專利名稱:制造無(wú)污染mox燃料棒的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在降壓(depression)的密封箱中由芯塊制造無(wú)污染MOX燃料棒的方法，該方法包括對(duì)一個(gè)燃料棒的下列操作-將芯塊連續(xù)成列裝入在其一端預(yù)先裝有塞子的包層管中；-裝入各種結(jié)構(gòu)部件，特別是止動(dòng)彈簧；-在包層管的另一端安裝第二塞子；-周邊焊接上述第二塞子；以及-對(duì)上述包層管或燃料棒已經(jīng)可能污染的部分進(jìn)行至少一次清洗和至少一次污染檢查。
通過(guò)再循環(huán)利用從民用核燃料的再處理中產(chǎn)生或者從核武器處理程序中產(chǎn)生的钚為商用核反應(yīng)堆制造新的鈾/钚混合氧化物(MOX)燃料的技術(shù)正在工業(yè)化和全球化。
工業(yè)化尤其在于-制造過(guò)程的自動(dòng)化；-操作人員受電離輻射的限制；以及-液體和固體廢物的減少。
全球化使得不同政治、經(jīng)濟(jì)或人口的大國(guó)(美國(guó)，日本，俄羅斯，印度，中國(guó)等)都能掌握這種再循環(huán)利用技術(shù)。西歐在該領(lǐng)域中工業(yè)過(guò)程的發(fā)展中保持一定領(lǐng)先地位。
電力生產(chǎn)者對(duì)與市場(chǎng)自由化相關(guān)的競(jìng)爭(zhēng)力的尋求驅(qū)動(dòng)著核燃料設(shè)計(jì)者通過(guò)爭(zhēng)取連續(xù)地增加UO2燃料和MOX燃料的燃耗值(例如50GWd/t)，來(lái)限制反應(yīng)堆芯更換燃料的頻率。這就導(dǎo)致了旨在生產(chǎn)具有較高易裂變钚含量，并且具有逐漸退化同位素組分的民用钚的MOX燃料，也就是生產(chǎn)具有持續(xù)增加α發(fā)射性的燃料。
為了控制MOX燃料制造工廠的安全(操作員攝取/吸入風(fēng)險(xiǎn)的防止)，運(yùn)輸?shù)陌踩约昂藙?dòng)力反應(yīng)堆的安全(主回路的無(wú)污染)，裝入燃料元件的MOX燃料棒在其包層管外表面上不被污染或僅非常輕微地被污染是重要的，該包層管用其焊接端塞提供MOX芯塊的密封。
本發(fā)明涉及制造MOX燃料棒的操作，特別是將高度污染的芯塊裝入包層管中，以及安裝和焊接第二端塞的操作，并且涉及工業(yè)化生產(chǎn)無(wú)污染MOX燃料棒的方法和設(shè)備，而不需要使用濕法化學(xué)或電解去污操作而產(chǎn)生污染和增加臨界風(fēng)險(xiǎn)。
作為提示，核燃料棒通常包括金屬包層管(最經(jīng)常由鋯合金或不銹鋼制成)，燃料芯塊(最經(jīng)常由鈾氧化物或鈾/钚氧化物制成)，止動(dòng)彈簧以及提供對(duì)氣體的密封和核材料的包容的兩個(gè)焊接端塞。這些燃料棒用導(dǎo)電惰性氣體(最經(jīng)常是氦)充滿，加壓或不加壓。芯塊和包層管之間的間隙非常有限(例如，對(duì)于輕水反應(yīng)堆為150-200μ左右)。除上述止動(dòng)彈簧之外的結(jié)構(gòu)部件可以裝在燃料棒的頭部或底部(例如插入管，隔離芯塊，“吸氣器”，蓋層芯塊等)。
在燃料棒制造期間，重要的是將芯塊裝入包層管中的方法須-限制易于污染的包層管部分以及該污染的等級(jí)，為了限制，也許甚至避免，清洗/去污操作；特別是避免包層管外表面中污染物的結(jié)殼，尤其在構(gòu)成第二塞子焊縫的開(kāi)口端面中，而這些可能的操作可能增加因?yàn)椴粷M足外部污染標(biāo)準(zhǔn)而廢棄的燃料棒的比例。
-避免超出必需地加壓陶瓷芯塊，因而避免在裝入期間產(chǎn)生機(jī)械阻塞的碎片的產(chǎn)生，以及在這些碎片可能引入到包層管中之后，因相鄰芯塊之間多度間隙的損壞燃料棒的產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
核燃料棒，特別是MOX燃料棒的制造包括上述的各種操作，在描述例如已經(jīng)公開(kāi)并且對(duì)發(fā)明者已知的現(xiàn)有技術(shù)之前回顧是有用的。這些操作通常在提供環(huán)境和操作員相對(duì)于α(以及β，γ)發(fā)射體的保護(hù)的密封箱中執(zhí)行-引入裝配有第一密封塞子的包層管；
-將芯塊裝入包層管中；-裝入芯塊壓縮彈簧；-用惰性氣體替換包層管中的空氣；-在芯塊裝入期間，清洗/去污污染的包層管部分；-安裝第二塞子；-周邊焊接第二塞子；-若有需要單獨(dú)地或與前述焊接同時(shí)地對(duì)包層管加壓；-在單獨(dú)加壓的情況下，焊接加壓孔；-測(cè)量受污染的包層管部分的污染度。
由制造者實(shí)現(xiàn)的技術(shù)目的在于滿足有時(shí)可能矛盾的各種目標(biāo)。一些非限制性實(shí)例可以被陳述如下-操作安全尤其是，通過(guò)排除易揮發(fā)洗滌溶劑來(lái)限制與中子慢化劑液體的使用相關(guān)的臨界風(fēng)險(xiǎn)限制，以及火災(zāi)/爆炸風(fēng)險(xiǎn)的限制；例如手套式操作箱型的密封箱中放射性物質(zhì)特別是α放射體的保存；-生產(chǎn)的燃料棒的質(zhì)量尤其是焊接的質(zhì)量(沒(méi)有氧化，沒(méi)有夾雜等)，沒(méi)有產(chǎn)生芯塊之間間隙的碎片，沒(méi)有固定或可轉(zhuǎn)移的外部污染；-制造過(guò)程的工業(yè)化操作的自動(dòng)化；生產(chǎn)力；操作員暴露于電離輻射的限制(外部或內(nèi)部暴露)；在清洗/去污操作期間產(chǎn)生的固體和液體廢物的限制。
向這些目標(biāo)的努力可能導(dǎo)致執(zhí)行上述操作的特定順序的選擇，或者執(zhí)行如此這般操作的特定技術(shù)選擇，從而益于所有這些操作，關(guān)于安全、效率或廢物限制，或者提高產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)MOX燃料制造過(guò)程產(chǎn)生影響的一些技術(shù)在下面陳述-通過(guò)濕法或干法研磨，通過(guò)機(jī)械裝置或通過(guò)激光將灰塵從芯塊去除，通過(guò)限制芯塊中再循環(huán)利用的廢料的部分，通過(guò)芯塊的均勻翻動(dòng)等，控制填充之前芯塊上灰塵的累積。
-在空氣或氮?dú)庀聦⑿緣K裝入包層管中，其需要通過(guò)用惰性氣體多次填充來(lái)稀釋所述空氣或氮?dú)饣蛘叱榭瞻鼘庸芤员憬酉聛?lái)將惰性氣體引入其中，并且這樣做時(shí)，污染燃料棒(已經(jīng)提供或還沒(méi)有第二塞子)的開(kāi)口端；-密封或不密封地放置由最普遍操作TIG(鎢極惰性氣體)環(huán)形焊接的第二塞子，從而允許在另一個(gè)工作線或另一個(gè)機(jī)器中加壓；作為選擇，焊接過(guò)程在單個(gè)操作中提供第二塞子的焊接和加壓(電阻或激光焊接)。
