[发明专利]一种燃料棒压塞充氦装置、系统及方法

说明书

本发明提供一种燃料棒压塞充氦装置、系统及方法，装置包括：密封腔体和压塞机构；密封腔体上开设有与密封腔室连通的第一和第二开口，燃料棒待充气的一端能够通过第一开口伸入密封腔室内，压塞机构设于密封腔体与第二开口对应的一侧，用于夹持端塞，且能够沿燃料棒轴向方向滑移，以使其夹持端塞的一端通过第二开口伸入密封腔室内，至端塞压入燃料棒中；密封腔体上设有第一和第二密封结构，分别用于密封第一和第二开口，密封腔体上设有与密封腔室连通的进排气嘴，用于与抽真空装置连接，以排出密封腔室内的空气，或与氦气装置连接，以向密封腔室内充入氦气。该装置结构简单、过程可控，能够完成多种规格MOX燃料棒的充氦、压塞操作。

技术领域

本发明具体涉及一种燃料棒压塞充氦装置、系统及方法。

背景技术

快中子反应堆内所用核燃料元件的主要组成部分为燃料棒,燃料棒由包壳管、芯块、上下端塞等组成。

燃料棒在完成芯块装管操作后，为避免芯块氧化，需在燃料棒内充入氦气，再将端塞压入包壳管对燃料棒进行密封，包壳管内氦气的压力及体积比例均有要求。

目前国内现有压水燃料棒，采用压完端塞后充氦的方式进行密封，氦气通过端塞的中心孔充入包壳管，由于MOX燃料棒端塞开有槽，需要先充氦再压塞，因此，适用于压水燃料棒的端塞压塞机构不适用于MOX燃料棒。并且，二者充氦的方式及要求均不同，需研制一种适用于MOX燃料棒的压塞充氦装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种适用于MOX燃料棒压塞充氦的装置，还相应提供一种具有该装置的系统，以及利用该系统进行燃料棒压塞充氦的方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种燃料棒压塞充氦装置，包括：密封腔体和压塞机构；

所述密封腔体具有密封腔室，密封腔体上开设有与密封腔室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沿燃料棒轴向方向的两端，

燃料棒待充气的一端能够通过第一开口伸入密封腔室内，

压塞机构设于密封腔体与第二开口对应的一侧，用于夹持端塞，且能够沿燃料棒轴向方向滑移，以使其夹持端塞的一端通过第二开口伸入密封腔室内，至端塞压入燃料棒中；

所述密封腔体上设有第一密封结构和第二密封结构，第一密封结构用于在燃料棒待充气的一端伸入密封腔室内后密封所述第一开口，

第二密封结构用于在压塞机构夹持的一端伸入密封腔室内后密封所述第二开口，

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

可选地，还包括夹持机构，夹持机构设于密封腔体与第一开口对应的一侧，用于引导燃料棒进入密封腔室内，并在燃料棒进入密封腔室后夹持所述燃料棒装有芯块的一端。

可选地，所述夹持机构包括夹持本体和第一气缸，所述夹持本体包括第一夹持瓣和第二夹持瓣，第一气缸与第二夹持瓣相连，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的夹持腔。

可选地，还包括托轮机构，所述托轮机构设于夹持机构和密封腔体之间，用于支承燃料棒待充气的一端，以防止其在进入密封腔室前下垂。

可选地，所述第一密封结构为气胀密封圈，所述气胀密封圈设于第一开口内且可供燃料棒穿过，其上设有用于连接外部压缩空气源的进气口。

可选地，还包括端板，所述端板可拆卸连接于密封腔体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。