×
18.05.2019
219.017.5897

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Группа изобретений относится к атомной энергетике и предназначена для изготовления оболочек для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Способ изготовления оболочки тепловыделяющего элемента ядерного реактора включает операции загрузки трубы, подрезки торцов трубы, контроль длины оболочки, формирование фасок, маркирование номера оболочки, очистку полости оболочки от стружки, герметизацию одного конца оболочки сваркой заглушки специальной конструкции к оболочке, взвешивание оболочки, считывание маркированного номера оболочки. Сварку заглушки к одному из торцов оболочки производят контактно-стыковым способом. Считывание номера маркированной оболочки осуществляют оптико-электронным устройством последовательно после взвешивания. Вес оболочки идентифицируют с маркированным номером оболочки. Выполнение операций осуществляют в технологическом потоке. Перемещение оболочки в технологическом потоке осуществляют пошагово, преимущественно транспортными гребенками. Группа изобретений направлена на снижение трудоемкости изготовления оболочки и на повышение качества оболочки. 2 н.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению оболочек для тепловыделяющих элементов энергетических ядерных реакторов типа ВВЭР.

Известен способ изготовления оболочки тепловыделяющего элемента, включающий операции отрезки трубы в размер, контроля длины оболочки, калибровки ее конца, обезжиривания наружной и внутренней поверхностей оболочки, сушки оболочки, выполнения на посадочном месте заглушки горизонтального и вертикального технологических каналов - «лысок», запрессовки заглушки в калиброванный торец оболочки, взвешивания и электронно-лучевой сварки заглушки к оболочке (см. патент РФ №2084026).

Недостатком данного способа является то, что для выполнения на посадочном месте заглушки горизонтального и вертикального технологических каналов - «лысок» требуется дополнительная операция механической обработки, а также применение для герметизации стыка между заглушкой и трубой установки электронно-лучевой сварки, являющейся устройством с большим энергопотреблением, что вызывает дополнительные затраты электроэнергии при изготовлении оболочки тепловыделяющего элемента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления оболочки тепловыделяющего элемента, включающий операции отрезки трубы в размер оболочки, снятия внутренней фаски, калибровки внутреннего диаметра одного из концов оболочки, контроля внешнего вида торцов оболочки, пневмопродувки оболочки, маркирования и обезжиривания нижней заглушки, запрессовки нижней заглушки и взвешивания оболочки, электронно-лучевой сварки нижней заглушки к оболочке, зачистки и контроля сварного шва (см.Техпроцесс изготовления оболочек для твэлов 02200.00005 от 07.12.2000 г. ОАО «НЗХК») - прототип.

Недостатками данного способа является следующее. Поскольку отрезка трубы и обработка внутренней и наружной фасок осуществляется на одной технологической позиции, требуется использование фасонного резца со сложной формообразующей поверхностью. Заточка такого инструмента требует высокой квалификации оператора и применения специального высокоточного заточного станка. Износ режущих формообразующих кромок резца происходит неравномерно, что требует постоянного визуального контроля качества обработанной поверхности, а также приводит, как показал опыт работы, к необходимости частой замены режущего инструмента для исключения возможности появления брака. Обработка внутренней фаски производится резцом со специальной формой режущей части, которая позволяет осуществлять обработку фаски на этой же позиции, однако, как показывает опыт работы, возможно попадание стружки после операции отрезки и обработки наружной фаски между резцом для обработки внутренней фаски и оболочкой, что приводит к деформации, так называемой «завальцовке», торца оболочки и, как результат, к браку изделия.

Маркирование на цилиндрической образующей нижней заглушки идентификационного номера оболочки, который впоследствии становится номером тепловыделяющего элемента, осуществляется арабскими цифрами и выполняется на автомате матричного маркирования механическим способом, в результате чего заглушка загрязняется смазочными материалами, попадающими на нее с движущихся частей автомата, поэтому после операции маркирования необходимо заглушку обезжирить в моющем растворе, промыть в дистиллированной воде и просушить горячим воздухом для удаления влаги. Длительность этих операций в три раза превышает длительность любой другой операции, что не позволяет встроить их в технологический поток и за счет дополнительных транспортных операций увеличивает время цикла изготовления оболочек, что ведет к увеличению трудозатрат.