與本發(fā)明領(lǐng)域相關(guān)的各種現(xiàn)有發(fā)明在下面概述，作為非窮舉實(shí)例，根據(jù)其存在-在沒(méi)有特定密封設(shè)備(手套式操作箱型)的情況下，使用將芯塊引入包層管中的定心裝置；-圓柱形/截頂錐形的固定定心(參看US 4 980 119，US 4 748798，US 5 251 244)；-圓形橫截面的三層定心(一層固定+兩層中間)(參看US 3940 908)；-固定V形定心(參看US 3 907 123)；-多邊形或正方形橫截面的固定定心(參看US 4 942 014)；或者-使用安裝在密封箱中(手套式操作箱型)、將芯塊引入包層管中的定心設(shè)備-安裝在箱中心的截頂錐形固定定心(參看US 3 925 965)；-安裝在密封箱的兩個(gè)區(qū)域，活動(dòng)和非活動(dòng)，邊界的定心，活動(dòng)區(qū)域?yàn)樾緣K的裝入而保留(參看WO 98/26428)。
應(yīng)當(dāng)注意，最后一篇文獻(xiàn)提及將箱分成僅兩個(gè)隔室。

發(fā)明者已知的所有上述設(shè)備都不滿足與用陶瓷芯塊工業(yè)制造無(wú)污染MOX燃料棒相關(guān)的需求，除了灰塵的累積之外，其在裝入操作期間產(chǎn)生自身產(chǎn)生機(jī)械干擾和阻塞的、所有形狀和大小的碎片；-或者這些設(shè)備不會(huì)將暴露于污染的包層管部分限制于嚴(yán)格最小，或者不存在密封箱中污染級(jí)別的管理(從裝入?yún)^(qū)域中的高度污染到當(dāng)燃料棒離開(kāi)密封箱時(shí)非常輕微地污染或無(wú)污染)，該管理的缺乏導(dǎo)致過(guò)度或多余的污染，這必須由最經(jīng)常基于產(chǎn)生各種廢物和臨界另外風(fēng)險(xiǎn)的液體處理的另外操作來(lái)消除。
-或者這些設(shè)備對(duì)于由成列的芯塊傳送的灰塵和碎片和/或特別在裝入包層管的操作期間產(chǎn)生的灰塵和碎片敏感，該敏感性導(dǎo)致機(jī)械阻塞，產(chǎn)生機(jī)器停止，密封箱中操作員干預(yù)，操作員、車間甚至有時(shí)箱隔室的污染的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)當(dāng)保持很低甚至無(wú)污染；-或者當(dāng)芯塊的钚含量和钚的α放射性高時(shí)，即使以另外的液體去污操作為代價(jià)，管理污染和裝入芯塊的這些設(shè)備也不允許含钚燃料棒制造遵循其無(wú)污染規(guī)范。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于補(bǔ)救上述缺點(diǎn)以及對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的其他缺點(diǎn)，基于特別對(duì)制造過(guò)程的實(shí)現(xiàn)以及對(duì)制造產(chǎn)品的質(zhì)量具有影響的各種方法，以及這些操作和方法的特殊、新的發(fā)明組合。因此-在燃料棒從箱中抽出之前，芯塊的裝入，暴露于污染的包層管端部的清洗/去污，彈簧的放置以及第二塞子的安裝(依賴于所述塞子密封還是未密封地安裝，具有或不具有第二塞子的立即焊接)，清洗，以及無(wú)污染測(cè)量的各種操作可以主要在一個(gè)且同一個(gè)工作線上或者在根據(jù)相應(yīng)操作的氣氛和污染級(jí)別而彼此保持隔離的不同箱隔室中執(zhí)行；所述最后兩個(gè)隔室至少有利地設(shè)計(jì)使得它們的污染可以在操作期間無(wú)論連續(xù)傳送多少燃料棒長(zhǎng)期維持在低級(jí)別(例如，通過(guò)具有本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的去污能力)；-優(yōu)先引入到密封箱中的包層管部分局限于嚴(yán)格必需的部分，從而限制暴露于污染且在出口處應(yīng)受污染檢查以及可能的清洗/去污操作的部分；-優(yōu)先將芯塊預(yù)先引入到氦或真空下的密封箱中，并裝入預(yù)先充滿氦或預(yù)先抽出空氣成分的真空下的包層管中。因?yàn)楹し浅５偷膭?dòng)態(tài)粘度，能夠?qū)⑿緣K以工業(yè)速度(100-150mm/sec的級(jí)別)在氦下裝入包層管中，而不需要抽空包含在包層管中的空氣，這將不會(huì)使灰塵大量攜帶到燃料棒的開(kāi)口端；
-芯塊到包層管中的引入-或裝入-由具有圓形截棱錐形內(nèi)部幾何條件和精確容差的引入設(shè)備提供，從而-在包層管的開(kāi)口端呈現(xiàn)在位置和方向方面充分對(duì)準(zhǔn)的芯塊，以避免機(jī)械干擾；-在引入芯塊過(guò)程中掩蔽包層管的開(kāi)口端，以避免所述包層管的大量污染，污染的可能結(jié)殼以及另外的機(jī)械阻塞；-捕獲和/或收集和/或擋回灰塵和碎片，其可能導(dǎo)致芯塊在其引入期間或引入到包層管中的阻塞。
-將芯塊裝入到包層管中是由包層管軸線上的V形元件上連續(xù)成列所保證，為了限制芯塊上的力而需使用具有敏感驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，其力可根據(jù)裝入過(guò)程中芯塊列的順序來(lái)限制，列的長(zhǎng)度應(yīng)足以使得包層管內(nèi)列的引入深度大于待裝入下一列的長(zhǎng)度；必須注意，在裝入包層管期間推動(dòng)芯塊的力根據(jù)推進(jìn)設(shè)備引入的深度和裝入過(guò)程中列的順序(N)來(lái)限制；-清洗暴露于污染的包層管部分的操作在污染發(fā)生之后立即進(jìn)行，并且以干法，以便避免污染的傳播以及控制臨界的風(fēng)險(xiǎn)和污染液體廢物的產(chǎn)生。
至少，上面新操作和方法的部分組合對(duì)于克服先前所述缺點(diǎn)是必需的。
因此，本發(fā)明的方法按下述步驟組織-將密封箱劃分成多個(gè)連續(xù)隔室；-將每個(gè)隔室連接到它的相鄰隔室用于包層管的密封通道，所述通道中至少某些應(yīng)該對(duì)準(zhǔn)以便允許包層管沿著它的縱軸移動(dòng)；-將待裝入、前端開(kāi)口的包層管經(jīng)由密封通道或經(jīng)其輸入口引入到第一隔室中；-在連續(xù)隔室之間軸向驅(qū)動(dòng)包層管，直到它的開(kāi)口端到達(dá)最后隔室；-在最后隔室中將芯塊，并且如果適用也將除止動(dòng)彈簧之外的各種結(jié)構(gòu)部件通過(guò)其開(kāi)口端裝入包層管中；
-當(dāng)裝入完成時(shí)，將包層管部分軸向抽出，以便將其開(kāi)口端傳送到前面的隔室；-在該前面隔室中，至少清洗并盡可能對(duì)包層管在裝入過(guò)程中由芯塊或由最后隔室的氣氛暴露于污染的部分進(jìn)行污染檢查；-在該清洗之后，軸向移動(dòng)包層管，使得它的開(kāi)口端位于另一個(gè)隔室中；-在該其他隔室中，裝入止動(dòng)彈簧并將第二塞子安裝在開(kāi)口端中；-在該安裝之后，在同一隔室中或者在另一個(gè)隔室中，移動(dòng)包層管執(zhí)行可能的其他操作(例如，環(huán)形焊接，加壓/開(kāi)尖頭等)；-在第一或第二隔室中，對(duì)暴露于最后隔室的污染的燃料棒的部分進(jìn)行污染檢查，并且如果必要的話清洗；-將燃料棒從第一隔室中抽出或者經(jīng)由將箱彼此連接的該第一隔室橫向傳送到另一個(gè)密封箱；-將各個(gè)隔室之間的污染，從第一隔室中無(wú)污染或非常輕微地污染到最后隔室中的最大污染進(jìn)行分級(jí)；-選擇供給密封箱隔室(以及存在于那里的任何處理或傳送箱)的氣體，可由空氣、氮、氦、氬、真空等組成；以及-將隔室中的降壓(depression)分級(jí)，以便形成從第一隔室中的最弱降壓到最后隔室中的最強(qiáng)降壓的任何泄漏。
形成本發(fā)明主題的上述方法可以有用地在常規(guī)MOX燃料制造工廠和制造包含除鈾之外其他錒類比例的其它核燃料(作為非限制性實(shí)例基于鈾/钚的氮化物或碳化物的燃料，不具有為煅燒錒類而設(shè)計(jì)的增殖性物質(zhì)的IMF燃料，基于釷/钚的MOX，具有可燃或不可燃吸收體的MOX等)的工廠中單獨(dú)或組合地實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例，對(duì)于芯塊的裝入和下面相關(guān)操作-從支架到包層管開(kāi)口端引入、定心和對(duì)準(zhǔn)成列的芯塊；以及-從該列芯塊中去除由裝入的芯塊傳送和/或粘附到芯塊的，和/或由引入、定心和對(duì)準(zhǔn)操作產(chǎn)生的灰塵和碎片，可執(zhí)行下述步驟
-通過(guò)一個(gè)底部具有連續(xù)滑道的V形輪廓并且與具有芯片直徑的圓柱形出口相交的通道，校正支架和包層管開(kāi)口端之間的偏心度，并且將芯塊的軸與包層管的軸對(duì)準(zhǔn)；-在位于通道圓柱形部分中心的室中，將包層管定心；-在芯塊裝入過(guò)程中掩蔽包層管的開(kāi)口端；-經(jīng)由芯塊和通道壁之間的自由部分，通過(guò)重力沉積或通過(guò)另外的噴吹和/或抽吸方法，捕獲和/或收集和/或擋回灰塵和碎片。
本發(fā)明也涉及一種由芯塊制造無(wú)污染MOX燃料棒，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的設(shè)備。該設(shè)備包括執(zhí)行下面操作的密封箱-將成列的芯塊裝入一端開(kāi)口而另一端由第一塞子封閉的包層管中；-清洗和盡可能檢查已經(jīng)與來(lái)自所述芯塊的污染或灰塵接觸的所述包層管部分的污染；-裝入各種結(jié)構(gòu)部件，特別是止動(dòng)彈簧；-安裝第二塞子；-盡可能清洗和檢查已經(jīng)與污染物接觸的所述包層管部分的污染。
根據(jù)本發(fā)明，在所述設(shè)備中-密封箱劃分成多個(gè)不同的隔室；-隔室最好從待裝入、前端開(kāi)口的包層管移動(dòng)的方向上一個(gè)接著一個(gè)地連續(xù)布置；-箱的隔室由密封隔板彼此隔離，以便使包層管從一個(gè)隔室傳到另一個(gè)隔室，該密封隔板具有包括全通閥門和包層管圓周上的密封設(shè)備的通道，所述通道中至少某些須在上述包層管移動(dòng)方向上對(duì)準(zhǔn)，并在第一可能遇到的隔室入口處提供開(kāi)口；-安排軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)制，以便在所選隔室中沿著其縱軸移動(dòng)引入的帶有第二塞子的包層管或燃料棒的端部；-將裝入成列芯塊的設(shè)備和裝入除止動(dòng)彈簧和第二塞子之外的各種結(jié)構(gòu)部件的裝置安裝在最后隔室中；-將至少一個(gè)用于清洗/去污的設(shè)備和可能檢查在芯塊裝入期間暴露于污染的包層管部分的污染的裝置安裝在前面的隔室中；-將裝入止動(dòng)彈簧和在包層管開(kāi)口端中安裝第二塞子-密封或不密封-的裝置安裝在另一個(gè)前面的隔室中；-將執(zhí)行可能另外焊接和/或加壓操作所需的裝置安裝在同一隔室中或另一個(gè)隔室中；-將檢查污染和可能在前述操作期間暴露于污染的燃料棒的部分清洗/去污的裝置安裝在第一或第二隔室中；以及-安裝通風(fēng)密封箱、其隔室和安裝在其中的任何箱的裝置，以及氣體供給裝置，以便使箱維持在與室內(nèi)大氣壓相對(duì)的降壓，并且可以提供-每個(gè)隔室和/或安裝在其中的箱的氣體可以選自空氣、氮、氦、氬、真空；以及-隔室的降壓的分級(jí)-以便形成從第一隔室中的最弱到最后隔室中的最強(qiáng)的任何泄漏的方向并且有助于污染的分級(jí)。
如所示，各個(gè)隔室可以另外安裝一個(gè)或多個(gè)箱-或內(nèi)室-并且可以在與隔室大氣不同的氣氛下操作，這些箱或室通常為過(guò)程操作(例如，在真空下裝入芯塊，在非常高純度的氦下焊接等)或者處理操作(例如在受控氣氛下在包層管開(kāi)口端的氣包中的橫向傳送)而設(shè)計(jì)。
優(yōu)點(diǎn)由本發(fā)明帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是-制造具有高钚含量、無(wú)污染并且在焊接中不具有內(nèi)含物和過(guò)度芯塊間空間的燃料棒；-不同的實(shí)現(xiàn)可能性-從完全手工處理到完全自動(dòng)處理；-從低/中生產(chǎn)力制造設(shè)備(一次僅處理一個(gè)燃料棒的“單燃料棒”裝備)到高生產(chǎn)力設(shè)備(同時(shí)處理多個(gè)燃料棒的“多燃料棒”裝備)；-包層管/第二塞子的不同配置(例如，在包層管中密封或不密封安裝的塞子，具有軸向或橫向尖頭的塞子，等)；-環(huán)形焊接(TIG，電阻，激光等)和加壓的不同技術(shù)；
-不同的干法清洗/去污技術(shù)(機(jī)械摩擦，激光等)；-在干法研磨或各種處理操作之后，灰塵覆蓋的芯塊的裝入而無(wú)需任何特殊預(yù)防措施；-在裝入芯塊和焊接之前用惰性氣體填充的操作期間，從表面面積和等級(jí)方面，限制包層管的污染，從而將去污操作僅局限于例如通過(guò)摩擦暴露于污染的燃料棒的端部的清洗，以及同樣由機(jī)械摩擦在出口處對(duì)不可轉(zhuǎn)移污染的測(cè)量；-不產(chǎn)生液體廢物；有限產(chǎn)生通過(guò)摩擦在可轉(zhuǎn)移污染的清洗和測(cè)量期間固體廢物；-減小臨界的風(fēng)險(xiǎn)，從而允許使用高含量和大量易裂變物質(zhì)；-整體操作節(jié)約。
本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和特殊特征將從其他專利范圍和從以未定義且不同比例的示意圖的描述中顯現(xiàn)出來(lái)。這些示意圖伴隨本說(shuō)明書并且作為非限制性實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的方法以及根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或其組件的特別形式。



圖1以軸向截面顯示根據(jù)本發(fā)明方法制造的燃料棒的一種實(shí)施例。
圖2A-C示意地顯示本發(fā)明一種實(shí)施例的密封箱的隔室中的組織，以及隔室內(nèi)裝備的各種排列，以便允許包層管的前進(jìn)，或者所述裝備的橫向移動(dòng)或者所述裝備的內(nèi)部排列以便允許包層管的軸向傳送。
圖2B示意地顯示將根據(jù)圖1構(gòu)成的燃料棒引入到根據(jù)各種變化實(shí)施例、單獨(dú)或集合在一起的密封箱的第一隔室中；-通過(guò)允許除房間空氣之外的隔室內(nèi)的氣氛的密封閘室進(jìn)入第一隔室；-第一隔室的長(zhǎng)度大于燃料棒的長(zhǎng)度；-包層管/燃料棒的橫向傳送(“多燃料棒”設(shè)備的情況)；圖2C示意地顯示圖1的燃料棒的引入，以便在密封箱的最后隔室中結(jié)束。
圖3以透視圖顯示為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)而設(shè)計(jì)的、將芯塊引入包層管中的元件。
圖3B顯示縱向和橫向凹槽和噴氣管嘴G的實(shí)例性實(shí)施例。
圖4A～4F以平面圖顯示對(duì)于本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)，將連續(xù)成列的芯塊裝入包層管中的不同步驟。圖4A也顯示用有限力驅(qū)動(dòng)推進(jìn)設(shè)備的機(jī)制。作為實(shí)例，圖4A～4F顯示使用長(zhǎng)的推進(jìn)設(shè)備53裝入兩個(gè)連續(xù)列“a”和“b”，深入到包層管2中。
在不同的圖中，相同的參考符號(hào)指示相同或類似的元件。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及的燃料棒1(圖1)可以包括，如已經(jīng)提及和已知的，由第一塞子3在一端塞住且由第二塞子4在另一端塞住的包層管2。在這些塞子3和4之間，可以在包層管2中密封芯塊6，彈簧7和結(jié)構(gòu)部件，例如一個(gè)或多個(gè)插入元件5。
作為本發(fā)明主體，由芯塊6制造無(wú)污染MOX燃料棒1的設(shè)備和方法，因?yàn)樗鼈兊耐耆嗷ソ豢椂诒菊f(shuō)明書中綜合說(shuō)明。
所述方法包括在例如手套式操作箱型密封箱10(圖2)中執(zhí)行下面的操作，如下面說(shuō)明的-使用引入設(shè)備(例如在圖3中詳細(xì)描述并且在圖2和4中示意顯示的14)將列12中的芯塊6(圖4)從在垂直于所述列12和包層管2的軸的方向上連續(xù)移動(dòng)的V或凹槽板38裝入到包層管2中；-裝入各種結(jié)構(gòu)部件5，特別是止動(dòng)彈簧7；-將第二塞子4安裝在包層管2中，可密封或者不密封；-可能環(huán)形焊接第二塞子4，特別是如果它沒(méi)有密封地安裝在包層管2中；-可能清洗和檢查已經(jīng)與由芯塊6產(chǎn)生的灰塵或浮質(zhì)接觸的包層管2部分的污染。
根據(jù)本發(fā)明，因此做好準(zhǔn)備以實(shí)現(xiàn)下面的方法和規(guī)定(圖2～4)-密封箱10劃分成以密封方式彼此鄰接且隔離的隔室(例如，在4個(gè)隔室的情況下根據(jù)圖2，I，II，III和IV)，α發(fā)射體的污染級(jí)別，以及氣體的特性和壓力在這些隔室的每個(gè)中控制；-操作(裝入，清洗，塞子的安裝，污染檢查)通過(guò)包層管在這些隔室I～I(xiàn)V之間的軸向連續(xù)移動(dòng)在包層管2上連續(xù)執(zhí)行，所述包層管的引入和輸出從一個(gè)且同一個(gè)隔室I提供；-隔室I～I(xiàn)V之間的密封每次由閘室24(圖2)提供，該閘室包括具有包層管2完全通過(guò)的閥門26(例如閘刀或球閥形)以及具有圍繞包層管2的彈性密封(O環(huán)，唇形密封或特殊密封)的密封元件28；該閘室24使得能夠允許燃料棒1從一個(gè)隔室進(jìn)入另一個(gè)，而不破壞隔室之間的密封和如果必要的話在通道處修改燃料棒1的內(nèi)部氣氛(例如，為了在氦下或真空下允許先前在空氣下的包層管2進(jìn)入)。在最后這種情況下，由閘室24的外殼、閥門26和密封設(shè)備28限制的氣體量由真空泵(沒(méi)有描繪)經(jīng)由閥門32或任何其他設(shè)備抽出，并且用所選氣體替換。密封元件28可以占據(jù)各種位置，或者它保留完全通過(guò)開(kāi)口而不接觸包層管，或者當(dāng)靜止不同時(shí)它在包層管圓周上提供靜態(tài)密封，或者在傳送或處理操作所需的相對(duì)平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間它提供圍繞包層管的動(dòng)態(tài)密封。
-芯塊6的裝入和除止動(dòng)彈簧7和第二塞子4之外結(jié)構(gòu)部件5的裝入在距離引入隔室I最遠(yuǎn)的隔室IV中發(fā)生；-暴露于污染的包層管2部分的清洗(特別是開(kāi)口端區(qū)域34)在芯塊6和其他上述結(jié)構(gòu)部件5裝入之后，以及彈簧2和第二塞子4裝入之前，先在與裝入隔室IV鄰接的隔室III中執(zhí)行；懷疑已經(jīng)被污染的表面的清洗例如通過(guò)使用纖維或無(wú)紡材料的條帶摩擦，干燥地或用液體(水，溶劑或化學(xué)去污劑)稍微浸漬之后提供。
-包層管2中彈簧7的裝入和第二塞子4的安裝，以及該第二塞子4的可能環(huán)形焊接，在位于清洗隔室III和隔室I之間的隔室II中執(zhí)行；-已經(jīng)引入到密封箱10的隔室II～I(xiàn)V中的包層管2部分的無(wú)污染檢查和可能清洗在與隔室II分離的隔室中提供。清洗可以使用例如干燥的或用液體(水，溶劑或去污劑)稍微浸漬的纖維或無(wú)紡材料的條帶，通過(guò)干燥或輕微潮濕摩擦在那里執(zhí)行。無(wú)污染可以依賴于是否期望檢查可轉(zhuǎn)移污染來(lái)接觸或不接觸地檢查。在后者情況下，最常見(jiàn)的是檢查由擦拭試驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)及其到本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的儀器(例如ZnS檢測(cè)器)的提交而進(jìn)行。總污染可以直接使用ZnS環(huán)形檢測(cè)器來(lái)檢查。應(yīng)當(dāng)注意，其他干法清洗技術(shù)是已知的，其例如需要由激光束照射所關(guān)注表面。
-包層管2的引入和燃料棒1的污染的檢查可以有利地在同一隔室中執(zhí)行。例如如果燃料棒1朝向位于另一個(gè)箱中的裝備的另一項(xiàng)抽出，這也同樣成立(特別是密封安裝在輕水反應(yīng)堆燃料的包層管2中的塞子4的情況，引起單獨(dú)箱中的焊接)；-污染的級(jí)別從隔室IV到位于箱10出口的隔室I分級(jí)；這些級(jí)別，特別是最少污染隔室I，II，III的那些被檢查(連續(xù)地或周期性地)，為了不過(guò)度地輸出污染到下游隔室I，II并且在朝向所述輸出移動(dòng)期間限制裝備或沒(méi)有裝備其第二塞子4的包層管2的污染；在意外污染或逐漸累積的污染的情況下，重要的是通過(guò)清洗所述隔室和安裝在其中的裝備的操作能夠?qū)⑦@些隔室的污染級(jí)別降低到可接受級(jí)別；箱10隔室的污染控制也在于適當(dāng)?shù)耐L(fēng)和過(guò)濾(例如，以2～3的最小更新率為目標(biāo)，而不產(chǎn)生擾動(dòng))；-上述各個(gè)隔室I～I(xiàn)V的氣氛可以包括各種氣體，例如空氣，N2，Ar，He(或?qū)τ谘b入隔室IV甚至真空)；-這些各個(gè)隔室I～I(xiàn)V的降壓被分級(jí)以便構(gòu)成從最少污染朝向最多污染的任何泄漏；依賴于這些隔室中存在的氣體，降壓級(jí)聯(lián)的控制由每個(gè)隔室降壓的單獨(dú)控制-相對(duì)于箱10位于的房間的氣氛-或者由從一個(gè)隔室到另一個(gè)的通風(fēng)流的構(gòu)成來(lái)提供；應(yīng)當(dāng)注意，各個(gè)隔室必須全部位于相對(duì)于制造燃料棒1的工廠在其中操作的房間的降壓中。
上面提出的制造方法從控制污染的觀點(diǎn)特別有利，當(dāng)芯塊6的裝入，塞子4的清洗和安裝在氦氣氛下在隔室中發(fā)生時(shí)，這構(gòu)成本發(fā)明的另一個(gè)目的。為此，當(dāng)它引入到箱10中時(shí)，沒(méi)有芯塊的包層管2在遇到的氦下到第一隔室(通常用于安裝塞子的一個(gè)II)的傳送在房間的空氣或包含在所述包層管2中的操作箱的氮抽出并且用隔離所關(guān)注兩個(gè)隔室的隔離閘室24中的氦替換之后發(fā)生。如已經(jīng)指示的，該方法選擇使得能夠?qū)⑷釉诤は掳惭b(也許甚至焊接)在燃料棒1中并且使得能夠避免必須抽空裝有芯塊6和空氣或氮?dú)獾陌鼘庸?，以便用填充氦替換后者。應(yīng)當(dāng)注意，因?yàn)樗牡蛣?dòng)態(tài)粘度(與密封箱的通常氣體空氣或氮?dú)庀啾容^)，在芯塊6的列12引入時(shí)包含在包層管2中的氦的排出發(fā)生，而沒(méi)有灰塵或浮質(zhì)朝向燃料棒1開(kāi)口端34的顯著攜帶。
上面提出的制造方法當(dāng)芯塊的裝入在真空下發(fā)生時(shí)也是有利的；在這種情況下，包層管在真空下的最后隔室(或者包含真空下的室)的入口處提交，沒(méi)有芯塊和氣體，在隔離閘室24中已經(jīng)沒(méi)有空氣進(jìn)入該隔室之后；清洗和安裝(以及焊接)隔室的各種氣氛選擇是可能的；在這兩個(gè)隔室中氦氣氛，與裝入隔室中的真空氣氛相組合，具有關(guān)于污染控制的特別優(yōu)勢(shì)，盡管較高的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性。
在芯塊6的裝入操作期間，重要的是-在包層管2的開(kāi)口端34引入芯塊6以便在位置和方向方面完全與其對(duì)準(zhǔn)，從而避免機(jī)械干擾；-在引入芯塊6期間掩蔽包層管2的開(kāi)口端34，以便避免其大量污染和另外的機(jī)械阻塞和干擾的產(chǎn)生；-捕獲和/或收集和/或擋回在其引入期間可能導(dǎo)致芯塊6阻塞，或者可能甚至產(chǎn)生損壞燃料棒的灰塵和碎片，并且該灰塵和碎片或者由所述芯塊6在裝入過(guò)程中攜帶，或者在裝入操作自身期間產(chǎn)生。
為此，可以利用引入芯塊6的設(shè)備14(圖3)，其中芯塊6最經(jīng)常出現(xiàn)在固定V上或(圖4)具有V形凹槽且可橫向移動(dòng)的已知板38上的列12中；該裝入設(shè)備，本發(fā)明的另一個(gè)目的，包括由例如兩個(gè)部分形成的中空固定金屬元件14，并且其內(nèi)部輪廓42連續(xù)地包括，特別如圖3描繪的，在其尖部44的正方形輸入，在其尖部具有連續(xù)減小正方形橫截面(T+U)的部分46，具有芯塊6直徑的圓形橫截面(Y)、與具有正方形橫截面的部分46連續(xù)連接的圓柱形輸出48，以及最后具有包層管2外部直徑(Z)的圓柱形孔49。其尖部44上的正方形輸入(T)允許芯塊6的大間隙(高達(dá)1～2mm)以便容納許多原因形成的未對(duì)準(zhǔn)(例如，提交芯塊6的列12的凹槽板38的V的垂直和水平未對(duì)準(zhǔn))。在其尖部具有正方形橫截面的部分46具有連續(xù)減小的直徑(T+U)，以便逐漸使芯塊6居中；各種幾何減小規(guī)則可以用現(xiàn)代數(shù)字控制機(jī)制(CNC)再現(xiàn)，例如(圖3)從導(dǎo)致截棱錐的線性減小(U)，到使得能夠在短長(zhǎng)度上校正大的未對(duì)準(zhǔn)并且有助于釋放灰塵和碎片的非線性(例如二次)減小(T)，作為芯塊與彼此相對(duì)方向改變的結(jié)果。至于兩個(gè)圓形橫截面48和49，其兩個(gè)孔DY和DZ分別為芯塊(例如，DYnom＝Dpellmax+0.02mm)和包層管(例如，DZnom＝Dcasmax+0.01mm)的直徑，并具有0.01mm的同心度和-0/+0.01mm的直徑容差。該引入元件也可以提供有(圖3B)用于捕獲、收集或擋回粘附到芯塊或由芯塊傳送的灰塵和碎片的各種氣體注入孔徑或插拔孔徑。縱向和/或橫向凹槽也可以在元件14中加工，以便有助于捕獲碎片和灰塵。應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明的其他可能實(shí)施例中，通道42的上部可以具有除倒轉(zhuǎn)V之外的形狀。
同樣應(yīng)當(dāng)注意，引入設(shè)備14可以用于芯塊到包層管中的直接引入，以及在包層管之前提供的任何中間設(shè)備中芯塊的定心和對(duì)準(zhǔn)。
在芯塊列12的裝入期間，重要的是限制所使用的軸向力，以便-避免列12在軸向壓力下的橫向力以及由芯塊6的端面垂直損壞產(chǎn)生的可插拔式；當(dāng)芯塊6跨越機(jī)械過(guò)渡時(shí)(V或凹槽板38朝向引入單元14，引入單元14朝向包層管6)，這些力是危害的；以及-通過(guò)施加在與其端面接觸的芯塊6邊緣上的局部壓力，避免在裝入期間另外的碎片和灰塵的產(chǎn)生。
為了這樣做，三種方法可以單獨(dú)地或組合地使用-在具有低動(dòng)態(tài)粘度的氣體(氦)或在真空下裝入芯塊6，以便限制芯塊列12的驅(qū)動(dòng)進(jìn)入期間包層管2中的壓力；應(yīng)當(dāng)注意，例如，芯塊列的裝入進(jìn)展得越遠(yuǎn)，對(duì)于相同的裝入速度，氣體的壓力因增加的差壓沿著芯塊列12增加得越多；
-在裝入過(guò)程中(圖4)將列12驅(qū)動(dòng)進(jìn)入包層管2中，以等于至少基本列12的長(zhǎng)度的深度；這樣，列N(在圖4描繪的實(shí)例中，N從“a”到“e”)的第一芯塊6，在其裝入到包層管2期間，與已經(jīng)裝入的列(N-1)的最后芯塊6接觸，并且僅當(dāng)列N的最后芯塊已經(jīng)位于包層管2內(nèi)部時(shí)將推動(dòng)已經(jīng)裝入的(N-1)列的長(zhǎng)隊(duì)；由芯塊6產(chǎn)生的橫向力因此達(dá)到最小并且因?yàn)橛砂鼘庸?提供的極好機(jī)械制導(dǎo)具有對(duì)其有限的損害；-使用具有敏感驅(qū)動(dòng)的芯塊推進(jìn)機(jī)制50，也就是目的在于以通常的方法將可以發(fā)展的力限制到僅必需力的機(jī)制；這是因?yàn)樗璧牧﹄S著較大數(shù)目的基本列12裝入而增加。這些力例如通過(guò)根據(jù)推進(jìn)設(shè)備的引入深度和裝入的列的級(jí)別N來(lái)控制DC電機(jī)或伺服電機(jī)52的電源供給而用電力限制；最后，考慮到工業(yè)裝入速度高，應(yīng)當(dāng)注意通過(guò)使用具有中空燃料棒的芯塊推進(jìn)設(shè)備53以及具有滑動(dòng)量和低慣性的轉(zhuǎn)矩限制器54例如磁粉末轉(zhuǎn)矩限制器，來(lái)避免慣性的影響。
芯塊列長(zhǎng)隊(duì)的推進(jìn)速度的減小可以有利于實(shí)現(xiàn)最后一列或多列的裝入。
實(shí)施方式各種箱的劃分方式以及在其中執(zhí)行的操作分布方式是可能的。表格1給出幾種可能的實(shí)例。


下面是關(guān)于由發(fā)明者實(shí)現(xiàn)的表格1的實(shí)施例1的細(xì)節(jié)。
a.操作序列-裝入包含制造廢料和基礎(chǔ)的芯塊6，并在逐步橫向移動(dòng)的凹槽板38上干燥，；-根據(jù)隔室的氣氛和功能分布IV氦下 -芯塊的裝入；III氦下 -開(kāi)口端的清洗；II氦下 -彈簧和非密封塞子的裝入；-第二塞子的周邊焊接；I空氣下 -燃料棒的端部的可能清洗；-測(cè)量可轉(zhuǎn)移污染的擦拭試驗(yàn)；-在裝備的另一項(xiàng)中，為了其加壓的燃料棒的抽出；-隔室的隔離通過(guò)閘室24，其包括全通真空閥門和雙重彈性密封，并具有障礙真空或氣體。
存在于各個(gè)隔室中的氦從用于從箱中提取的氦提純(再循環(huán)利用)的中心配給以便維持所述箱為降壓，以及從新鮮氦中心提供以便補(bǔ)償泄漏，而隔室II的焊接箱直接用高純度的氦提供。
變體包括用氦供給隔室1，以便制造沸水反應(yīng)堆的MOX燃料。
b.產(chǎn)品和規(guī)格(非限制性)-芯塊的總钚含量(％) 9.5-钚Pu238，239，240，241，242的同位素(％) 2-57-27-8-6-Am241含量(％) 2-钚的α放射性(1010Bq/g) 1.8-制造廢料含量(％) 22-芯塊直徑(mm) 7-12-芯塊裝入速度(mm/sec) 100-150-環(huán)縫焊接 TIG
-包層管材料合金 Zr-分別裝入、清洗、焊接和污染檢查隔室的α污染(Bq/dm2)＞＞106，＜103，102-101，＜1-燃料棒的可轉(zhuǎn)移α污染(擦拭試驗(yàn)上的Bq/dm2) ＜1-焊縫中的固定α污染(Bq) ＜20
權(quán)利要求
1.在降壓下的密封箱(10)中，由芯塊(6)制造無(wú)污染MOX燃料棒(1)的方法，該方法包括對(duì)一個(gè)燃料棒(1)的下列操作-將連續(xù)列(12)中的芯塊(6)裝入在其兩端中一端預(yù)先提供有第一塞子(3)的包層管(2)中；-裝入各種結(jié)構(gòu)部件，特別是止動(dòng)彈簧(7)；-在包層管(2)的另一端安裝第二塞子(4)；-周邊焊接所述第二塞子(4)，特別是如果它沒(méi)有密封地安裝在所述包層管(2)中的話；以及-對(duì)于所述包層管(2)或分別地對(duì)于燃料棒(1)的已經(jīng)暴露于污染的部分的至少一次清洗和至少一次污染檢查，該方法的特征在于包括-將密封箱(10)劃分成數(shù)個(gè)連續(xù)隔室；-將每個(gè)隔室連接到它的相鄰隔室用于包層管(2)的密封通道，所述通道中至少某些被對(duì)準(zhǔn)以便允許包層管(2)沿著縱軸移動(dòng)；-將待裝入的包層管(2)的開(kāi)口端(34)放在前面，經(jīng)由一個(gè)密封通道或一個(gè)到達(dá)它的輸入口而引入到第一隔室中；-在連續(xù)隔室之間軸向驅(qū)動(dòng)包層管(2)，直到它的開(kāi)口端(34)到達(dá)最后隔室；-在最后隔室中將芯塊(6)，并且如果適用也將除止動(dòng)彈簧(7)之外的各種結(jié)構(gòu)部件(5)通過(guò)其開(kāi)口端(34)裝入包層管(2)中；-當(dāng)裝入完成時(shí)，將包層管(2)部分軸向抽出，以便將其開(kāi)口端(34)傳送到前面的隔室；-在該前面隔室中，至少對(duì)在裝入過(guò)程中通過(guò)芯塊(6)或通過(guò)最后隔室的氣氛暴露于污染的包層管(2)的部分進(jìn)行清洗和可能的污染檢查；-在該清洗之后，軸向移動(dòng)包層管(2)，使得開(kāi)口端區(qū)域(34)位于另一個(gè)隔室中；-在該其他隔室中，裝入止動(dòng)彈簧(7)并將第二塞子(4)安裝在開(kāi)口端(34)中；-在該安裝之后，在同一隔室中或者在另一個(gè)隔室中，使用可能的另外移動(dòng)，執(zhí)行可能的其他操作；-在第一或第二隔室中，對(duì)暴露于最后隔室的污染的燃料棒(1)的部分進(jìn)行污染檢查，并且如果必要的話進(jìn)行清洗；-將燃料棒(1)從第一隔室中抽出或者經(jīng)由將箱彼此連接的第一隔室橫向傳送到另一個(gè)密封箱；-各個(gè)隔室之間污染的等級(jí)，從第一隔室中無(wú)污染或非常輕微地污染開(kāi)始到最后隔室中的最大污染分級(jí)；-選擇供給隔室的氣體，選自空氣、氮、氦、氬、真空；-將隔室中的降壓分級(jí)，以便構(gòu)成從第一隔室中的最弱降壓到最后隔室中的最強(qiáng)降壓的任何泄漏。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征在于，對(duì)于芯塊(6)的裝入和下面相關(guān)操作-從支架(38)到包層管(2)開(kāi)口端(34)引入、定心和對(duì)準(zhǔn)列(12)的芯塊(6)；以及下面被執(zhí)行-通過(guò)一個(gè)底部具有連續(xù)滑道的V形輪廓并且與具有芯塊(6)直徑的圓柱形出口相交的通道(42)，校正支架(38)和包層管(2)開(kāi)口端(34)之間的偏心度，并且將芯塊(6)的軸與包層管(2)的軸對(duì)準(zhǔn)；-在位于通道圓柱形部分中心的室中，將包層管(2)定心；-在芯塊(6)裝入過(guò)程中掩蔽包層管(2)的開(kāi)口端(34)；-經(jīng)由芯塊(6)和通道壁之間的自由部分，通過(guò)重力沉積或通過(guò)另外的噴吹和/或抽吸方法，捕獲和/或收集和/或擋回由裝入芯塊(6)所傳送和/或粘附，和/或由引入、定心和對(duì)準(zhǔn)操作所產(chǎn)生的灰塵和碎片。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2中一個(gè)或另一個(gè)的方法，其特征在于一列芯塊(6)裝入到包層管(2)中，到達(dá)等于至少裝入到同一包層管(2)中下一列的長(zhǎng)度的包層管(2)中最后芯塊(6)的引入深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1～3中任何一個(gè)的方法，其特征在于連續(xù)列中的所述芯塊(6)到所述包層管(2)中的裝入根據(jù)推進(jìn)設(shè)備的引入深度和裝入同一包層管(2)中的過(guò)程中列的序級(jí)(N)通過(guò)限制裝入期間的最大推力來(lái)執(zhí)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1～4中任何一個(gè)的方法，其特征在于用于清洗包層管(2)，或分別地用于清洗燃料棒(1)的暴露于污染的部分的干燥或稍微潮濕處理，該處理可能通過(guò)摩擦來(lái)執(zhí)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1～5中任何一個(gè)的方法，其特征在于箱被劃分成四個(gè)隔室(I-IV)，其中-第四且最后隔室(IV)用于芯塊(6)和結(jié)構(gòu)元件的裝入；-第三隔室(III)用于在裝入期間暴露于污染的部分的清洗；-第二隔室(II)用于彈簧(7)的裝入和第二塞子(4)的安裝，以及如果安裝沒(méi)有用密封，其可能的環(huán)縫焊接；以及-第一隔室(I)用于在前面隔室中暴露于污染的部分的污染檢查和可能清洗，以及用于包層管的輸入和燃料棒的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1～6中任何一個(gè)的方法，其特征在于-芯塊(6)的裝入，暴露于污染的包層管(2)端部的清洗以及第二塞子(4)的安裝在處于氦下的隔室中執(zhí)行，以及可選地進(jìn)行在輸出處的污染測(cè)量；-當(dāng)沒(méi)有芯塊的包層管(2)引入到密封箱(10)中時(shí)，其開(kāi)口端(34)僅當(dāng)遇到在該隔室和前面一個(gè)之間包含于包層管(2)中的氣體抽出并用氦替換之后，被傳送到處于氦下的第一隔室中。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1～6中任何一個(gè)的方法，其特征在于-芯塊(6)的裝入在真空下的最后隔室中或者在位于其中的真空下的箱中執(zhí)行；以及-當(dāng)沒(méi)有芯塊(6)的包層管(2)引入到密封箱(10)中時(shí)，其開(kāi)口端(34)僅當(dāng)在該隔室和前面一個(gè)之間包含于包層管(2)中的氣體抽出之后，被傳送到該最后隔室中。
9.用于由芯塊(6)制造無(wú)污染MOX燃料棒(1)的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求
1～8中任何一個(gè)的方法，并且包括執(zhí)行下面的操作的密封箱(10)-將列(12)中的芯塊(6)裝入一端開(kāi)口而另一端由第一塞子(3)封閉的包層管(2)中；-對(duì)已經(jīng)與來(lái)自所述芯塊(6)的污染或灰塵接觸的所述包層管(2)的部分的污染進(jìn)行清洗和可能的檢查；-裝入各種結(jié)構(gòu)部件，特別是止動(dòng)彈簧(7)；-安裝第二塞子(4)；-對(duì)已經(jīng)與污染接觸的所述包層管(2)的部分進(jìn)行污染檢查和可能的清洗，該設(shè)備其特征在于-密封箱(10)被劃分成數(shù)個(gè)不同的隔室；-隔室優(yōu)選地在待裝入的包層管(2)在隔室之間移動(dòng)的方向上一個(gè)接著一個(gè)地連續(xù)，開(kāi)口端(34)在前面；-箱的隔室由密封隔板彼此隔離，為了使包層管(2)從一個(gè)隔室穿過(guò)到另一個(gè)隔室，該密封隔板具有密封通道(24)，其自身包括全通閥門(26)和包層管(2)周圍上的密封設(shè)備(28)，所述通道(24)中至少某些在上述包層管(2)移動(dòng)方向上對(duì)準(zhǔn)并在可能遇到的第一隔室在其輸入處提供孔徑；-布置至少一個(gè)軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)制以便在所選隔室中沿著其縱軸移動(dòng)提供有第二塞子的引入的包層管(2)或燃料棒(1)的端部；-用于裝入列(12)中芯塊(6)的設(shè)備和裝入除止動(dòng)彈簧(7)和第二塞子(4)之外的各種結(jié)構(gòu)部件(5)的裝置被安裝在最后隔室中；-用于清洗的至少一個(gè)設(shè)備和檢查在芯塊(6)裝入期間暴露于污染的包層管(2)的部分的污染的可能裝置被安裝在前面的隔室中；-裝入止動(dòng)彈簧(7)和在包層管(2)開(kāi)口端(34)中