[發明專利]一種燃料棒壓塞充氦裝置、系統及方法

在審

• 申請號: 202110777781.5
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113744908A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 翟家海;江保軍;童曉東;徐陣濤;姚進
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司;成都市雷而特科技有限責任公司
• 主分類號: G21C21/02
• 分類號: G21C21/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

1.一種燃料棒壓塞充氦裝置，其特征在于，包括：密封腔體(12)和壓塞機構；

所述密封腔體(12)具有密封腔室(6)，密封腔體(12)上開設有與密封腔室(6)連通的第一開口和第二開口，第一開口和第二開口分設于密封腔體(12)沿燃料棒(9)軸向方向的兩端，

燃料棒(9)待充氣的一端能夠通過第一開口伸入密封腔室(6)內，

壓塞機構設于密封腔體(12)與第二開口對應的一側，用于夾持端塞(19)，且能夠沿燃料棒(9)軸向方向滑移，以使其夾持端塞(19)的一端通過第二開口伸入密封腔室(6)內，至端塞(19)壓入燃料棒(9)中；

所述密封腔體(12)上設有第一密封結構(17)和第二密封結構(18)，第一密封結構(17)用于在燃料棒(9)待充氣的一端伸入密封腔室(6)內后密封所述第一開口，

第二密封結構(18)用于在壓塞機構夾持(19)的一端伸入密封腔室(6)內后密封所述第二開口，

所述密封腔體(12)上設有與密封腔室(6)連通的進排氣嘴(11)，用于與抽真空裝置連接，以排出密封腔室(6)內的空氣，或與氦氣裝置連接，以向密封腔室(6)內充入氦氣。

2.根據權利要求1所述的燃料棒壓塞充氦裝置，其特征在于，還包括夾持機構，夾持機構設于密封腔體(12)與第一開口對應的一側，用于引導燃料棒(9)進入密封腔室(6)內，并在燃料棒(9)進入密封腔室(6)后夾持所述燃料棒(9)裝有芯塊的一端。

3.根據權利要求2所述的燃料棒壓塞充氦裝置，其特征在于，所述夾持機構包括夾持本體(7)和第一氣缸(8)，所述夾持本體(7)包括第一夾持瓣和第二夾持瓣，第一氣缸(8)與第二夾持瓣相連，用于驅動第二夾持瓣靠近第一夾持瓣，以使第一夾持瓣和第二夾持瓣之間形成容置燃料棒(9)的夾持腔。

4.根據權利要求1-3任一項所述的燃料棒壓塞充氦裝置，其特征在于，還包括托輪機構(15)，所述托輪機構(15)設于夾持機構和密封腔體(12)之間，用于支承燃料棒(9)待充氣的一端，以防止其在進入密封腔室(6)前下垂。

5.根據權利要求1-3任一項所述的燃料棒壓塞充氦裝置，其特征在于，所述第一密封結構(17)為氣脹密封圈，所述氣脹密封圈設于第一開口內且可供燃料棒(9)穿過，其上設有用于連接外部壓縮空氣源的進氣口(13)。

6.根據權利要求5所述的燃料棒壓塞充氦裝置，其特征在于，還包括端板(14)，所述端板(14)可拆卸連接于密封腔體(12)與第一開口對應的一端，用于將氣脹密封圈壓緊于第一開口內。

7.根據權利要求1-3任一項所述的燃料棒壓塞充氦裝置，其特征在于，所述壓塞機構包括第二氣缸(2)和壓塞桿(5)，所述壓塞桿(5)的一端與第二氣缸(2)相連，另一端用于安裝端塞(19)，第二氣缸(2)用于驅動壓塞桿(5)沿燃料棒(9)軸向方向滑移。

8.根據權利要求7所述的燃料棒壓塞充氦裝置，其特征在于，所述壓塞機構還包括壓力傳感器(3)，所述壓力傳感器(3)設于第二氣缸(2)和壓塞桿(5)之間，用于監測壓塞桿(5)的壓塞力。

9.一種燃料棒壓塞充氦系統，其特征在于，包括抽真空裝置、氦氣裝置，以及如權利要求1-8任一項所述的燃料棒壓塞充氦裝置。

10.一種利用如權利要求1-8任一項所述的裝置進行燃料棒壓塞充氦的方法，包括：

S1：將燃料棒(9)待充氣的一端通過密封腔體(12)的第一開口送入其密封腔室(6)內，壓塞機構朝向密封腔體(12)滑移，以使其夾持端塞(19)的一端通過密封腔體(12)的第二開口伸入其密封腔室(6)內，再采用第一密封結構(17)密封第一開口，采用第二密封結構(18)密封第二開口；

S2：將密封腔體(12)上的進排氣嘴(11)與抽真空裝置連接，抽真空裝置啟動，以排出密封腔室(6)內的空氣；

S3：將密封腔體(12)上的進排氣嘴(11)與氦氣裝置連接，氦氣裝置啟動，以向密封腔室(6)和燃料棒(9)內充入氦氣；

S4：壓塞機構朝向密封腔體(12)滑移，以使端塞(19)壓入燃料棒(9)中。