×
20.02.2014
216.012.a3ad

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ СТЕРЖНЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологиям изготовления топливных стержней, предназначенных для снаряжения сердечников керметных тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Заготовки стержней помещают в цилиндрический контейнер, заплавляют стеклом и переносят контейнер в пресс-форму пресса, где осуществляют горячее изостатическое прессование. После выгрузки контейнера из пресс-формы его охлаждают на воздухе в течение 2-3 минут и выдавливают стеклянную прессовку из контейнера на холодном прессе со скоростью 0,3-0,5 мм/с. Размерную механическую обработку заготовок до получения номинальных размеров стержней проводят после скалывания стекла. Технический результат - исключение операции механической обдирки прессовки от материала контейнера, повышение уровня автоматизации производства.
Основные результаты: Способ изготовления топливных стержней, включающий изготовление заготовок стержней, горячее изостатическое прессование заготовок путем их размещения поверх стеклянных брикетов в контейнере, заплавления заготовок стеклом, помещения контейнера в пресс-форму пресса с последующим приложением давления, освобождение стеклянной прессовки с заготовками стержней от контейнера, скалывание стекла с заготовок и проведение размерной механической обработки заготовок до получения номинальных размеров стержней, отличающийся тем, что после прессования контейнер с заготовками охлаждают на воздухе в течение 2-3 мин, а стеклянную прессовку освобождают от контейнера при помощи холодного пресса со скоростью 0,3-0,5 мм/с.
Реферат Свернуть Развернуть

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности, к технологии изготовления керметных стержней топливных сердечников тепловыделяющих элементов ядерных реакторов различного назначения.

2. Уровень техники

Одним из направлений в ядерной энергетике является использование твэлов, в которых тепловыделяющие сердечники набраны из керметных стержней (см., например, Федик И.И., Гаврилин С.С. и др. "Новое поколение твэлов на основе микротоплива для ВВЭР", "Атомная энергия", Москва, 2004, т.96, вып.4, с.276-285).

В качестве заготовки при изготовлении таких керметных стержней используется циркониевая трубка, заполненная порошком ядерного топлива и закрытая с двух сторон заглушками (патент РФ №2305333 от 15.03.2006, опубл. 27.08.2007, бюл. №24). После капсулирования топлива в циркониевой оболочке производится обжатие заготовки и уплотнение в ней топлива путем изостатического прессования (см., например, патент РФ №2305334 от 15.03.2006, опубл. 27.08.2007, бюл. №24, патент РФ №2371789 от 04.05.2008, опубл. 27.10.2009, бюл. №30). Конечный продукт получают после освобождения заготовок от рабочей среды, передающей давление на заготовки при их прессовании, и размерной механической обработки до получения номинальных размеров стержней.

Известен способ изготовления спеченных изделий, который может быть применен при изготовлении керметных стержней, заключающийся в том, что заготовки и стекло, являющееся средой для передачи давления, помещают в стальной контейнер, нагревают контейнер до заплавления заготовок, после чего контейнер охлаждают и герметизируют. После герметизации контейнера производят его повторный нагрев до температуры прессования, переносят контейнер в стальную пресс-форму и осуществляют горячее изостатическое прессование. Затем производят охлаждение контейнера, освобождают прессовку от контейнера и скалывают стекло. Далее осуществляют размерную механическую обработку заготовок до получения номинальных размеров стержней (Авторское свидетельство СССР №445 526, опубл. 05.10.74, бюл. №37).

Недостатком данного способа является сложность операции освобождения прессовки от контейнера, которая осуществляется механической обдиркой металла контейнера с прессовки. Такая операция при массовом производстве стержней практически не поддается автоматизации. Кроме того, к недостаткам этого способа следует отнести применение дробленого стекла, добавляемого в горячий контейнер по мере его расплавления, а также наличие операции герметизации контейнера, что усложняет технологию и увеличивает время производственного цикла.

