點(diǎn)劃線(xiàn)所示的位置，利用封口工 位的操作夾具到達(dá)圖8中實(shí)線(xiàn)所示的位置，此時(shí)，包殼30與包殼鼻部 102之間發(fā)生的分離與參考圖2描述的類(lèi)似。
然后，通過(guò)使挺桿元件204圍繞包殼30夾緊而關(guān)閉挺桿元件204， 挺桿元件204朝著包殼鼻部102的方向前進(jìn)(參見(jiàn)圖9中的箭頭213) 的同時(shí)從包殼30移走套筒40，包殼30保持在分離的位置處。套筒40 的移動(dòng)導(dǎo)致其完全從包殼30分離(圖9中點(diǎn)劃線(xiàn)所示的位置)，從而 朝向前述廢物接收器的方向依靠套筒40的重力落下(箭頭217)。
然后，挺桿元件204沿徑向打開(kāi)(參見(jiàn)圖10)，并且裝滿(mǎn)燃料芯 塊20的包殼30朝著封口工位的方向從裝置200分離(參見(jiàn)箭頭215)。
圖11和圖12以放大圖示出被套筒40覆蓋的包殼30與包殼鼻部 102的內(nèi)側(cè)部件102'之間的相對(duì)位置。
更具體地說(shuō)，圖11與圖5所示的前部位置相對(duì)應(yīng)，圖12與圖6 所示的并排位置相對(duì)應(yīng)，所述并排位置也顯示在關(guān)于第一實(shí)施方式的 圖4中。
僅僅套筒40的第一端40a關(guān)于第一實(shí)施方式的相應(yīng)部分進(jìn)行了修 改槽40a"延伸到表面40a，，并且配備有環(huán)形的彈性體密封件216， 該彈性體密封件216設(shè)計(jì)為當(dāng)燃料芯塊20布置在包殼30內(nèi)部時(shí)，減 少污染包殼鼻部102的內(nèi)側(cè)部件102'處的通道104的風(fēng)險(xiǎn)。
在第二實(shí)施方式中，密封件216限定出(參見(jiàn)圖6)上游區(qū)域212， 該上游區(qū)域212可能會(huì)被下游區(qū)域214污染，并且挺桿元件204與第 一實(shí)施方式的夾具U6起到相同的作用。
制造裝置的第三實(shí)施方式顯示在圖13中，以附圖標(biāo)記300表示， 第三實(shí)施方式與第二實(shí)施方式的區(qū)別在于挺桿元件204由挺桿元件 304和唇形密封件306替代。
在這種情形下，挺桿元件304不包括與包殼30的外表面接觸的徑向內(nèi)側(cè)部件206，但是其被制成單個(gè)件了。
與根據(jù)圖5至圖10操作挺桿元件204完全相同地操作挺桿元件
304。
唇形密封件306布置為與包殼鼻部的第二端102b相鄰，并且其中 一個(gè)唇緣能夠在分界部分處密封性地接觸和緊密地靠在套筒40的外 表面上。
優(yōu)選的是，如圖13所示，在唇形密封件306第一端的水平面上， 唇緣306a沿縱向布置為盡可能地靠近包殼鼻部的第二端102b。
在第三實(shí)施方式的情形下，唇形密封件306的唇緣306a將上游區(qū) 域312與下游區(qū)域314分隔開(kāi)。
唇形密封件306的第二端306b具有從第一端306a變寬的錐形開(kāi) 口，以便于包殼30朝包殼鼻部102的方向進(jìn)入。
關(guān)于套筒的第一端40a和通道的下游側(cè)104b之間的相對(duì)布置，除 了密封件216之外，圖11和圖12對(duì)于第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)仍然有效， 而密封件216是可選擇的。
如前面顯示和描述的三個(gè)實(shí)施方式，套筒40基本上越過(guò)右部，即 包殼30的第一端30a。
權(quán)利要求
1、一種制造燃料棒的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟
a)在包殼(30)的開(kāi)口端(30a)布置套筒，所述套筒包括通道，所述通道設(shè)置有用于保護(hù)包殼(30)的開(kāi)口端(30a)表面的內(nèi)側(cè)肩部，
b)將設(shè)置有套筒的包殼端部(30a)插入包殼鼻部，
c)使接納芯塊的空間和外部空間隔離，
d)用芯塊填充包殼，
e)當(dāng)包殼被填充了預(yù)定量的芯塊時(shí)，中斷填充操作，
f)從包殼鼻部中移除端部(30a)，
g)去除套筒。
2、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，還包括將端蓋置于包殼的端部 (30a)的步驟。
3、 根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的制造燃料棒的方法，其特征在于， 在步驟b)中，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器具(106)，以使所述包殼(30)朝向所述 包殼鼻部(102)移動(dòng)，直到所述包殼(30)的第一端(30a)與所述 包殼鼻部(102)并排。
4、 根據(jù)權(quán)利要求
1至3中任一權(quán)利要求