Определение веса единичной оболочки производится групповым методом, поскольку визуальное считывание номера оболочки, нанесенного на цилиндрической образующей нижней заглушки, оператором не позволяет с необходимой вероятностью идентифицировать номер оболочки с ее весом. Поэтому суммарный вес всех оболочек в партии делится на количество оболочек и таким образом определяется средний вес. Отклонение фактического веса оболочки от среднего веса оболочки в партии не позволяет в дальнейшем определить с необходимой точностью вес топливного сердечника тепловыделяющего элемента из диоксида урана, что вызывает проблему качества учета ядерных материалов с точностью, требуемой нормативными документами в области учета и контроля ядерных материалов. Также операция определения среднего веса оболочки увеличивает технологический цикл изготовления оболочки.

Применение электронно-лучевой сварки требует повышенной точности обработки поверхностей трубы и заглушки, подлежащих расплавлению в процессе сварки, поскольку неравномерность зазора в стыке «труба-заглушка» приводит к ухудшению качества шва за счет неравномерности проплавления. В сварочной камере установки электронно-лучевой сварки создается и поддерживается высокий вакуум (1×10-4 мм рт.ст.), необходимый для работы электронно-лучевой пушки. Опыт эксплуатации установок электронно-лучевой сварки показал, что сложность конструкции узлов герметизации вследствие необходимости использования высоковакуумных эластичных уплотнительных элементов скольжения для герметизации ввода в сварочные камеры подвижного элемента - оболочек - требует ежедневного осмотра и еженедельной замены эластичного уплотнительного элемента узла герметизации, что приводит к увеличению трудозатрат.

Перемещение оболочек в технологическом потоке осуществляется перекатыванием, и, как следствие, в результате взаимного трения оболочек приводит к возникновению дефектов оболочки в виде потертостей и царапин, величина и глубина которых в ряде случаев выходят за пределы поля допуска на допустимые механические дефекты оболочки. Неравномерность движения противоположных концов оболочки при перекатывании вследствие ее большой гибкости (отношение длины оболочки к ее диаметру составляет 420) приводит в ряде случаев к искривлению (непрямолинейности) оболочки и, как следствие, к необходимости выполнения дополнительной операции - рихтовке - для исправления этого дефекта. В результате снижается качество, требуются дополнительные трудозатраты на устранение подлежащих исправлению дефектов оболочки.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение непроизводительных трудозатрат и повышение качества оболочек тепловыделяющих элементов.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления оболочек тепловыделяющих элементов, включающем операции загрузки трубы, подрезки торцов трубы, контроля длины оболочки, формирования фасок, маркирования номера оболочки, очистки полости оболочки от стружки, герметизации одного конца оболочки сваркой заглушки специальной конструкции к оболочке, взвешивания оболочки, считывания маркированного номера оболочки, согласно изобретению операцию формирования фасок осуществляют на отдельной позиции после операции подрезки торцов трубы, сварку заглушки специальной конструкции к одному из торцов оболочки производят контактно-стыковым способом, считывание маркированного номера оболочки осуществляют оптико-электронным устройством последовательно после взвешивания и вес оболочки идентифицируют с номером оболочки, выполнение операций осуществляют в технологическом потоке, причем перемещение оболочки в технологическом потоке осуществляют пошагово преимущественно транспортными гребенками.

Поставленная задача решается также тем, что в способе изготовления оболочек тепловыделяющих элементов, включающем операции загрузки трубы, подрезки торцов трубы, контроля длины оболочки, формирования фасок, маркирования номера оболочки, очистки полости оболочки от стружки, герметизации одного конца оболочки сваркой заглушки специальной конструкции к оболочке, взвешивания оболочки, считывания маркированного номера оболочки, согласно изобретению операцию формирования фасок осуществляют на отдельной позиции после операции подрезки торцов трубы, сварку заглушки специальной конструкции к одному из торцов оболочки производят контактно-стыковым способом, после операции сварки производят маркирование номера оболочки способом лазерного маркирования штрихкода по образующей оболочки, считывание маркированного номера оболочки осуществляют оптико-электронным устройством последовательно после взвешивания и вес оболочки идентифицируют с номером оболочки, выполнение операций осуществляют в технологическом потоке, причем перемещение оболочки в технологическом потоке осуществляют пошагово преимущественно транспортными гребенками.

