DE2428329A1

DE2428329A1 - STACKING DEVICE FOR CYLINDRICAL PELLETS

Info

Publication number: DE2428329A1
Application number: DE19742428329
Authority: DE
Inventors: Harold Omas Blair; Lorance Merle Jackson; Chester Ray Smith
Original assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Current assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date: 1973-06-13
Filing date: 1974-06-12
Publication date: 1975-01-23
Also published as: FR2233258A1; FR2233258B3; JPS5035593A

Description

United States Atomic Energy Commission, Washington, D.C. 20545, U.S.A.United States Atomic Energy Commission, Washington, D.C. 20545, UNITED STATES.

Stacking device for cylindrical 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.The invention relates to an apparatus for stacking cylindrical pellets, and more particularly to an apparatus for stacking nuclear fuel pellets inserted into fuel rods for use in a nuclear reactor should be.

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 einThe heat generating core of a known type of nuclear reactor contains a variety of fuel assemblies, the total Contains approximately 21,000 fuel rods. Each fuel rod contains 240 fuel pellets that are used during the reactor cracking process Generate heat. There must therefore be more than 5 million pellets in the fuel rods during the manufacturing process be introduced. Regardless of the size of the reactor, the introduction or loading of the fuel rods causes with such a large amount of pellets a major part of the cost of reactor construction, including a

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großer Teil der für den Reaktorbau erforderlichen Zeit für den gleichen Vorgang benötigt wird.a large part of the time required for the reactor construction is required for the same process.

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,Currently, the pellets are inserted into the fuel rods by hand, using various stands and tables, which the bars in fixed predetermined positions with respect to a Trays contain about 25 columns of fuel pellets contains. Each column is precisely axially aligned with an open end of the corresponding fuel rod and an operator then manually pushes 4 or 5 columns of pellet into the hollow rods at a time until the pellet tray is reached is empty. The tray is then replaced with a new supply of pellets and the process is repeated approximately 5 times until each fuel rod is full. Then plugs are welded into the two ends of each rod to hold the pellets to keep in it. The main disadvantage of this method is the low efficiency and the resulting high levels Labor costs caused by the manual insertion of the fuel pellets. Both the pellets and the Rods are manufactured to exact tolerances, with the pellet columns accurately aligned with both the X and Y planes of each rod during ■ must be aligned during the charging process. Should a misalignment occur, the whole process must be paused until the error is eliminated. How inefficient this process is becomes particularly evident when the Pellets are tilted and as a result clog the rod cylinder during loading. In such a case, the operator can do not apply sufficient force to the end of the pellet column to break the blockage and the rod to be exposed again for further loading. In order to loosen the blockage, the rod must be lifted and by hand with a rubber mallet Or the like. Be vibrated in order to bring the pellets out of their clogged position. After the pellets loosened are, the rod must again be placed in its corresponding groove, whereupon the tray is brought back again to continue charging. Since all of these steps must be done by hand during the charging process,

erforderliche Zeit bedeutet die zum Füllen von ungefähr 20 000 Stangen/für einentime required means the time to fill about 20,000 sticks / for one

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Reaktor auch Arbeitskosten, die unverhältnismäßig hoch dann sind, wenn man sie mit anderen Kosten während des Herstellungsvorgangs vergleicht.Reactor also labor costs, which are disproportionately high then when compared to other costs during the manufacturing process.

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.The present invention aims to make loading the tray with pellets more effective, thereby creating a tight packing should and additionally any dust or foreign matter from the Pellet surface should be kept away. This is especially true in the production of fast breeder fuel for modern Reactors important where highly radioactive mixed oxide fuel is used, which requires people to use this fuel exposed to only a minimal amount.