所述的方法，其特征在于， 在步驟c)中，啟動(dòng)邊界限定器具(108， 216， 306a)，從而使其與套 筒(40)的分界部分(40c)的整個(gè)周邊密封地協(xié)同操作，以便于使上 游區(qū)域(112， 212， 312)與下游區(qū)域(114， 214， 314)隔離。
5、 根據(jù)權(quán)利要求
1至4中任一權(quán)利要求
所述的方法，其特征在于， 在步驟d)中，啟動(dòng)供給器具，以使所述燃料芯塊(20)進(jìn)入所述上 游區(qū)域(112， 212， 312)，以及啟動(dòng)用于將所述燃料芯塊(20)引入 所述包殼鼻部(102)的通道(104)中的器具，直到在所述包殼(30) 中容納有期望數(shù)量的燃料芯塊(20)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求
5所述的方法，其特征在于，在步驟e)中，停 止供給器具和用于引入燃料芯塊(20)的器具。
7、 根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于，在步驟e)中，啟 動(dòng)驅(qū)動(dòng)器具(106)，以便于使包殼(30)與包殼鼻部(102)分離，直 到所述包殼(30)位于下游區(qū)域(114， 214， 314)中。
8、 根據(jù)權(quán)利要求
1至7中任一權(quán)利要求
所述的方法，其特征在于， 在步驟g)中，啟動(dòng)移除器具(116， 214， 314)，以便于使套筒(40) 與包殼(30)分離，并且移出所述套筒(40)。
9、 一種借助于包殼(30)和管狀防護(hù)套筒(40)以及燃料芯塊(20) 制造具有縱軸線(xiàn)(X， X，)的燃料棒的裝置(100， 200， 300)，套筒(40)具有通道，該通道設(shè)置有設(shè)計(jì)為保護(hù)包殼的開(kāi)口端(30a)表面 的內(nèi)側(cè)肩部，該裝置包括一包殼鼻部(102)，其具有在所述燃料芯塊(20)到達(dá)的上游側(cè) (104a)與下游側(cè)(104b)之間延伸的穿透通道(104)，并且可接納 包殼的設(shè)置有套筒的端部，一邊界限定器具(108， 216， 306a)，其可與套筒協(xié)同操作，以使 下游區(qū)域(114， 214， 314)與上游區(qū)域(112)密封地分隔，-供給器具，其可使所述燃料芯塊(20)進(jìn)入所述上游區(qū)域(112， 212， 312)，-用于將所述燃料芯塊(20)引入包殼鼻部(102)的通道(104) 的上游側(cè)(104a)并且引入包殼(30)的器具，一可縮回驅(qū)動(dòng)器具(106)，其可與包殼(30)協(xié)同操作，以使所 述包殼(30)可以在下游區(qū)域(114， 214, 314)中在包殼(30)位于 所述通道(104)外部的分離位置與所述并排位置之間朝著所述包殼鼻 部(102)的方向和/或從所述包殼鼻部(102)移動(dòng)，一用于從包殼(30)中移除防護(hù)套筒(40)的移除器具(116, 204，304)。
10、 根據(jù)前一權(quán)利要求
所述的裝置，其特征在于，套筒(40)的 通道(104)的下游側(cè)(104b)適于協(xié)同操作，以包圍所述包殼(30) 的第一端(30a)，包殼(30)的所述第一端(30a)被套筒(40)包圍， 在并排位置，通道(104)的下游側(cè)(104b)可抵靠在所述套筒(40) 的第一端(40a)的外表面上。
11、 根據(jù)權(quán)利要求
9或IO所述的裝置(100， 200， 300)，其特征 在于，所述包殼鼻部(102)和所述邊界限定器具(108， 216， 306a) 關(guān)于所述縱軸線(xiàn)(X， X')旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求
9至11中任一權(quán)利要求
所述的裝置(IOO， 200， 300),其特征在于，該裝置還包括用于在包殼(30)的包括所述第一 端(30a)在內(nèi)的端部區(qū)域上圍繞所述包殼(30)放置所述套筒(40) 的器具。
13、 根據(jù)權(quán)利要求
9至12中任一權(quán)利要求
所述的裝置(IOO， 200, 300)，其特征在于，包殼鼻部(102)的通道(104)的位于所述通道(104)的下游側(cè)(104b)的端部具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有朝著所述 通道的上游側(cè)(104a)的方向漸縮的截錐形。
14、 根據(jù)權(quán)利要求
9至13中任一權(quán)利要求
所述的裝置(100, 300), 其特征在于，該裝置還包括導(dǎo)向器具(110， 306)，該導(dǎo)向器具位于所 述邊界限定器具(108， 216， 306a)的下游側(cè)，并且可以使所述包殼(30)的移動(dòng)相對(duì)于包殼鼻部的下游側(cè)(104b)定向。