С предлагаемым способом этот способ совпадает по операциям размещения заготовок и стекла в контейнере, нагреве контейнера до заплавления заготовок стеклом, переносе контейнера в пресс-форму, изостатическом прессовании, выгрузке контейнера из пресс-формы, охлаждения контейнера и освобождения прессовки от контейнера.

Известен также способ изготовления топливных стержней, включающий изготовление заготовок стержней и их последующее горячее изостатическое прессование, заключающееся в том, что заготовки размещают поверх стеклянных брикетов в стальном контейнере, выполненном в виде цилиндрического стакана, нагревают контейнер с заготовками и брикетами до заплавления заготовок стеклом, переносят контейнер в пресс-форму пресса, прикладывают усилие прессования повышением давления рабочей среды при перемещении пуансона пресса (патент РФ №2388081 от 04.05.2008, опубл. 27.04.2010). После прессования контейнер выгружают из пресс-формы, механически освобождают стеклянную прессовку с заготовками стержней от контейнера, скалывают стекло с заготовок и проводят их размерную механическую обработку до получения номинальных размеров стержней.

К недостаткам данного способа изготовления топливных стержней относится необходимость механического освобождения стеклянной прессовки от контейнера, что затрудняет автоматизацию производства.

С предлагаемым способом этот способ совпадает по операциям: размещения заготовок в контейнере поверх стеклянных брикетов, нагреве контейнера до погружения заготовок в расплавленное стекло, переноса контейнера в пресс-форму, изостатического прессования заготовок, выгрузке контейнера из пресс-формы, освобождения прессовки от контейнера, скалывания стекла с заготовок и размерной механической обработке заготовок до получения номинальных размеров стержней.

По совокупности существенных признаков последний способ наиболее близок к заявляемому и выбран в качестве прототипа.

3. Раскрытие изобретения

Данное техническое решение направлено на решение задачи автоматизации производства топливных стержней.

Для решения данной задачи предлагается способ изготовления топливных стержней, включающий изготовление заготовок стержней, горячее изостатическое прессование заготовок путем их размещения поверх стеклянных брикетов в контейнере, заплавления заготовок стеклом, помещения контейнера в пресс-форму пресса с последующим приложением давления, освобождение стеклянной прессовки с заготовками стержней от контейнера, скалывание стекла с заготовок и проведение размерной механической обработки заготовок до получения номинальных размеров стержней, в котором согласно изобретению после прессования контейнер с заготовками охлаждают на воздухе в течение 2-3 мин, а стеклянную прессовку освобождают от контейнера при помощи холодного пресса со скоростью 0,3-0,5 мм/с.

В отличие от известного способа контейнер после выгрузки из пресс-формы охлаждают на воздухе в течение 2-3 минут и освобождают стеклянную прессовку с заготовками от контейнера на холодном прессе со скоростью 0,3-0,5 мм/с.

После выгрузки контейнера из пресс-формы и в процессе охлаждения контейнера на воздухе происходит отверждение на глубину 2-3 мм цилиндрического слоя стекла у внутренней поверхности контейнера. При выдавливании прессовки на холодном прессе холодным пуансоном создается и растет отвержденная стеклянная пробка, образующая единое целое с цилиндрическим (утвержденным слоем. При перемещении холодного пуансона отвержденная часть стеклянной прессовки двигается также как единое целое, причем заготовки при этом свободны от деформирующих воздействий, поскольку находятся в жидкой фазе. Таким образом, выдавливание стеклянной прессовки из контейнера происходит без механического его разрушения, что способствует решению задачи автоматизации производства.

4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

В стальной контейнер-стакан с внутренним диаметром 46 мм загружался стеклянный брикет из силиката натрия и блок из семи заготовок керметных стержней. В районе днища стакана на его внутренней поверхности выполнялась кольцевая проточка для облегчения отделения днища при операциях выпрессовки. Стакан вместе с брикетом и заготовками нагревали в печи до температуры 1000°С в течение 30 мин. После погружения блока в стекло стакан переносился в нагретую до 450°С пресс-форму пресса и подвергался прессованию при нагрузке 120 тонн и машинном времени 30 с.После выгрузки из пресс-формы стакан охлаждался в течение 3 минут. Выдавливание стеклянной прессовки из стакана осуществляли сверху вниз холодным пуансоном диаметром 20 мм со скоростью 0,5 мм/с. Выдавленные прессовки имели цилиндрическую форму. Освобожденные от стекла заготовки не носили следов деформаций, отличных от характерных для изостатического прессования, что обеспечило изготовление из них стержней с номинальными размерами и допусками.

Способ изготовления топливных стержней, включающий изготовление заготовок стержней, горячее изостатическое прессование заготовок путем их размещения поверх стеклянных брикетов в контейнере, заплавления заготовок стеклом, помещения контейнера в пресс-форму пресса с последующим приложением давления, освобождение стеклянной прессовки с заготовками стержней от контейнера, скалывание стекла с заготовок и проведение размерной механической обработки заготовок до получения номинальных размеров стержней, отличающийся тем, что после прессования контейнер с заготовками охлаждают на воздухе в течение 2-3 мин, а стеклянную прессовку освобождают от контейнера при помощи холодного пресса со скоростью 0,3-0,5 мм/с.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 78.
10.01.2013
№216.012.1a5d

Невентилируемый тепловыделяющий элемент ядерного реактора

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к невентилируемым газозаполненным тепловыделяющим элементам (твэлам) на основе диоксида урана, и может быть использовано в составе высокотемпературного газоохлаждаемого быстрого реактора ядерной энергетической установки (ЯЭУ)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472241
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2427

Парогенератор

Изобретение относится к генераторам пара, и может быть использовано в теплоэнергетике, в отраслях промышленности с технологическими процессами, требующими производства строго дозированных объемов пара, а также в исследовательских установках. Парогенератор содержит электроизолированный корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474757
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.05.2013
№216.012.3d59

Способ получения оксида урана

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к металлургии урана и производству его соединений, и может быть использовано в химической и ядерной технологиях. Способ получения оксида урана включает нагрев диоксида урана до температуры 500÷900°С в среде кислородсодержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481272
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.06.2013
№216.012.5057

Способ получения керамики на основе алюмомагнезиальной шпинели

Изобретение относится к способам получения керамических материалов на основе двойных оксидов и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии, радиотехнике, энергетике и теплотехнике. Техническим результатом изобретения является повышение прочности на сжатие и изгиб и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486160
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.10.2013
№216.012.7728

Способ формирования топливного сердечника стержневого тепловыделяющего элемента

Изобретение относится к ядерной энергетике, к технологии изготовления тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) для ядерных реакторов, и может найти применение в исследовательских реакторах небольшой мощности. Способ формирования топливного сердечника стержневого ТВЭЛа заключается в автоматическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496164
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b3d

Способ изготовления топливных стержней с циркониевой оболочкой

Изобретение относится к ядерной технике. Способ может быть использован при изготовлении тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов с керметными топливными стержнями. Блок заготовок топливных стержней размещают в контейнере поверх брикетов рабочей среды из стекла, закрывают контейнер...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497211
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ff3

Контейнер для горячего изостатического прессования заготовок стержней топливного сердечника керметного твэла ядерного реактора

Контейнер предназначен для размещения в нем заготовок стержней сердечников твэлов при горячем изостатическом прессовании и может быть использован при изготовлении твэлов ядерных реакторов различного назначения. В кольцевой проточке на внутренней поверхности цилиндрической трубы установлено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498428
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8e6b

Способ переработки уран-молибденовой композиции

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способу переработки уран-молибденовой композиции, представляющей собой брак и отходы ядерного производства. Способ переработки уран-молибденовой композиции согласно изобретению включает окисление уран-молибденовой композиции при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502142
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.02.2014
№216.012.a285

Устройство и способ выращивания профилированных кристаллов тугоплавких соединений

Изобретение относится к области выращивания из расплава профилированных кристаллов тугоплавких соединений, например лейкосапфира, рубина, алюмоиттриевого граната, по способу Степанова, которые могут быть использованы в приборо- и машиностроении, термометрии и химической промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507320
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a769

Способ прессования заготовок керметных стержней

Изобретение относится к способам прессования заготовок керметных стержней тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Заготовки, заплавленные силикатом натрия в цилиндрическом контейнере, выполненном из стали с содержанием углерода (0,1-0,35) мас.%, после образования на поверхности контейнера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508572
Дата охранного документа: 27.02.2014
Показаны записи 1-10 из 65.
10.01.2013
№216.012.1a5d

Невентилируемый тепловыделяющий элемент ядерного реактора

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к невентилируемым газозаполненным тепловыделяющим элементам (твэлам) на основе диоксида урана, и может быть использовано в составе высокотемпературного газоохлаждаемого быстрого реактора ядерной энергетической установки (ЯЭУ)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472241
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2427

Парогенератор

Изобретение относится к генераторам пара, и может быть использовано в теплоэнергетике, в отраслях промышленности с технологическими процессами, требующими производства строго дозированных объемов пара, а также в исследовательских установках. Парогенератор содержит электроизолированный корпус с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474757
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.05.2013
№216.012.3d59

Способ получения оксида урана

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к металлургии урана и производству его соединений, и может быть использовано в химической и ядерной технологиях. Способ получения оксида урана включает нагрев диоксида урана до температуры 500÷900°С в среде кислородсодержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481272
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.06.2013
№216.012.5057

Способ получения керамики на основе алюмомагнезиальной шпинели

Изобретение относится к способам получения керамических материалов на основе двойных оксидов и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии, радиотехнике, энергетике и теплотехнике. Техническим результатом изобретения является повышение прочности на сжатие и изгиб и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486160
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.10.2013
№216.012.7728

Способ формирования топливного сердечника стержневого тепловыделяющего элемента

Изобретение относится к ядерной энергетике, к технологии изготовления тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) для ядерных реакторов, и может найти применение в исследовательских реакторах небольшой мощности. Способ формирования топливного сердечника стержневого ТВЭЛа заключается в автоматическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496164
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b3d

Способ изготовления топливных стержней с циркониевой оболочкой

Изобретение относится к ядерной технике. Способ может быть использован при изготовлении тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов с керметными топливными стержнями. Блок заготовок топливных стержней размещают в контейнере поверх брикетов рабочей среды из стекла, закрывают контейнер...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497211
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ff3

Контейнер для горячего изостатического прессования заготовок стержней топливного сердечника керметного твэла ядерного реактора

Контейнер предназначен для размещения в нем заготовок стержней сердечников твэлов при горячем изостатическом прессовании и может быть использован при изготовлении твэлов ядерных реакторов различного назначения. В кольцевой проточке на внутренней поверхности цилиндрической трубы установлено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498428
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8e6b

Способ переработки уран-молибденовой композиции

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способу переработки уран-молибденовой композиции, представляющей собой брак и отходы ядерного производства. Способ переработки уран-молибденовой композиции согласно изобретению включает окисление уран-молибденовой композиции при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502142
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.02.2014
№216.012.a285

Устройство и способ выращивания профилированных кристаллов тугоплавких соединений

Изобретение относится к области выращивания из расплава профилированных кристаллов тугоплавких соединений, например лейкосапфира, рубина, алюмоиттриевого граната, по способу Степанова, которые могут быть использованы в приборо- и машиностроении, термометрии и химической промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507320
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a769

Способ прессования заготовок керметных стержней

Изобретение относится к способам прессования заготовок керметных стержней тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Заготовки, заплавленные силикатом натрия в цилиндрическом контейнере, выполненном из стали с содержанием углерода (0,1-0,35) мас.%, после образования на поверхности контейнера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508572
Дата охранного документа: 27.02.2014
+ добавить свой РИД