Указанная совокупность признаков является новой, не известной из уровня техники, и обладает изобретательским уровнем, так как выполнение операции подрезки торцов трубы и операции формирования фасок на разных технологических позициях позволяет использовать на этих операциях универсальный режущий инструмент, не требующий специальной заточки, которая является трудоемкой операцией и, как следствие, снизить трудоемкость изготовления оболочки за счет исключения применения специального режущего инструмента. Также разделение операции отрезки и операции формирования фасок позволяет исключить возможность попадания стружки между резцом для обработки внутренней фаски и оболочкой и, таким образом, исключить появление брака на этой операции.

Сварка заглушки специальной конструкции к одному из торцов оболочки контактно-стыковым способом взамен электронно-лучевой сварки не требует повышенной точности подготовки свариваемых поверхностей заглушки и оболочки, поскольку свариваемые поверхности в процессе сварки необходимо поджимать друг к другу с большим усилием (5 кН), в результате свариваемые поверхности деформируются, обеспечивая необходимую контактную площадку для прохождения сварочного тока, что в результате упрощает подготовку поверхностей к сварке и, как следствие, снижает трудоемкость изготовления оболочки. Также применение контактно-стыковой сварки не требует использования высоковакуумных эластичных уплотнительных элементов для узлов герметизации ввода подвижных элементов в сварочную камеру, в которой, в случае электронно-лучевой сварки, создается и поддерживается высокий вакуум для обеспечения работы электроннолучевой пушки, поскольку при контактно-стыковой сварке заглушки к оболочке достаточно подавать в сварочную камеру инертный газ для обдува зоны контакта свариваемых поверхностей с целью последующей защиты от окисления кислородом воздуха зоны нагрева и расплавления металла, что в итоге снижает трудоемкость изготовления оболочки.

Считывание маркированного номера оболочки оптико-электронным устройством, производимое последовательно после взвешивания каждой оболочки со сваренной нижней заглушкой, позволяет гарантировать идентификацию веса оболочки с ее номером, что впоследствии дает возможность с требуемой нормативными документами точностью определить вес делящихся ядерных материалов в каждом тепловыделяющем элементе, что в результате приводит к повышению качества учета и контроля ядерных материалов, а также к исключению необходимости вычисления среднего веса оболочки по весу партии изготавливаемых оболочек.

Шаговое перемещение оболочки в технологическом потоке по сравнению с перекатыванием позволяет минимизировать риск возникновения таких видов брака, как потертости, царапины, искривление оболочки (непрямолинейность) за счет размещения оболочек раздельно и параллельно друг другу в гнездах транспортных гребенок.

В том случае, когда маркирование номера оболочки производится способом лазерного маркирования штрихкода по образующей оболочки, достигается гарантированная возможность считывать номер оболочки и в дальнейшем идентифицировать вес оболочки и вес ядерного делящегося материала с ее номером для целей учета, контроля, а также позволяет прослеживать технологические операции, осуществляемые над оболочкой и тепловыделяющим элементом. Также в связи с тем, что способ лазерного маркирования при его осуществлении не вызывает загрязнения маркируемой поверхности, отпадает необходимость в последующем обезжиривании поверхностей, как это происходит в случае маркирования на автомате матричного маркирования.

Способ изготовления оболочек тепловыделяющих элементов осуществляют следующим образом.

Прошедшие входной контроль трубы загружают на приемное устройство установки подрезки торцов трубы. С приемного устройства каждая труба снимается с помощью устройства, состоящего из параллельно расположенных транспортных гребенок, приводящихся в действие механизмом шаговых перемещений, и далее между технологическими позициями перемещается посредством этого устройства, затем передается на позицию подрезки торцов трубы, где с помощью механизма осевого перемещения трубу подает поочередно в механизмы отрезки в размер каждого торца трубы, которая после этой операции именуется оболочкой. Далее оболочка перемещается на позицию снятия фасок, после этого внутренняя полость оболочки продувается сжатым воздухом для удаления частиц стружки, затем контролируется длина оболочки и внешний вид торцов. В случае обнаружения брака оболочка удаляется в накопитель брака и далее после контрольной перепроверки направляется в изолятор брака.

После этого годные оболочки перемещаются на позицию сварки, где механизмом осевого перемещения поочередно подаются в сварочное устройство установки контактно-стыковой сварки. Также в сварочное устройство из питающего устройства подается заглушка специальной конструкции, которая затем силовым механизмом поджимается к торцу оболочки, и при пропускании импульсного тока образуется сварное соединение заглушки с оболочкой.

Оболочка с приваренной заглушкой перемещается на позицию взвешивания, где помещается на приемное устройство электронных весов, и после определения веса оболочки данные о весе оболочки поступают в электронное записывающее устройство, далее оболочка подается на позицию считывания номера, который также передается в электронное записывающее устройство, где вес и номер оболочки идентифицируются.

В случае выполнения операции лазерного маркирования оболочка после операции сварки подается на позицию маркирования, где механизмом осевого перемещения подается в устройство для нанесения штрихкода, в котором способом лазерного маркирования на образующую оболочки наносится штрихкод.

Готовая оболочка перемещается на устройство загрузки межоперационной кассеты, где производится загрузка оболочек в межоперационную кассету, которая отправляется либо на временное хранение, либо на линию изготовления тепловыделяющих элементов.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 109 items.
27.04.2013
№216.012.3981

Цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения низкооктановых бензиновых фракций в высокооктановый бензин без и в присутствии водорода

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и посвящено созданию катализаторов, используемых в переработке низкооктановых бензиновых фракций различного происхождения в высокооктановый бензин. Описан цеолитсодержащий катализатор для превращения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480282
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.39a1

Устройство для герметизации оболочек тепловыделяющих элементов контактно-стыковой сваркой с помощью заглушек

Устройство для герметизации оболочек тепловыделяющих элементов контактно-стыковой сваркой с помощью заглушек может применяться для герметизации тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов. Неразъемный в процессе работы корпус герметичной сварочной камеры устройства имеет сквозной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480314
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3cf2

Штамп-автомат для формовки выступов в трубчатой детали

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в штамповой оснастке для формовки выступов в трубчатых деталях. Выступы формуют составным пуансоном в виде группы внутренних кулачков по форме наружных выступов детали по составной матрице в виде группы подвижных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481169
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.05.2013
№216.012.4584

Способ контроля топливного столба тепловыделяющего элемента ядерного реактора и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение при изготовлении стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов) с таблетированным керамическим ядерным топливом. Твэл протягивают линейно через блоки детектирования с постоянной скоростью, регистрируют собственное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483373
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.02.2019
№219.016.bd1a

Способ получения силана

Изобретение относится к технологии получения силана из природных кварцитов для изготовления особо чистого полупроводникового кремния, используемого в силовой электронике. Силан получают взаимодействием кремнийсодержащих соединений природного происхождения с гидридом лития. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002245299
Дата охранного документа: 27.01.2005
01.03.2019
№219.016.d171

Способ изготовления таблетированного топлива из диоксида урана и оборудование для его осуществления

Использование: для получения спеченных таблеток из диоксида урана для ядерных реакторов. Сущность изобретения: в процессе получения порошка диоксида урана проводят непрерывное двухстадийное осаждение полиураната аммония из азотнокислого раствора уранилнитрата с поддержанием pH от 6,6 до 7,2 на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02158971
Дата охранного документа: 10.11.2000
20.03.2019
№219.016.e3d2

Способ изготовления тепловыделяющей сборки ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике. Способ изготовления тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора включает предварительное изготовление пучка тепловыделяющих элементов, гексагональных дистанционирующих решеток (ГДР) из циркониевого сплава, центральной трубы и направляющих каналов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002287866
Дата охранного документа: 20.11.2006
20.03.2019
№219.016.e4e9

Автоматическая линия изготовления тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к атомной промышленности и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для ядерных реакторов. Технический результат: автоматизация контроля и разбраковки снаряженных оболочек по весу топливного столба, исключение при этом колебаний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02216801
Дата охранного документа: 20.11.2003
20.03.2019
№219.016.e4f7

Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к атомной промышленности и может найти применение на предприятиях изготовления таблетированного топлива из диоксида урана. Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов включает подготовку пресс-порошка диоксида урана UO, обогащенного ураном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02210821
Дата охранного документа: 20.08.2003
20.03.2019
№219.016.e586

Установка для калибровки сборных заготовок биметаллических изделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве биметаллических изделий, состоящих из заготовки оболочки с донной частью и заготовки сердечника и имеющих донную часть с цилиндрическим участком. Установка содержит гидравлический пресс с системой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002319588
Дата охранного документа: 20.03.2008
Showing 1-10 of 16 items.
27.04.2013
№216.012.39a1

Устройство для герметизации оболочек тепловыделяющих элементов контактно-стыковой сваркой с помощью заглушек

Устройство для герметизации оболочек тепловыделяющих элементов контактно-стыковой сваркой с помощью заглушек может применяться для герметизации тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов. Неразъемный в процессе работы корпус герметичной сварочной камеры устройства имеет сквозной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480314
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.08.2014
№216.012.e765

Способ изготовления трубчатых тепловыделяющих элементов, преимущественно шестигранной формы

Изобретение относится к ядерной энергетике и может найти применение при изготовлении трубчатых тепловыделяющих элементов (твэлов), преимущественно шестигранной формы, исследовательских реакторов (ИР) с топливом высокого и низкого обогащения. Получают сборную заготовку, производят совместное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525030
Дата охранного документа: 10.08.2014
19.04.2019
№219.017.2bab

Способ изготовления таблетированного ядерного топлива

Изобретение относится к области производства ядерного топлива. Сущность изобретения: способ изготовления таблетированного ядерного топлива включает подготовку пресс-порошка диоксида урана UO, обогащенного ураном-235 до 5%, путем постадийного смешения с сухим связующим и с порошком оксида урана...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002275700
Дата охранного документа: 27.04.2006
26.05.2019
№219.017.6156

Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в тепловыделяющих сборках ядерных реакторов. Устройство для улавливания твердых частиц в тепловыделяющей сборке ядерного реактора представляет собой перфорированную пластину, выполненную пилообразной в поперечном потоку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689138
Дата охранного документа: 24.05.2019
29.05.2019
№219.017.6483

Устройство для формирования соединения при контактной стыковой сварке трубы с заглушкой (варианты)

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для контактной стыковой сварки сопротивлением трубчатых оболочек с заглушками при герметизации стержневых тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Устройство для формирования соединения содержит токоподводящую и формообразующую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002293633
Дата охранного документа: 20.02.2007
29.05.2019
№219.017.65d8

Тепловыделяющий элемент ядерного реактора

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкции тепловыделяющих элементов ядерного энергетического реактора. Тепловыделяющий элемент ядерного реактора содержит оболочку, заглушки. Оболочка заполнена ядерным топливом. Заглушки соединены с оболочкой сварными швами. Один из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002310930
Дата охранного документа: 20.11.2007
29.05.2019
№219.017.65ef

Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к атомной промышленности, в частности используется в ядерной технике при изготовлении таблетированного топлива из диоксида урана для тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов. Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002317601
Дата охранного документа: 20.02.2008
29.05.2019
№219.017.66d7

Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к области производства ядерного топлива. Сущность изобретения: способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов включает оценку технологических свойств порошка, подготовку к прессованию порошка диоксида урана UO, обогащенного ураном 235 до 5%,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002303300
Дата охранного документа: 20.07.2007
19.06.2019
№219.017.85fe

Автоматическая линия изготовления оболочек тепловыделяющих элементов ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение при изготовлении оболочек тепловыделяющих элементов для ядерных энергетических реакторов. Автоматическая линия снабжена механизмом разгрузки межоперационной кассеты, размещенным перед установкой отрезка, и механизмом загрузки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002391726
Дата охранного документа: 10.06.2010
19.06.2019
№219.017.8611

Способ изготовления тепловыделяющих элементов ядерного реактора

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для энергетических ядерных реакторов. Сущность изобретения: в способе изготовления тепловыделяющих элементов разгрузку оболочек осуществляют механизированным способом из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002397557
Дата охранного документа: 20.08.2010
+ добавить свой РИД