密封或不密封地安裝第二塞子(4)的裝置安裝在另一個(gè)前面的隔室中；-執(zhí)行可能的另外焊接和/或加壓操作所需的裝置可以安裝在同一隔室中或另一個(gè)隔室中；-檢查污染和可能清洗在前述操作期間暴露于污染的燃料棒(1)的部分的裝置安裝在第一或第二隔室中；以及-對(duì)箱(10)、其隔室和安裝在其中的任何箱進(jìn)行通風(fēng)的裝置，以及氣體供給裝置，這些裝置被安裝以便使箱(10)維持在與房間大氣相比較為降壓，并且被安排以提供-選擇每個(gè)隔室的氣體，選自空氣、氮、氦、氬、真空；以及-隔室的降壓的分級(jí)-為了組織任何泄漏的方向并且有助于污染的分級(jí)-從第一隔室中的最弱到最后隔室中的最強(qiáng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的設(shè)備，其特征在于包括為了裝入包層管(2)中而引入、定心和對(duì)準(zhǔn)芯塊(6)的設(shè)備(14)，其自身-包括具有通過(guò)它的通道(42)的固定金屬元件(14)-其輸入口(44)直徑被選擇以容納芯塊(6)相對(duì)于包層管(2)的軸的偏心，并且其底部具有連續(xù)斜坡中的V形輪廓并且與具有芯塊(6)直徑的圓柱形出口(48)相交-以及提供有具有包層管(2)直徑且位于通道的圓柱輸出(48)中心的圓柱形室(49)；-具有適合于所述芯塊(6)和包層管(2)尺寸的大小和容差，并且使得通道的圓柱形出口(48)的直徑小于包層管(2)的內(nèi)徑，以便掩蔽芯塊(6)于包層管(2)的端部；-可選地具有縱向和/或橫向間隙以及在與裝入和/或吸收灰塵和碎片的方向相反的方向上吹氣體的管嘴。
11.根據(jù)權(quán)利要求
9和10中的一個(gè)或另一個(gè)設(shè)備，其特征在于對(duì)于芯塊(6)和結(jié)構(gòu)部件的裝入，它包括具有敏感驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)機(jī)制(50)，其具有-一方面由裝備有具有低慣性的力限制設(shè)備(54)并且由電機(jī)(52)驅(qū)動(dòng)的一組滾筒(56)軸向驅(qū)動(dòng)，其力根據(jù)推進(jìn)設(shè)備(53)的引入深度和在裝入到同一包層管(2)的過(guò)程中芯塊(6)列的序級(jí)(N)來(lái)限制；以及-另一方面較輕和適當(dāng)長(zhǎng)度的中空鉆桿(53)，使得裝入到包層管(2)中的列中的最后芯塊(6)的引入深度等于至少待裝入到同一包層管(2)中的下一列的長(zhǎng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求
9～11中任何一個(gè)設(shè)備，其特征在于它具有用于包層管(2)，或分別地用于燃料棒(1)的暴露于污染的部分的干燥或稍微潮濕清洗的至少一個(gè)設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求
9～12中任何一個(gè)設(shè)備，其特征在于清洗設(shè)備中至少一個(gè)包括干燥時(shí)或在稍微潮濕之后，用紡織或無(wú)紡材料的條帶，在所述包層管(2)或分別地燃料棒(1)的已經(jīng)暴露于污染的部分上摩擦的系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求
9～13中任何一個(gè)設(shè)備，其特征在于密封箱(10)包括四個(gè)隔室，其中-第四且最后一個(gè)隔室(IV)包括用于裝入列(12)中的芯塊(6)的設(shè)備以及用于裝入除彈簧(7)和第二塞子(4)之外的各種結(jié)構(gòu)部件的裝置；-第三隔室(III)包括用于清洗在裝入期間暴露于污染的包層管(2)的部分的裝置；-第二隔室(II)包括用于裝入止動(dòng)彈簧(7)和密封或不密封地安裝第二塞子(4)的裝置；-第一輸入/輸出隔室(I)包括污染檢查裝置和可能的清洗設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求
9～14中任何一個(gè)的設(shè)備，其特征在于隔室之間的密封通道(24)至少包括-閥門(26)，其可以完全關(guān)閉或者保留完全通過(guò)開(kāi)口，而不接觸包層管(2)或分別地接觸燃料棒(1)；-密封連接元件(28)，被布置成或者保留完全通過(guò)開(kāi)口而不接觸包層管(2)或者圍繞包層管(2)形成密封，它或者在該位置停止或者處在旋轉(zhuǎn)或平移的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中；以及-用于抽出限制于含在都關(guān)閉的閥門(26)和密封元件(28)之間的體積中的氣體，并且可能用另一種氣體填充該相同體積的設(shè)備。
16.根據(jù)權(quán)利要求
9～15中任何一個(gè)設(shè)備，其特征在于至少一個(gè)氣體供給設(shè)備被布置，用于用選自空氣，氮?dú)猓瑲?，氦和真空的各種氣體供給所述隔室-以及安裝在其中的任何室。
17.根據(jù)權(quán)利要求
9～16中任何一個(gè)設(shè)備，其特征在于它包括在再循環(huán)模式中的開(kāi)路或閉路中或者二者的組合中配給氦的系統(tǒng)，目的在于供給用于裝入芯塊(6)，用于隨后清洗和用于安裝第二塞子(4)的隔室。
18.根據(jù)權(quán)利要求
9～16中任何一個(gè)設(shè)備，其特征在于用于裝入芯塊(6)的最后隔室包括用于在真空下將芯塊(6)裝入包層管(2)中的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求
9～18中任何一個(gè)設(shè)備，其特征在于當(dāng)所述塞子沒(méi)有密封地安裝在包層管(2)中時(shí)，包括安裝裝置的隔室也包括將第二塞子(4)環(huán)形焊接到包層管(2)的設(shè)備。
專利摘要
在劃分成隔室的密封箱中，使用一個(gè)定心和對(duì)準(zhǔn)芯塊的元件和一個(gè)長(zhǎng)的具有敏感驅(qū)動(dòng)的推進(jìn)設(shè)備，由MOX芯塊制造芯塊列制造無(wú)污染燃料棒的方法和設(shè)備。
文檔編號(hào)G21C21/02GKCN1742345SQ02830203
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2002年12月24日
發(fā)明者阿蘭·萬(wàn)德?tīng)柤右鹚固? 瓊·埃朗, 路易斯·阿爾特斯 申請(qǐng)人:比利格核股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan