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DE2428329A1 - Stapelvorrichtung fuer zylindrische pellets - Google Patents

Stapelvorrichtung fuer zylindrische pellets

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Publication number
DE2428329A1
DE2428329A1 DE19742428329 DE2428329A DE2428329A1 DE 2428329 A1 DE2428329 A1 DE 2428329A1 DE 19742428329 DE19742428329 DE 19742428329 DE 2428329 A DE2428329 A DE 2428329A DE 2428329 A1 DE2428329 A1 DE 2428329A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pellets
track
pellet
shafts
column
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19742428329
Other languages
English (en)
Inventor
Harold Omas Blair
Lorance Merle Jackson
Chester Ray Smith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
US Atomic Energy Commission (AEC)
Original Assignee
US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by US Atomic Energy Commission (AEC) filed Critical US Atomic Energy Commission (AEC)
Publication of DE2428329A1 publication Critical patent/DE2428329A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C21/00Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
    • G21C21/02Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings
    • G21C21/08Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings by a slip-fit cladding process by crimping the jacket around the fuel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G33/00Screw or rotary spiral conveyors
    • B65G33/02Screw or rotary spiral conveyors for articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/02Devices for feeding articles or materials to conveyors
    • B65G47/04Devices for feeding articles or materials to conveyors for feeding articles
    • B65G47/06Devices for feeding articles or materials to conveyors for feeding articles from a single group of articles arranged in orderly pattern, e.g. workpieces in magazines
    • B65G47/08Devices for feeding articles or materials to conveyors for feeding articles from a single group of articles arranged in orderly pattern, e.g. workpieces in magazines spacing or grouping the articles during feeding
    • B65G47/082Devices for feeding articles or materials to conveyors for feeding articles from a single group of articles arranged in orderly pattern, e.g. workpieces in magazines spacing or grouping the articles during feeding grouping articles in rows
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

United States Atomic Energy Commission, Washington, D.C. 20545, U.S.A.
Stapelvorrichtung für zylindrische Pellets
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stapeln zylindrischer Pellets, und zwar insbesondere auf eine Vorrichtung zum Stapeln von Kernbrennstoff-Pellets, die in Brennstoffstäbe zur Verwendung in einem Kernreaktor eingebracht werden sollen.
Der wärmeerzeugende Core einer bekannten Kernreaktor-Bauart enthält eine Vielzahl von Brennstoffanordnungen, die insgesamt ungefähr 21000 Brennstoffstäbe enthalten. Jeder Brennstoffstab enthält 240 Brennstoffpellets, die während des Reaktorspaltvorgangs Wärme erzeugen. Es müssen daher mehr als 5 Millionen Pellets während des Herstellvorgangs in die Brennstoffstäbe eingebracht werden. Unabhängig von der Größe des Reaktors verursacht das Einbringen oder Beladen der Brennstoffstäbe mit einer derartig großen Menge von Pellets einen Hauptteil der Kosten bei der Reaktorkonstruktion, wobei auch ein
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großer Teil der für den Reaktorbau erforderlichen Zeit für den gleichen Vorgang benötigt wird.
Derzeit werden die Pellets von Hand in die Brennstoffstäbe eingesetzt, und zwar unter Verwendung verschiedener Ständer und Tische, welche die Stäbe in festen vorbestimmten Lagen bezüglich eines Tabletts enthalten, welches ungefähr 25 Säulen von Brennstoffpellets enthält. Jede Säule ist dabei genau axial mit einem offenen Ende des entsprechenden Brennstoffstabes ausgerichtet und eine Bedienungsperson stößt dann von Hand 4 oder 5 Pelletsäulen gleichzeitig in die hohlen Stäbe hinein, bis das Pellet-Tablett leer ist. Sodann wird das Tablett mit einem neuen Vorrat von Pellets ersetzt und der Vorgang wird ungefähr 5x wiederholt, bis jeder Brennstoffstab gefüllt ist. Sodann werden in die beiden Enden einer jeden Stange Stopfen eingeschweißt, um die Pellets darin zu halten. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens besteht im niedrigen Wirkungsgrad und den sich dadurch ergebenden hohen Arbeitskosten, welche durch das manuelle Einsetzen der Brennstoffpellets hervorgerufen werden. Sowohl die Pellets als auch die Stäbe werden mit genauen Toleranzen hergestellt, wobei die Pelletsäulen genau sowohl mit den X- und Y-Ebenen jeder Stange während ■ des Ladevorgangs ausgerichtet sein müssen. Sollte eine Fehlausrichtung auf treten, so muß der ganze Vorgang solange angehalten werden, bis der Fehler beseitigt ist. Wie wenig leistungsfähig dieses Verfahren ist, tritt insbesondere dann zutage, wenn die Pellets verkippt sind und infolgedessen während des Ladens den Stangenzylinder verstopfen. In einem solchen Fall kann die Bedienungsperson keine hinreichende Kraft auf das Ende der Pelletsäule ausüben, um die Verstopfung aufzubrechen und die Stange für eine weitere Beladung wieder freizulegen. Um die Verstopfung zu lösen, muß die Stange angehoben und von Hand mit einem Gummihammer oder dgl. in Vibration gebracht werden, um die Pellets aus ihrer Verstopfungslage zu bringen. Nachdem die Pellets gelockert sind, muß die Stange wiederum in ihrer entsprechenden Nut angeordnet werden, worauf dann das Tablett wieder zurückgebracht wird, um den Ladevorgang fortzusetzen. Da alle diese Schritte während des Ladevorgangs von Hand vorgenommen werden müssen,
erforderliche Zeit bedeutet die zum Füllen von ungefähr 20 000 Stangen/für einen
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Reaktor auch Arbeitskosten, die unverhältnismäßig hoch dann sind, wenn man sie mit anderen Kosten während des Herstellungsvorgangs vergleicht.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, das Beladen des Tabletts mit Pellets effektiver zu gestalten, wobei eine dichte Packung entstehen soll und zusätzlich jedweder Staub'oder Fremstoffe von der Pelletoberfläche ferngehalten werden soll. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Schnellbrüter-Brennstoff für moderne Reaktoren wichtig, wo höchst radioaktiver Mischoxydbrennstoff verwendet wird, der es erforderlich macht, daßPersonen diesem Brennstoff nur in minimaler Weise ausgesetzt sind.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik dadurch, daß sie eine Stapelvorrichtung für zylindrische Pellets vorsieht und ein Paar von mit Abstand angeordneten drehbaren länglichen zylindrischen Wellen benutzt, die einzeln betätigbar sind, um um ihre entsprechende Längsachse sich zu drehen. Der Abstand zwischen den Wellen ist derart eingestellt, daß eine Längsspur oder Schiene gebildet wird, die von solcher Größe ist, daß die zylindrische Oberfläche der Pellets darauf aufsitzt und die Pellets gehaltert werden und wobei ferner auch eine Führung der Pellets bei deren Bewegung längs einer Bahn erfolgt. Ferner sind Mittel vorgesehen, um die Pellets auf eine Spur oder Schiene in einer säulenartigen Tandemanordnung abzugeben, wobei die Zylinderachse der Pelletsäule im wesentlichen parallel mit der Längslänge der Spur ausgerichtet ist, um so die Pellets längs der Spur in der säulenartigen Ausbildung zu bewegen.
In einem mehr ins Einzelne gehenden Ausführungsbeispiel ist die Schiene oder Spur an einer Neigung gehaltert, die von der Pelletausgabevorrichtung weggeneigt ist, und zwar unter einem Winkel gegenüber der Horizontalen, · um so den Schwerkraftssektor zur Unterstützung der Pelletbewegung zu benutzen. Die Pellets sind gegen eine entfernbare Sperre längs der Spur mit einem festen Abstand gegenüber der Abgabevorrichtung gestapelt, um die dichte Packung der Säulenbildung zu unterstützen. Die Sperre kann entfernt werden, um die weitere Bewegung der Säule zu er-
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möglichen, wenn das Packen erreicht ist.
Aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ergeben sich weitere Einzelheiten der Erfindung, durch welche die Vorrichtung bei speziellen Anwendungsfällen, wie beispielsweise der Kernbrennstoffbeladung, verwendet werden kann.
Weitere Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich aus Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Pellet-Stapelvorrichtung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 3 einen Teilquerschnitt der Seitenansicht der Fig. 2 längs der Linie III-III;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 3, wobei , Teile aus Gründen der Klarheit weggeschnitten sind;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht der Fig. 2; Fig. 6 eine Draufsicht der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung; Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht eines zweiten Teils der Fig. 2; Fig. 8 eine Draufsicht auf die in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung; Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linien IX-IX in Fig. 7; Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linien X-X in Fig. 5;
Fig. 11 eine schematische Ansicht einer alternativen Antriebsund Wellenkonstruktion für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung.
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In Fig. 1 ist eine Stapelvorrichtung 10 für zylindrische Pellets dargestellt, welche eine Vielzahl von Pellets in einer Tandem-Säulenanordnung dicht packen und stapeln soll. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist allgemein ein Paar zylindrischer,mit Abstand angeordneter, drehbar er länglicher Wellen 12 auf, die einzeln betätigbar sind, um auf ihrer entsprechenden Achse sich zu drehen, und zwar erfolgt dieser Antrieb mittels einer damit verbundenen Motor /Getriebe-Anordnung 32. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Getriebeanordnung zur Erzeugung einer Gegendrehung der Wellen angekuppelt, obwohl - was später erläutert werden wird - die Geschwindigkeit und Drehzahl der Drehung und die Durchmessergröße der Wellen entsprechend jedem einzelnen Anwendungsfall eingestellt sein kann. Die durch den Raum zwischen den Wellen 12 definierte Längsspur oder Schiene 14 hat eine solche Größe, daß die Zylinderoberfläche der zu stapelnden Pellets 16 darin sitzen und getragen werden kann, und zwar in einer Weise, daß die gestapelten Pellets sich in der gewünschten säulenartigen Anordnung darauf längsbewegen können. Eine allgemein durch Leitung 26 angedeutete Pelletabgabevorrichtung ist in Ausrichtung mit einem Ende der Spur 14 gehaltert und derart angeordnet, daß die Pellets darauf im wesentlichen parallel zur Achse der Wellen 12 positioniert werden. Die Wellenanordnung wird in diesem Beispiel auf einem Winkel gehalten, der längs einer Neigung gegenüber der Horizontalen verläuft, um die Schwerkraft bei der Bewegung der Pellets längs der Spur von der Pelletabgabevorrichtung weg mit auszunutzen. Die Spur 14 ist an einem Pelletanschlag 24 begrenzt, wobei der Anschlag 24 eine mechanische Sperre in der Pelletbewegungsbahn bildet. Die Pellets werden also von der Abgabevorrichtung durch eine Leitung 26 an die Spur 14 abgegeben, welche den Pelletlauf führt und durch die Drehbewegung der Wellen unterstützt, wobei ferner der entsprechende Schwerkraftvektor noch mitwirkt, der durch die Neigung der Spur entsteht.. Die Pelletbewegung längs der Spur kommt am mechanischen Anschlag 24 zur Ruhe, wobei sich die Drehung der Pellets fortsetzt, was dahinter eine dicht gepackte säulenartige Anordnung von Pellets zur Folge hat. Das bevorzugte Ausführungs-
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beispiel der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei die allgemeine Pelletstapelvorrichtung dem speziellen Anwendungsfall angepaßt ist, und zwar dem Anwendungsfall beim Beladen von Brennstoff stäben, die in Kernreaktoren verwendet werden sollen. Die einzelnen Wellen sind dabei in der gezeigten Weise längs parallelen Achsen ausgerichtet, und die Wellenenden werden durch untere und obere Lagerobeflächen 44 bzw. 46 gehaltert. Die Gegendrehung wird durch die dazwischen geschaltete Getriebeanordnung 34 bewirkt, die an den oberen Wellenenden befestigt ist, was besser in den Figuren 1 und 5 zu erkennen ist. Ein Wellengetriebe oder Zahnrad wird durch Treibzahnrad 36 angetrieben, welches einen integralen Teil der Motor/Getriebe-Anordnung bildet, die allgemein mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet ist. Die Drehung des mit veränderbarer Drehzahl ausgestatteten Motors 42 wird um 90° durch ein Schneckengetriebe umgesetzt, welches innerhalb des Getriebekastens 38 enthalten ist, der das Antriebsmittel für das Antriebszahnrad 36 bildet. Das gesamte Getriebe und die oberen Lageranordnungen sind von einem Gehäuse 40 umschlossen, das an einer unteren Tischplattform 48 befestigt ist, die von einem Winkelbügel 50 getragen wird. Die unteren Wellenenden werden in ähnlicher Weise durch einen Bügel 52 gehaltert. Der Tisch 48 wird durch Beine 22 und 20 geneigt gehalten. Bei diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel wird der Träger 20 an einem Schwenkpunkt 54 befestigt, um die Einstellung der Tischneigung durch Verdrehung des Nockens 56 zu gestatten, der einen Teil von Bein 22 bildet. Die Verdrehung des Nockens durch den Handgriff 58 beeinflußt also den Neigungswinkel des Tischs und somit den Schwerkraftvektor, der bei der Bewegung der Pellets längs der Spur 14 unterstützend wirkt.
Die Pellets werden auf die Wellenanordnungsspur durch einen Syntronspeiser 18 geliefert, der in der Technik bekannt ist und grundsätzlich einen Vibrationsbehälter 20 aufweist, der das Pelletreservoir bildet. Eine kreisförmige Schwingung des Behälters
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transport die Pellets an den Behälterumfang und gibt die Pellets in wirkungsvoller Weise an die Spur durch die Leitung 26 ab. An den Behälter 20 werden die Pellets durch einen Zähler 28 geliefert, der die gewünschte Anzahl von Pellets vorsieht, die zur
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Bildung der Säulenanordnung erforderlich ist. Die gesamte Abgabevorrichtung ist fest mit einem Tragbügel 60 gekuppelt, der in Längsrichtung ausgerichtet und am oberen Ende des Tisches befestigt ist. Eine Niederdrückstange oder ein Abdeckteil 62 ist um die Pelletspur 14 angeordnet und läuft in Längsrichtung entlang der Spur, und zwar für einen wesentlichen Teil der Laufbahn der Pellets. Die Niederdrückstange 62 hängt an einem sich in Längsrichtung erstreckenden Winkelbügel 64, der durch Haltearme 68 an einer drehbaren Welle 66 befestigt ist, wie man dies am besten in den Draufsichten der Anordnung gemäß den Figuren € und 8 und im Querschnitt gemäß Fig. 10 erkennt. Die drehbare Welle 66 ist zwischen zwei Tragschenkeln 72 und 74 aufgehängt, welche am unteren Tisch 48 befestigt sind. In ihrer unteren STellung wird Niederdrückstange 62 gerade oberhalb der Pelletspur gehaltert und verhindert die Vertikalbewegung der Pellets, die anderenfalls eine Buckelbildung der Säule bewirken könnte. Ferner ist ein Handgriff 70 vorgesehen, um die Drehung der Niederhaltestange um ihre Trägerwelle 66 zu unterstützen, um so Zugang zum Zwecke der Inspecktion zur Pelletsäule zu erhalten.
Eine zweite' mit der Niederhaltewelle 66 ausgerichtete Welle 76 ist drehbar am unteren Tragschenkel 72 gehaltert, wie dies in den Figuren 7, 8 und 9 dargestellt ist. Der Winkelbügel 78 bildet die Halterung für den mechanischen Anschlag 24 und ist an der Welle 76 befestigt und sperrt in seiner unteren Stellung die weitere Bewegung der Pellets längs der Spur 14 und bildet den Bezugspunkt für die zu beschreibende Säulenlängeneinstellung. Die mechanische Sperre 24 ist - wie in Fig. 9 gezeigt - aus der Peiletlaufbahn heraus verdrehbar, um die weitere Bewegung der Pelletsäule längs der Spur 14 zu ermöglichen.
Am oberen Ende der Niederhaltewelle 66 ist eine zweite Welle drehbar am oberen Tragschenkel 74 gelagert, von welcher aus ein Tragarm 84 und ein Zahlenanzeiger 8'2 sich erstrecken (vergleiche Figuren 5 und 6). In serner abgesenkten Stellung wird der Zahlenanzeiger 82 oberhalb der Pelletspur 14 gehalten, wobei das untere sich erstreckende Blatt 86 hinter der Pelletsäule sitzt, wie man
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dies am besten in der Figur 2 erkennt. Der Zahlenanzeiger 82 ist in Längsrichtung auf einer festen Schiene 88 in Ausrichtung mit der Achse der Spur 14 bewegbar. Wenn somit die Zahlenanzeigerwelle 8O gedreht wird, um das Anzeigerblatt 86 gerade oberhalb der Spur 14 anzuordnen, so ist der Anzeiger 82 längs der Schiene 88 bewegbar, um das Anzeigerblatt 86 fest hinter die Pelletsäule zu setzen. Die Bewegung des Anzeigers 82 längs der Spur oder Schiene 88 wird auf der Zahlenanzexgesexte geeicht, um ein Maß für die genaue Länge der Pelletsäule zu geben. Während des Stapelverfahrens wird die Anzeigeanordnung aus dem Weg der Pelletbewegungsbahn herausgedreht, um ein Versperren des Pelletlaufs zu verhindern.
Eine zweite Spur oder Schiene 90 ist unterhalb der Pelletspur durch Tragschenkel 72 und 74 gehaltert und verläuft in Längsrichtung längs der Achse der Wellen 12 über einen wesentlichen Teil der Wellenlänge hinweg. Auf der Spurführung 90 ist ein Bügel 92 gleitend befestigt und trägt eine mechanische Stoßvorrichtung 94 durch eine verdrehbare Kupplung 93. Die Drehung der Kupplung 93 wird durch den Handgriff 96 bewirkt und ermöglicht das Verdrehung der Stoßvorrichtung in eine Stellung zwischen der Pelletspur in einer Linie mit der Pelletbewegungsbahn, wie dies in den Figuren 2, 3, 4 und 10 dargestellt ist. Im Betrieb wird die Stoßvorrichtung normalerweise außerhalb der Bewegungsbahn der Pellets gehalten, um eine Versperrung der Pelletbewegung zu verhindern. Wenn gewünscht, wird der Stoßbügel 92 längs seiner Bahn stabilisiert durch Führungsräder 91 zum hinteren Teil der Pelletsäule bewegt. Die Stoßvorrichtung kann sodann in die Bahn der Pelletbewegung verdreht werden und sitzt hinter dem letzten Pellet in der Säule, um dann als mechanische Rammvorrichtung bei der unterstützung der weiteren Bewegung der Säule zu dienen. Die Längsbewegung der Rammvorrichtung wird durch den Antriebsarm 95 hervorgerufen, der sich seitlich vom Bügel 92 aus erstreckt.
Entsprechend den beschriebenen Einzelheiten werden Brennstoffpelletsäulen in der Weise aufgebaut, daß man zuerst eine vorbestimmte Menge von Pellets vom Zähler 28 in den Syntronspeiser
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eingibt. Wenn gewünscht, kann an Stelle des Zählers 28 ein Vibrationsspeiser und eine elektronische Waage benutzt werden. Der Syntronspeiser richtet die Pellets aus und. gibt sie über Leitung 26 auf die sich in Gegendrehung befindlichen parallelen Wellen 12 ab, welche durch den eine veränderbare Drehzahl aufweisenden Motor 40 angetrieben werden. Die Wellen sind von der Speiseeinrichtung unter einem Winkel von annähernd 10° weggeneigt. Auf diese Weise bewegen,sich die Pellets die Welle hinab und stapeln, sich am en.tfernbaren Anschlag 24, der am entfert liegenden Ende der .Rollen angeordnet ist. Wenn eine vollständige Säule gebildet ist, so wird die Drehung der Wellen angehalten und die Stapelvorrichtung wird durch Anheben des vorderen Endes mit der Nockenanordnung 56 auf ebenes Niveau gebracht. Auf diese Weise wird die Brennstoffpelletsäule in Ausrichtung mit einem Ladetrichter 96 gebracht, der am Brennstoffstabauskleidrohr 98 befestigt ist. Die Pellets werden sodann inspiziert, der Zahlenanzeiger wird hinter .die Säule verdreht und die Säulenlänge wird auf den am nächsten liegenden 0,001 Zoll-Wert abgemessen. Als Nächstes werden der Säulenanschlag 24 und der Zahlenanzeiger 82 aus dem Brennstoffsäulenpfad herausgedreht, sodann werden Isolatorpellets an jedem Ende der Säule hinzugefügt und die Säule wird dann in das Auskleidrohr 98 durch den Trichter 96 mittels der Stoßvorrichtung 94 gestoßen. Während die Säule in den Trichter 96 hineingestosseii; wird, ist die Niederhaltstange 62 gerade oberhalb der Pelletsäule angeordnet, um zu verhindern, daß die Pellets einen Buckel bilden, wobei die Wellen in Drehung versetzt werden, um die Reibung zu vermindern. Nachdem die Pelletsäule eingeladen oder eingebracht ist, wird das vordere Ende der Stapelvorrichtung abgesenkt, um die BrennstoffStangenauskleidungsöffnung freizulegen, so daß eine Sonde in das Auskleidrohr eingesetzt werden kann, um die richtige Anordnung der Brennstoffpelletsäule darin sicherzustellen. -..,._...
Es wurde hier eine vollständige Brennstoffladevorrichtung.beschrieben, wobei aber darauf hinzuweisen ist, daß diese Pelletstapelvorrichtung auch zum Ersetzen von Pellettabletts benutzt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermindert in beträchtlicher Weise die Strahlungsbelastung des Personals. Ferner wird die zum Stapeln einer Brennstoffsäule und zum Beladen erforderliche Zeit um annähernd 65% reduziert. Die Drehung der Pellets durch die Stapelvorrichtung bewirkt die Entfernung von Teilchen und Staub, die zwischen die Rollen fallen, so daß die Wahrscheinlichkeit des Einbringens unerwünschter Fremdstoffe in die Brennstoff auskleidrohre in beträchtlicher Weise vermindert wird. Zudem hat die Rollwirkung der Wellen das Bestreben, die Pellets bezüglich einander derart anzuordnen, daß sich eine äußerst kompakte Form ergibt und so daß man eine dichte spaltfreie Säule erreicht.
Die Drehrichtung, die Durchmessergrößen und die Drehzahl der einzelnen Wellen kann derart vorgesehen sein, daß man das Stapeln der meisten Zylinderoberflächen ermöglicht. Bei Kernbrennstoff anwendungsf allen ist es erwünscht, daß man die Gegendrehung der Wellen in der Weise ausrichtet, daß auf die Pellets ein nach oben gerichteter Freiheitsvektor ausgeübt wird. Die Aufwärtsbewegung der Oberflächen der Wellen, welche die Spur bilden, hält dann die Pellets schwebend oberhalb der Spur und hat das Bestreben, die Reibung längs des longitudinalen Laufs der Spur zu vermindern. Es sei jedoch bemerkt, daß die Richtung und Größe der auf die Pellets durch die Wellen ausgeübten Kraft veränderbar ist, um nahezu allen Anwendungsfällen gerecht zu werden. Beispielsweise können die Wellen 12A und 12B auf unterschiedliche Durchmessergrößen eingestellt und durch einen gemeinsamen Bandantrieb 100 und eine Scheibenanordnung 102 gedreht werden, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist, um eine Drehung in der gleichen Richtung bei unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Wellen zu erreichen. Alternativ"kann die Gegendrehung in einer Richtung bewirkt werden, um einenJi-ach unten gerichteten Kraftvektor an den Pellets zu erzeugen, um so die Pellets fest innerhalb der Spur 14 sitzend zu halten. Andere Ausbildungen können unter Verwendung unterschiedlicher Kombinationen der beschriebenen Beispiele vorgesehen sein, um entsprechenden Anforderungen gerecht zu werden. Es kann jedes zylindrische Objekt behandelt werden und der Ausdruck "Pellet" ist hier lediglich zur Bezeichnung irgendeines Objektes benutzt, welches eine
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längliche zylindrische Abmessung besitzt.
4 O 9 8 8 4 / O 9 3 4

Claims (18)

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Stapeln zylindrischer Pellets, gekennzeichnet durch ein Paar zylindrischer,mit Abstand angeordneter, drehbarer länglicher Wellen (12), die einzeln für eine Drehung auf der entsprechenden Längsachse betätigbar sind, und wobei ein Abstand zwischen den Wellen eine Längsspur (14) definiert, die eine solche Größe besitzt, daß die Zylinderoberflächen der Pellets darin sitzen können und gehaltert werden, und wobei ferner Mittel (26) zum Eingeben der Pellets auf die Spur in einer säulenartigen Tandemanordnung vorgesehen sind, wobei die Zylinderachse der Pelletsäule im wesentlichen parallel mit der Achse der Wellen ausgerichtet ist, um die Pellets in Längsrichtung längs der Spur in säulenartiger Formation zu bewegen .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrmittel für die Längsbewegung der Pellets an einer vorbestimmten Stelle der Spur vorbei vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel eine Sperrung gegenüber der Pelletbewegung längs der Pelletbahn auf der Spur an einer vorbestimmten Stelle vorsehen, und daß die Sperrung aus der Pelletbahn herausbewegbar ist, um so die weitere Bewegung der Pellets längs der Spur zu ermöglichen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Halterung der Wellen längs ihrer entsprechenden Achsen auf einer geneigten unter einem Winkel gegenüber der Horizontalen angeordneten Ebene in einer solchen Weise, daß die Schwerkraft die Längsbewegung der Pellets auf der Spur unterstützt.
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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsmittel in der Weise einstellbar sind, daß der Neigungswinkel der Längsachsen der Wellen veränderbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Messung der sich in Längsrichtung erstreckenden Länge der Pelletsäule längs der Spur.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pelleteinspeisevorrichtung eine vorbestimmte Pelletmenge auf die Spur liefert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Führungsmittel, um die Pellets innerhalb der Spur in einer solchen Weise zu führen, daß eine Buckelbildung der Pelletsäule vermieden wird, wenn die Pellets sich längs der Spur Bewegen.
9« Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel ein längliches Niederhalte-Abdeckteil aufweisen, welches in Längsrichtung entlang der Spur oberhalb der Pelletsäule gehaltert ist und so angeordnet ist, daß eine wesentliche Vertikalverschiebung der einzelnen Pellets gegenüber der Säulenachse vermieden wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mechanische Ramravorrichtung, die normalerweise außerhalb der Bewegungsbahn der Pellets, wie sie durch die Spur definiert ist, angeordnet ist, und wobei die Rammvorrichtung innerhalb der Pelletbahn zwischen den Pelletspeisemitteln und der Pelletsäule anzuordnen ist, und längs der Spur in der Richtung der Pelletbewegung verschiebbar ist, um die Pellets längs der Spur zu stossen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
ein längliches zylindrisches rohrförmiges Gehäuseglied, welches einen Innendurchmesser von einer zur Aufnahme der Pellets geeigneten Größe besitzt, und wobei das Gehäuseglied in Längsausrichtung mit dem unteren Ende der Spur der Pelletsäule ange-
. ' Π93
ordnet ist, und wobei ferner Mittel vorhanden sind, um die Pelletsäule in das Gehäuseglied zu bewegen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Brennstoffpellets in die Brennstoffstäbe eingegeben werden, die in einem Kernreaktor verwendet werden sollen, wobei die Pellets aus spaltbarem Material hergestellt sind und das Gehäuseglied eine solche Größe besitzt, daß darin die Pellets in einer dicht gepackten,tandemartigen, säulenartigen Anordnung ausgenommen werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Trichtermittel (96) am Ladeende des Gehäuseglieds zwischen der Spur und dem Gehäuseglied vorgesehen sind, und eine Öffnungen aufweisen, deren Größe höher liegt als die gemessenen Pellets, um so die Pellets in das Gehäuseglied zu führen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen in entgegengesetzten Richtungen zueinander verdrehbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß" die Wellen in der gleichen Richtung drehbar sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Wellen auf zwei unterschiedlicher Durchmessergrößen eingestellt sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen mit zwei unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten sich drehen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellen in Parallelausrichtung miteinander gehaltert sind.
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DE19742428329 1973-06-13 1974-06-12 Stapelvorrichtung fuer zylindrische pellets Pending DE2428329A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US36967473A 1973-06-13 1973-06-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2428329A1 true DE2428329A1 (de) 1975-01-23

Family

ID=23456430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742428329 Pending DE2428329A1 (de) 1973-06-13 1974-06-12 Stapelvorrichtung fuer zylindrische pellets

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JP (1) JPS5035593A (de)
DE (1) DE2428329A1 (de)
FR (1) FR2233258A1 (de)

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