15、 根據(jù)權(quán)利要求
9至14中任一權(quán)利要求
所述的裝置(100)，其 特征在于，邊界限定器具(108， 216， 306a)包括可充脹環(huán)形密封件(108)，該密封件可以包圍套筒(40)的分界部分(40c)，并且可以在激活位置與所述邊界部分(40c)的外表面接觸。
16、 根據(jù)權(quán)利要求
9至15中任一權(quán)利要求
所述的裝置(100)，其 特征在于，移除器具包括夾具(116)，該夾具設(shè)置有可夾住套筒(40) 的所述第一端(40a)的至少兩個(gè)部分，在所述第一端設(shè)置有形成于外 壁上的凹槽，并且該夾具設(shè)置有至少一個(gè)徑向凸出部(118)，該凸出 部設(shè)計(jì)為與所述凹槽協(xié)同操作，以便于保持所述套筒(40)并且通過(guò) 牽引使套筒(40)與包殼(30)分離。
17、 根據(jù)權(quán)利要求
9至15中任一權(quán)利要求
所述的裝置(200，300)， 其特征在于，移除器具包括至少一個(gè)挺桿元件(204， 304)，該元件可 包圍包殼(30)輪廓的位于所述套筒(40)的第二端(40b)后面的至 少一部分，并且可通過(guò)推壓來(lái)驅(qū)動(dòng)所述套筒(40)，同時(shí)通過(guò)滑動(dòng)使套 筒(40)與包殼(30)分離。
18、 根據(jù)權(quán)利要求
9至14中任一權(quán)利要求
所述的裝置(200)，其 特征在于，邊界限定器具(216)包括容納在位于套筒(40)的第一端(40a)的外表面上的環(huán)形槽(40a")中的環(huán)形密封件。
19、 根據(jù)權(quán)利要求
9至14中任一權(quán)利要求
所述的裝置(300)，其 特征在于，所述邊界限定器具包括唇形密封件(306)，所述唇形密封 件(306)可包圍套筒(40)的分界部分(40c)，并且可在夾緊位置與 分界部分(40c)的外表面密封地接觸。
20、 一種用于核燃料包殼的防護(hù)套筒(40)，該防護(hù)套筒設(shè)計(jì)為插 入所述包殼與用于制造核燃料棒的裝置的包殼鼻部之間，所述套筒包 括具有縱軸線(xiàn)(AA，)并設(shè)置有通道(403)的本體，所述通道(403) 的至少一部分可與包殼的外周壁密封地協(xié)同操作，所述通道包括具有 較小直徑的第一部分(405)和具有較大直徑的第二部分(407)，所述 第二部分(407)的至少一部分可與包殼的外周壁密封地協(xié)同操作，所述第一部分和第二部分經(jīng)由肩部(409)彼此連接，所述肩部設(shè)計(jì)為保 護(hù)包殼(30)的開(kāi)口端的表面(30a),所述套筒為單一件，并且具有 較小直徑的第一部分的直徑與包殼鼻部的內(nèi)徑大致相等。
21、 根據(jù)權(quán)利要求
20所述的套筒，其特征在于，套筒還包括形成 于套筒外壁上的夾持器具。
22、 根據(jù)前一權(quán)利要求
所述的套筒，其特征在于，夾持器具通過(guò) 凹槽(40a")形成。
23、 根據(jù)權(quán)利要求
20至22中任一權(quán)利要求
所述的套筒，其特征 在于，在直徑較小部分的那側(cè)的一端，套筒包括設(shè)置有密封件的凹部。
24、 根據(jù)權(quán)利要求
20至23中任一權(quán)利要求
所述的套筒，其特征 在于，套筒包括密封凸緣(411)，所述密封凸緣從直徑較大的第二部 分(407)的內(nèi)壁凸出，并且可與包殼(30)的外壁密封地接觸。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制造燃料棒的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a)在包殼(30)的開(kāi)口端(30a)布置套筒，所述套筒包括通道，所述通道設(shè)置有用于保護(hù)包殼(30)的開(kāi)口端(30a)表面的內(nèi)側(cè)肩部，b)將設(shè)置有套筒的包殼端部(30a)插入包殼鼻部，c)使接納芯塊的空間和外部空間隔離，d)用芯塊填充包殼，e)當(dāng)包殼被填充了預(yù)定量的芯塊時(shí)，中斷填充操作，f)從包殼鼻部中移除端部(30a)，g)去除套筒。本發(fā)明還公開(kāi)一種用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置以及用于核燃料包殼的防護(hù)套筒。
文檔編號(hào)G21C3/02GKCN101292302SQ200680038913
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2006年10月16日
發(fā)明者J-P·巴里托, M·馬爾尚 申請(qǐng)人:阿雷瓦核廢料回收公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan