RU2448379C1 - Устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку - Google Patents
Устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448379C1 RU2448379C1 RU2010145739/07A RU2010145739A RU2448379C1 RU 2448379 C1 RU2448379 C1 RU 2448379C1 RU 2010145739/07 A RU2010145739/07 A RU 2010145739/07A RU 2010145739 A RU2010145739 A RU 2010145739A RU 2448379 C1 RU2448379 C1 RU 2448379C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- column
- length
- possibility
- rod
- satellite
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при снаряжении оболочек тепловыделяющих элементов (твэл) ядерным топливом в виде таблеток. Устройство отмера длины столба стержневых твэлов и подачи топливных таблеток в оболочку содержит линейный привод с двигателем, соединенный со спутником-накопителем с возможностью его шаговой подачи и перемещения неполных столбов топливных таблеток в зону отмера длины столба и далее по ручью спутника-накопителя в зону для введения неполных столбов топливных таблеток в оболочку, и датчики начала и конца измерения длины частичного столба. Линейный привод содержит две каретки, с которыми связано, по меньшей мере, одно устройство заталкивания, каждое из которых выполнено в виде пневмоцилиндра со стержнем, который расположен над соответствующим ручьем спутника-накопителя с возможностью захода в оболочку при заталкивании частичного столба, при этом пневмоцилиндр выполнен с возможностью смещения стержня в вертикальной плоскости. Изобретение позволяет повысить производительность, уменьшить погрешность и обеспечить возможность снаряжения нескольких, например 4-х, твэлов одновременно и автоматизировать процесс настройки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при снаряжении оболочек тепловыделяющих элементов (твэл) ядерным топливом в виде таблеток.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является устройство отмера длины столба и подачи топливных таблеток в оболочку, используемое в установке для горизонтального снаряжения таблетками оболочек стержневых твэлов в линии ВВЭР-440 (см. RU 2302047 С1, опубл. 2007 г.).
Известное устройство содержит линейный привод с кареткой и шаговым двигателем, соединенным со спутником-накопителем с возможностью его шаговой подачи и перемещения неполных столбов топливных таблеток в зону отмера длины столба и далее на ленточный транспортер, размещенный перед стыковочным узлом, который жестко связан со вторичной частью вибропривода для введения неполных столбов топливных таблеток в оболочку, устройство отмера длины столба и подачи топливных таблеток включает также датчики, установленные на границах зоны отмера с возможностью переключения одного из них при начале перемещения каретки линейного двигателя и другого - при пересечении границы зоны отмера торцом неполного столба для подсчета количества импульсов, поданных на шаговый двигатель перемещения каретки.
Ближайший аналог имеет следующие недостатки:
- применение линейного привода с парой винт-гайка и шаговым двигателем имеет ограничение по скорости перемещения каретки, на которой закреплен упор толкателя (заталкиватель): на малых скоростях возникает вибрация, которая влияет на точность измерения частичного столба, максимальная скорость также имеет ограничения, что снижает производительность установки в целом
- заложенный принцип измерения частичных столбов в данной реализации не обеспечивает необходимую точность. Испытания показали, что реальная погрешность измерения длины частичного столба при данной скорости измерения может достигать 0.3 мм
- после разделения последнего частичного столба необходимо дополнительным ходом каретки измерить остаточную длину. При этом расстояние, на котором каретка движется со скоростью измерения значительно превышает расстояние для измерения частичного столба и времени затрачивается больше. При этом продолжается процесс снаряжения, под воздействием вибрации (в том числе и от перемещения линейного привода на маленькой скорости) передняя таблетка остатка может соскользнуть на ленточный транспортер и попасть в оболочку.
- заталкиватель после измерения перемещает частичный столб на ленточный транспортер и лоток стыковочного узла. В оболочку топливный столб вводится под действием горизонтальных виброколебаний, совершаемых виброприводом. Однако было замечено, что с горизонтально расположенного лотка стыковочного узла таблетки заходят в оболочку, когда имеется подпор следующими таблетками. Последняя таблетка часто остается на лотке
- при настройке узла отмера требуется ручное перемещение настроечного образца после каждого измерения
- данная схема не позволяет создать устройство для снаряжения более одного твэла одновременно. Над накопителем физически возможно разместить не более 2-х приводов. Крепление датчика SQ5 не позволяет смещать накопитель, когда на нем лежит остаток частичного столба.
Техническими задачами предлагаемого изобретения являются:
- повышение производительности;
- уменьшение погрешности, используя стандартное оборудование;
- обеспечить возможность снаряжения нескольких, например, 4-х твэлов одновременно;
- автоматизировать процесс настройки.
Поставленные задачи решаются тем, что устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку, содержащее линейный привод с двигателем, соединенный со спутником-накопителем с возможностью его шаговой подачи и перемещения неполных столбов топливных таблеток в зону отмера длины столба и далее по ручью спутника-накопителя в зону для введения неполных столбов топливных таблеток в оболочку, и датчики начала и конца измерения длины частичного столба, отличающееся тем, что линейный привод содержит две каретки, с которыми связано по меньшей мере одно устройство заталкивания, каждое из которых выполнено в виде пневмоцилиндра со стержнем, который расположен над соответствующим ручьем спутника-накопителя с возможностью захода в оболочку при заталкивании частичного столба, при этом пневмоцилиндр выполнен с возможностью смещения стержня в вертикальной плоскости.
Выполнение пневмоцилиндра с возможностью смещения стержня в вертикальной плоскости позволяет перемещать каретку над частичным столбом, что дает возможность сдвигать остаток таблеток на накопителе назад и смещать накопитель для отмера остатка столба в другую оболочку, а так же автоматизировать процесс настройки и решить проблему с принудительным заталкиванием последней таблетки.
Предпочтительно упомянутый двигатель выполнен в виде серводвигателя с ременной передачей. Кроме улучшенной динамики перемещения привод с серводвигателем обеспечивает контроль усилия заталкивания, что позволяет остановить процесс снаряжения в случае заклинивания таблеток в стыковочном узле или оболочке.
Для уменьшения погрешности измерения датчики начала и конца измерения длины частичного столба соединены с блоком дискретных входов с аппаратными прерываниями, на линейном приводе в качестве источника импульсов для расчета длины закреплена магнитная лента, а на по меньшей мере одной из кареток закреплены датчики положения по числу ручьев спутника-накопителя, связанные каждый с соответствующим блоком быстрого счета, при этом датчик начала измерения установлен с возможностью формирования сигнала от перемещения кареток, а блоки быстрого счета выполнены с возможностью независимой работы друг от друга при получении импульсов от датчиков положения и остановки счета при получении сигналов с соответствующих датчиков конца измерений.
Сущность изобретения поясняется с помощью фиг.1, на которой показан вид сверху на 4-ручьевое устройство отмера, фиг.2, на которой показан вид сбоку на данное устройство, и фиг.3, на которой показана схема шаговой подачи спутника-накопителя.
Предлагаемое устройство отмера длины столба стержневых твэлов и подачи топливных таблеток в оболочку содержит два линейных привода. Первый линейный привод состоит из прецизионного серводвигателя 1 MTR-AC-70-3S-GA с ременной передачей, двух кареток 3 и 4, перемещающихся по двум параллельным направляющим. На каретках 3 и 4 закреплена металлическая пластина 5 с четырьмя устройствами заталкивания, каждое из которых выполнено в виде пневмоцилиндра 6 с металлическим стержнем 7, который расположен над соответствующим ручьем спутника-накопителя 8 с возможностью захода в оболочку 9 при заталкивании частичного столба. Пневмоцилиндры 6 выполнены с возможностью смещения стержней 7 в вертикальной плоскости, что позволяет перемещать каретки 3 и 4 над частичными столбами. Второй линейный привод, состоящий из прецизионного серводвигателя 2 (аналогичного серводвигателю 1) соединен со спутником-накопителем 8 с возможностью его шаговой подачи и перемещения неполных столбов топливных таблеток в зону отмера длины столба. Неполные столбы топливных таблеток после отмера сдвигаются стержнями 7 на ленточный транспортер 11 и через стыковочный узел 12 в оболочку 9.
Система управления установкой построена на базе контроллера SIMATIC S7-300. Это контроллер модульного типа. Основной модуль процессорный, к нему стыкуются специализированные периферийные модули: дискретные, аналоговые, сигнальные и прочие (в том числе модуль (блок) дискретных входов с аппаратными прерываниями и модули (блоки) быстрого счета). Контроллер циклично опрашивает модули ввода, затем выполняет заложенную в него программу и затем выводит сигналы на модули выхода. В результате такой работы возможна задержка реакции на изменение состояния какого-либо датчика может составить около 18 мс, что соответствует погрешности вычисления длины около 0,4 мм. Поэтому используется модуль - блок дискретных входов с аппаратными прерываниями. Этот блок при изменении состояния датчика прерывает работу контроллера и вызывает подпрограмму обработки данного прерывания. Таким образом задержки при изменении состояния датчиков сведены практически к нулю.
Установка содержит датчик 13 начала (SQ 120) и датчики 14 конца (SQ41, SQ42, SQ43, SQ44) измерения длины частичного столба, соединенные с блоком дискретных входов с аппаратными прерываниями (не показан). В качестве источника импульсов для расчета длины используется магнитная лента (с рисками, нанесенными с шагом 0,02 мм), закрепленная на линейном приводе, и датчики положения Kubler LIME SL2 (4 шт. по количеству ручьев, не показаны), которые крепятся на каретках 3 и 4 привода. Датчики положения, перемещаясь вдоль магнитной ленты, генерируют импульсы в соответствии с рисками на магнитной ленте. Сигналы с датчиков положения поступают на блоки быстрого счета FM350 (не показаны). Датчик 12 начала измерения формирует сигнал от перемещения металлической пластины 5. Блоки быстрого счета работают независимо друг от друга, получая импульсы от датчиков положения и останавливая счет при получении сигналов с датчиков 12 конца измерения. Число импульсов преобразуется в значение длины.
Устройство отмера обеспечивает выполнение следующих функций:
- прием частичных столбов таблеток с платформы осмотра (спутник 10) на спутник-накопитель 8
- перемещение спутника-накопителя 8 на позицию отмера;
- одновременное заталкивание 4-х частичных столбов таблеток с независимым отмером длины каждого столба.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
После включения автоматического режима загерметизированная с одной стороны оболочка 9 транспортным механизмом подается на роликовые опоры, а затем открытый конец вводится в стыковочный узел и зажимается.
Алгоритм автоматического режима для 4-х ручьев
1. Спутник 10 с таблетками стыкуется к спутнику-накопителю 8, на который сдвигают таблетки. Привод с серводвигателем 2 подает заполненный спутник-накопитель 8 в зону отмера топливного столба (на рабочую позицию в точку «а» - стыковка первого ручья накопителя 8 с зоной отмера топливного столба в первую оболочку). По завершении позиционирования сервоконтроллер выдает сигнал. Дальнейшее пошаговое (поручьевое) перемещение спутника-накопителя 8 обеспечивается выбором точки «b» сервоконтроллера, в которой задано относительное смещение на 11 мм от текущей позиции. Металлические стержни 7 опускаются в нижнее положение (SQ30=SQ32=SQ34=SQ36=1).
2. При измерении частичных столбов каретки 3, 4 находятся в крайнем левом положении (точка «с»). После опускания стержней 7 (толкателей) каретки 3 и 4 привода с серводвигателем 1 начинают движение в точку «а» со скоростью VНОМ 300 мм/сек. По заднему фронту сигнала от датчика начала счета вызывается аппаратное прерывание, которое запускает счет на блоках быстрого счета. Стержни 7 перемещают частичные столбы по спутнику-накопителю, блоки быстрого счета считают импульсы. При наезде передним торцом частичного столба из 4-х ручьев на датчик конца счета SQ41-SQ44 на каждом вызывается аппаратное прерывание, которое останавливает счет импульсов соответствующего частичного столба. Число импульсов умножается на цену деления и получается пройденное расстояние в мм.
3. При срабатывании одного из датчиков SQ41, SQ42, SQ43, SQ44 фиксируется текущая позиция каретки 3 или 4 (в мм), вычитается из базового расстояния на данном ручье и рассчитывается длина частичного столба.
где Lчсi - длина частичного столба на i ручье; Lbi - базовая длина на i ручье; Li - текущая позиция каретки.
4. Определяется длина частичного столба, которую необходимо набрать.
где Lcti - длина столба, которую необходимо набрать на i ручье;
Lmin доп - заданная минимально допустимая длина топливного столба;
L∑otпрi - длина столба таблеток загруженных в i оболочку.
5. Полученная длина частичного топливного столба Lчсi сравнивается с длиной Lcti, которую необходимо набрать.
Если Lчсi<Lcti., то вернуться к п.3 и ожидать сигналов от оставшихся датчиков. Если Lчсi<Lcti на всех четырех столбах, то переместить каретку в т. «b» с прерыванием позиционирования в т. «а». Затем вернуть каретку в т. «с». Сдвинуть спутник-накопитель на 1 шаг. Повторить п.2
Если Lчсi≥Lcti, то отмер части столба происходит по следующему алгоритму:
6. Алгоритм разделения столба
- каретки 3 и 4 перемещается на расстояние (Lст-2*Lтаблетки);
- скорость перемещения каретки снижается до Vmin≈40 мм/сек, что приводит к дискретизации таблеток на ленточном транспортере и поштучному сталкиванию таблеток;
- по сигналу датчика начала счета (датчика переднего торца таблеток) проводится перерасчет длины отправленного столба L∑otпрi и оставшейся длины столба Lостi на данном ручье;
Если длина L∑otпрi≥Lmin доп, то подается команда - стержень 7 первого пневмоцилиндра вверх.
- Если сигналы от других датчиков не получены, то вернуться к п.3.
- Если измерения по всем ручьям проведены, то переместить каретку в т. «b».
- По сигналу завершения позиционирования сервоконтроллера серводвигателя 1 опустить все четыре стержня 7.
- Переместить каретку в т. «d» со скоростью 500 мм/сек.
- Переместить каретку в т. «b» со скоростью 1500 мм/сек.
- Переместить каретку в т. «е» со скоростью 200 мм/сек.
- Поднять все стержни 7. SQ29-SQ31=SQ33=SQ35=1
- Переместить каретку в т. «с» со скоростью 1500 мм/сек
- Опустить все четыре стержня 7 вниз.
7. Вычислить, на каком ручье столб таблеток, загруженных в оболочку, имеет минимальную длину MIN L∑otпрi.
Определить, на каком ручье находится максимальная длина оставшихся таблеток.
Если MAX Lостj<Lmin доп-MIN L∑otпрi., то переместить j оставшийся столб в i оболочку. Если MAX Lостj>Lmin доп-MIN L∑otпрi, то переместить j оставшийся столб в i оболочку в соответствии с алгоритмом разделения частичного столба.
Повторять п.6 до момента, когда на спутнике не останется таблеток или будут набраны все 4-е топливных столба.
Если в ходе выполнения алгоритма на спутнике не останется таблеток, то выполняется перезагрузка спутника-накопителя.
Если все 4-топливных столба набраны, то производится смена изделий. Повторяется цикл с п.2.
Claims (3)
1. Устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку, содержащее линейный привод с двигателем, соединенный со спутником-накопителем с возможностью его шаговой подачи и перемещения неполных столбов топливных таблеток в зону отмера длины столба и далее по ручью спутника-накопителя в зону для введения неполных столбов топливных таблеток в оболочку, и датчики начала и конца измерения длины частичного столба, отличающееся тем, что линейный привод содержит две каретки, с которыми связано по меньшей мере одно устройство заталкивания, каждое из которых выполнено в виде пневмоцилиндра со стержнем, который расположен над соответствующим ручьем спутника-накопителя с возможностью захода в оболочку при заталкивании частичного столба, при этом пневмоцилиндр выполнен с возможностью смещения стержня в вертикальной плоскости.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый двигатель выполнен в виде серводвигателя с ременной передачей.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчики начала и конца измерения длины частичного столба соединены с блоком дискретных входов с аппаратными прерываниями, на линейном приводе в качестве источника импульсов для расчета длины закреплена магнитная лента, а на по меньшей мере одной из кареток закреплены датчики положения по числу ручьев спутника-накопителя, связанные каждый с соответствующим блоком быстрого счета, при этом датчик начала измерения установлен с возможностью формирования сигнала от перемещения кареток, а блоки быстрого счета выполнены с возможностью независимой работы друг от друга при получении импульсов от датчиков положения и остановки счета при получении сигналов с соответствующих датчиков конца измерений.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010145739/07A RU2448379C1 (ru) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010145739/07A RU2448379C1 (ru) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2448379C1 true RU2448379C1 (ru) | 2012-04-20 |
Family
ID=46032725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010145739/07A RU2448379C1 (ru) | 2010-11-10 | 2010-11-10 | Устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2448379C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109599200A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-09 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种压水堆芯块自动装管装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4070240A (en) * | 1977-02-02 | 1978-01-24 | Westinghouse Electric Corporation | Seal containment system |
US4944912A (en) * | 1987-09-15 | 1990-07-31 | Reaktor-Brennelement Union Gmbh | Fuel rod for a nuclear reactor fuel assembly |
RU2052329C1 (ru) * | 1995-02-20 | 1996-01-20 | Творческий союз изобретателей Научно-Производственного объединения "Атомкотломаш" | Способ изготовления трубных плетей и устройство для его осуществления |
RU2236713C2 (ru) * | 2002-07-22 | 2004-09-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Устройство снаряжения автоматической линии изготовления тепловыделяющих элементов |
RU2302047C1 (ru) * | 2005-12-08 | 2007-06-27 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Способ горизонтального снаряжения таблетками оболочек стержневых тепловыделяющих элементов и устройство для его осуществления |
-
2010
- 2010-11-10 RU RU2010145739/07A patent/RU2448379C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4070240A (en) * | 1977-02-02 | 1978-01-24 | Westinghouse Electric Corporation | Seal containment system |
US4944912A (en) * | 1987-09-15 | 1990-07-31 | Reaktor-Brennelement Union Gmbh | Fuel rod for a nuclear reactor fuel assembly |
RU2052329C1 (ru) * | 1995-02-20 | 1996-01-20 | Творческий союз изобретателей Научно-Производственного объединения "Атомкотломаш" | Способ изготовления трубных плетей и устройство для его осуществления |
RU2236713C2 (ru) * | 2002-07-22 | 2004-09-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Устройство снаряжения автоматической линии изготовления тепловыделяющих элементов |
RU2302047C1 (ru) * | 2005-12-08 | 2007-06-27 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Способ горизонтального снаряжения таблетками оболочек стержневых тепловыделяющих элементов и устройство для его осуществления |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109599200A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-09 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种压水堆芯块自动装管装置 |
CN109599200B (zh) * | 2018-12-29 | 2022-10-21 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种压水堆芯块自动装管装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100554134C (zh) | 视觉寻址定位自动灌装设备 | |
CN105953690B (zh) | 一种花键检测机 | |
CN204843079U (zh) | 一种pcb板分板机 | |
CN103895900B (zh) | 一种蓄电池包装线的装箱装置 | |
CN106324876B (zh) | 无边框显示器液晶面板组装生产线 | |
CN205352361U (zh) | 零件三维尺寸检测机 | |
CN102582878A (zh) | 一种能自动快速检测瓶子灌装量的装置和方法 | |
CN202622185U (zh) | 一种切割机 | |
CN102847946B (zh) | 用于粉末冶金零件的自动整形装置 | |
CN1893813B (zh) | 干涉检测方法及装置、具备该装置的表面安装机及安装*** | |
CN103743975A (zh) | 软板自动测试设备及软板自动化测试方法 | |
RU2448379C1 (ru) | Устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку | |
RU112484U1 (ru) | Устройство отмера длины столба стержневых тепловыделяющих элементов и подачи топливных таблеток в оболочку | |
CN112645266A (zh) | 多桶灌装***和方法 | |
CN107497705B (zh) | 一种上料机构及检测平台 | |
CN203721114U (zh) | 智能搬运仓储装置 | |
CN207170284U (zh) | 一种上料机构及检测平台 | |
CN104359360A (zh) | 一种音量键高度测量机 | |
CN203638722U (zh) | 软板自动供料装置 | |
CN103620513B (zh) | 触发发生装置 | |
CN202814431U (zh) | 自动光学检测仪及其多段式轨道装置 | |
CN103662800A (zh) | 送料机构工件自动防错装置 | |
CN203643535U (zh) | 软板自动测试设备 | |
CN210236345U (zh) | 一种人工堆叠协作自动上件设备 | |
CN104655168A (zh) | 传感器率定校验装置 |