[发明专利]一种燃料棒压塞充氦装置、系统及方法

权利要求书

1.一种燃料棒压塞充氦装置，其特征在于，包括：密封腔体(12)和压塞机构；

所述密封腔体(12)具有密封腔室(6)，密封腔体(12)上开设有与密封腔室(6)连通的第一开口和第二开口，第一开口和第二开口分设于密封腔体(12)沿燃料棒(9)轴向方向的两端，

燃料棒(9)待充气的一端能够通过第一开口伸入密封腔室(6)内，

压塞机构设于密封腔体(12)与第二开口对应的一侧，用于夹持端塞(19)，且能够沿燃料棒(9)轴向方向滑移，以使其夹持端塞(19)的一端通过第二开口伸入密封腔室(6)内，至端塞(19)压入燃料棒(9)中；

所述密封腔体(12)上设有第一密封结构(17)和第二密封结构(18)，第一密封结构(17)用于在燃料棒(9)待充气的一端伸入密封腔室(6)内后密封所述第一开口，

第二密封结构(18)用于在压塞机构夹持(19)的一端伸入密封腔室(6)内后密封所述第二开口，

所述密封腔体(12)上设有与密封腔室(6)连通的进排气嘴(11)，用于与抽真空装置连接，以排出密封腔室(6)内的空气，或与氦气装置连接，以向密封腔室(6)内充入氦气。

2.根据权利要求1所述的燃料棒压塞充氦装置，其特征在于，还包括夹持机构，夹持机构设于密封腔体(12)与第一开口对应的一侧，用于引导燃料棒(9)进入密封腔室(6)内，并在燃料棒(9)进入密封腔室(6)后夹持所述燃料棒(9)装有芯块的一端。

3.根据权利要求2所述的燃料棒压塞充氦装置，其特征在于，所述夹持机构包括夹持本体(7)和第一气缸(8)，所述夹持本体(7)包括第一夹持瓣和第二夹持瓣，第一气缸(8)与第二夹持瓣相连，用于驱动第二夹持瓣靠近第一夹持瓣，以使第一夹持瓣和第二夹持瓣之间形成容置燃料棒(9)的夹持腔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料棒压塞充氦装置，其特征在于，还包括托轮机构(15)，所述托轮机构(15)设于夹持机构和密封腔体(12)之间，用于支承燃料棒(9)待充气的一端，以防止其在进入密封腔室(6)前下垂。

5.根据权利要求1-3任一项所述的燃料棒压塞充氦装置，其特征在于，所述第一密封结构(17)为气胀密封圈，所述气胀密封圈设于第一开口内且可供燃料棒(9)穿过，其上设有用于连接外部压缩空气源的进气口(13)。

6.根据权利要求5所述的燃料棒压塞充氦装置，其特征在于，还包括端板(14)，所述端板(14)可拆卸连接于密封腔体(12)与第一开口对应的一端，用于将气胀密封圈压紧于第一开口内。

7.根据权利要求1-3任一项所述的燃料棒压塞充氦装置，其特征在于，所述压塞机构包括第二气缸(2)和压塞杆(5)，所述压塞杆(5)的一端与第二气缸(2)相连，另一端用于安装端塞(19)，第二气缸(2)用于驱动压塞杆(5)沿燃料棒(9)轴向方向滑移。

8.根据权利要求7所述的燃料棒压塞充氦装置，其特征在于，所述压塞机构还包括压力传感器(3)，所述压力传感器(3)设于第二气缸(2)和压塞杆(5)之间，用于监测压塞杆(5)的压塞力。

9.一种燃料棒压塞充氦系统，其特征在于，包括抽真空装置、氦气装置，以及如权利要求1-8任一项所述的燃料棒压塞充氦装置。

10.一种利用如权利要求1-8任一项所述的装置进行燃料棒压塞充氦的方法，包括：

S1：将燃料棒(9)待充气的一端通过密封腔体(12)的第一开口送入其密封腔室(6)内，压塞机构朝向密封腔体(12)滑移，以使其夹持端塞(19)的一端通过密封腔体(12)的第二开口伸入其密封腔室(6)内，再采用第一密封结构(17)密封第一开口，采用第二密封结构(18)密封第二开口；

S2：将密封腔体(12)上的进排气嘴(11)与抽真空装置连接，抽真空装置启动，以排出密封腔室(6)内的空气；

S3：将密封腔体(12)上的进排气嘴(11)与氦气装置连接，氦气装置启动，以向密封腔室(6)和燃料棒(9)内充入氦气；

S4：压塞机构朝向密封腔体(12)滑移，以使端塞(19)压入燃料棒(9)中。