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.The present invention avoids the disadvantages of the prior art Technique by providing a cylindrical pellet stacker and a pair of spaced rotatable ones uses elongated cylindrical shafts which are individually operable to rotate about their respective longitudinal axis. The distance between the shafts is adjusted so that a longitudinal track or rail is formed which is of such a size that the cylindrical surface of the pellets is seated thereon and the pellets are held and furthermore also a guide of the Pellets occur when moving along a path. Means are also provided to put the pellets on a track or rail a columnar tandem arrangement, with the cylinder axis of the pellet column is aligned substantially parallel to the length of the track so as to feed the pellets along the track in the columnar training to move.

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-In a more detailed embodiment, the Rail or track supported on a slope by the pellet dispenser is inclined away, specifically at an angle to the horizontal, in order to use the gravitational sector to support the pellet movement. the Pellets are stacked against a removable barrier along the track at a fixed distance from the dispenser to support the close packing of the columnar formation. The lock can be removed to allow further movement of the column.

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möglichen, wenn das Packen erreicht ist.possible when packing is achieved.

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.From the following description of a preferred embodiment further details of the invention result, through which the device in special applications, such as nuclear fuel loading, can be used.

Weitere Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich aus Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:Further advantages and objectives of the invention emerge from the description of embodiments with reference to the drawing; in the drawing shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Pellet-Stapelvorrichtung; 1 is a perspective view of the pellet stacking device according to the invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;2 shows a side view of the device according to the invention;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt der Seitenansicht der Fig. 2 längs der Linie III-III;3 shows a partial cross-section of the side view of FIG. 2 along the line III-III;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 3, wobei , Teile aus Gründen der Klarheit weggeschnitten sind;Figure 4 is a top plan view of the device of Figure 3 with parts cut away for clarity;

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. 5 is an enlarged view of Fig. 2; Figure 6 is a top plan view of the device shown in Figure 5; FIG. 7 is an enlarged view of a second part of FIG. 2; Fig. 8 is a plan view of the device shown in Fig. 7; Figure 9 is a cross-section along lines IX-IX in Figure 7; Fig. 10 is a cross section taken along lines X-X in Fig. 5;

Fig. 11 eine schematische Ansicht einer alternativen Antriebsund Wellenkonstruktion für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung.FIG. 11 is a schematic view of an alternative drive and shaft construction for the device shown in FIG.

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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-In Fig. 1, a stacking device 10 for cylindrical pellets is shown, which is intended to tightly pack and stack a plurality of pellets in a tandem column arrangement. The apparatus of the present invention generally comprises a pair of cylindrical, spaced apart, rotatably elongated shafts 12 which are individually operable to rotate on their respective axes, driven by an associated motor / gear assembly 32. In the illustrated embodiment, the gear arrangement is coupled to produce a counter-rotation of the shafts, although - as will be explained later - the speed and speed of rotation and the diameter size of the shafts can be adjusted according to each individual application. The longitudinal track or rail 14 defined by the space between the shafts 12 is sized so that the cylindrical surface of the pellets 16 to be stacked can sit and be supported therein in such a way that the stacked pellets rest thereon in the desired columnar arrangement can move lengthways. A pellet dispenser, indicated generally by conduit 26, is supported in alignment with one end of track 14 and arranged so that the pellets are positioned thereon substantially parallel to the axis of shafts 12. In this example, the shaft arrangement is held at an angle which runs along an inclination with respect to the horizontal in order to take advantage of the force of gravity in the movement of the pellets along the track away from the pellet dispensing device. The track 14 is limited to a pellet stop 24, the stop 24 forming a mechanical lock in the pellet movement path. The pellets are thus delivered from the dispensing device through a line 26 to the track 14, which guides the pellet run and supports it through the rotary movement of the shafts, with the corresponding gravitational vector also being involved, which is created by the inclination of the track The track comes to rest at the mechanical stop 24, the rotation of the pellets continuing, which behind it results in a tightly packed columnar arrangement of pellets. The preferred embodiment

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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.example of the invention is shown in Fig. 2, the general Pellet stacking device for the special application is adapted, namely the application when loading fuel rods to be used in nuclear reactors. The individual waves are longitudinally parallel in the manner shown Axes are aligned and the shaft ends are supported by lower and upper bearing surfaces 44 and 46, respectively. The counter rotation is effected by the interposed gear assembly 34 attached to the upper shaft ends, which is better can be seen in FIGS. 1 and 5. A shaft gear or gear is driven by drive gear 36, which one forms an integral part of the engine / gearbox assembly, generally is designated by the reference numeral 32. The rotation of the variable speed motor 42 becomes 90 ° implemented by a worm gear, which is contained within the gear box 38, which is the drive means for the Drive gear 36 forms. All of the gearbox and the top Bearing assemblies are enclosed in a housing 40 which is attached to a lower table platform 48 which is supported by a Angle bracket 50 is worn. The lower shaft ends are supported by a bracket 52 in a similar manner. The table 48 is held inclined by legs 22 and 20. In this modified embodiment, the carrier 20 is at a pivot point 54 to allow adjustment of the table tilt by rotating the cam 56 which forms part of the leg 22 forms. The rotation of the cam by the handle 58 thus affects the angle of inclination of the table and thus the Gravity vector that supports the movement of the pellets along the track 14.

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 BehältersThe pellets are delivered onto the corrugation track by a syntron feeder 18, which is known in the art and basically has a vibrating container 20 which forms the pellet reservoir. A circular oscillation of the container

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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 zuriert
transports the pellets to the circumference of the container and delivers the pellets to the track through line 26 in an efficient manner. The pellets are delivered to the container 20 by a counter 28 which provides the desired number of pellets to be used

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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.Formation of the column arrangement is required. The entire dispenser is firmly coupled to a support bracket 60, which is aligned lengthways and at the top of the table is attached. A depressing bar or cover member 62 is disposed around the pellet track 14 and runs in the longitudinal direction along the track for a substantial part of the pellet's trajectory. The depressing rod 62 hangs on one longitudinally extending angle bracket 64 which is attached by retaining arms 68 to a rotatable shaft 66, how to do so best in the top views of the arrangement according to the figures € and 8 and recognizes in cross section according to FIG. The rotatable shaft 66 is suspended between two support legs 72 and 74, which are attached to the lower table 48. In its lower position, the push-down rod 62 is just above the pellet track and prevents vertical movement of the pellets which could otherwise cause the column to bulge. Furthermore, a handle 70 is provided to assist the rotation of the hold-down rod about its support shaft 66, so as to To gain access to the pellet column for inspection.

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.A second shaft 76 aligned with hold-down shaft 66 is rotatably supported on the lower support leg 72, as shown in FIGS. 7, 8 and 9. The angle bracket 78 forms the holder for the mechanical stop 24 and is attached to the shaft 76 and locks in its lower position the further movement of the pellets along the track 14 and forms the reference point for the column length setting to be described. The mechanical lock 24 is - as shown in Fig. 9 - from the Peiletlaufbahn rotatable out to the further movement of the To allow pellet column along track 14.

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 manAt the upper end of the hold-down shaft 66, a second shaft is rotatably mounted on the upper support leg 74, from which a Support arm 84 and a number indicator 8'2 extend (compare Figures 5 and 6). In the further lowered position the number indicator is 82 held above the pellet track 14, the lower extending sheet 86 sits behind the pellet column, how to

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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.this is best seen in FIG. The number indicator 82 is longitudinally aligned on a fixed rail 88 movable with the axis of the track 14. Thus, when the numeral shaft 8O is rotated, the indicator sheet 86 straight to be arranged above the track 14, the indicator 82 is movable along the rail 88 to the indicator sheet 86 firmly behind to put the pellet column. The movement of the indicator 82 along the track or rail 88 is calibrated on the number display text, to give a measure of the exact length of the pellet column. During the batch process, the display assembly is removed from the Unscrewed away from the pellet trajectory to prevent the pellet from being blocked.

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.A second track or rail 90 is supported below the pellet track by support legs 72 and 74 and runs in the longitudinal direction along the axis of shafts 12 for a substantial part of the wavelength. On the lane guide 90 is a Bracket 92 is slidably attached and carries a mechanical pusher 94 through a rotatable coupling 93. The rotation the clutch 93 is effected by the handle 96 and enables the jar to be rotated into one position between the pellet track in line with the pellet trajectory, as shown in FIGS. 2, 3, 4 and 10. In operation, the pusher is normally kept out of the path of movement of the pellets in order to block the Prevent pellet movement. If desired, the bumper bar 92 is stabilized along its path by guide wheels 91 moved to the rear of the pellet column. The pusher can then be rotated into the path of the pellet movement and sits behind the last pellet in the column, and then acts as a mechanical ramming device to support the others Move the pillar to serve. The longitudinal movement of the pile driver is caused by the drive arm 95, which is laterally extends from bracket 92.

Entsprechend den beschriebenen Einzelheiten werden Brennstoffpelletsäulen in der Weise aufgebaut, daß man zuerst eine vorbestimmte Menge von Pellets vom Zähler 28 in den SyntronspeiserAccording to the details described, fuel pellet columns are made constructed in such a way that first a predetermined amount of pellets from the counter 28 into the Syntron feeder

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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. -..,._...enters. If desired, a vibratory feeder and electronic balance can be used in place of the counter 28. The Syntron feeder aligns the pellets and. gives it via line 26 to the parallel counterrotation Waves 12 from, which by the having a variable speed Motor 40 are driven. The shafts are inclined away from the feed device at an angle of approximately 10 °. In this way, the pellets move down and down the shaft stack, at the en.tfernbaren stop 24, the one on the removed The end of the .rolls is arranged. When a complete column is formed is, the rotation of the shafts is stopped and the Stacking device is brought to a level with the cam assembly 56 by lifting the front end. In this way For example, the fuel pellet column is brought into alignment with a loading funnel 96 attached to the fuel rod liner 98 is. The pellets are then inspected, the number indicator is rotated behind the column and the column length is displayed on the measured to the nearest 0.001 inch. Next, the column stop 24 and numeric indicator 82 are removed from the Unscrewed fuel column path, then insulator pellets at each end of the column and the column is then inserted in the liner pipe 98 through the funnel 96 by means of the pusher 94 encountered. While the column was pushed into the funnel 96; the hold-down rod 62 is positioned just above the pellet column to prevent the pellets from becoming one Form humps, rotating the shafts to reduce friction. After the pellet column is loaded or inserted, the forward end of the stacker is lowered to expose the fuel rod liner opening, so that a probe can be inserted into the liner tube to ensure proper placement of the column of fuel pellets therein. - .., ._...

Es wurde hier eine vollständige Brennstoffladevorrichtung.beschrieben, wobei aber darauf hinzuweisen ist, daß diese Pelletstapelvorrichtung auch zum Ersetzen von Pellettabletts benutzt werden kann.A complete fuel loading device has been described here, but it should be noted that this pellet stacking device can also be used to replace pellet trays.

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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.The device according to the invention reduces considerably Way the radiation exposure of the staff. Furthermore, that required for stacking a column of fuel and loading it Time reduced by almost 65%. The rotation of the pellets through the stacker causes the removal of particles and Dust falling between the rollers, so that the likelihood of introducing undesirable foreign matter into the fuel lining pipes is reduced in a considerable manner. In addition, the rolling effect of the waves tends to keep the pellets to arrange each other in such a way that an extremely compact shape results and so that you have a tight column free of gaps achieved.

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 eineThe direction of rotation, the diameter sizes and the speed of the individual shafts can be provided in such a way that the Allows stacking of most cylinder surfaces. With nuclear fuel For all applications, it is desirable that the counter-rotation of the shafts is oriented in such a way that on the pellets an upward freedom vector is exercised. The upward movement of the surfaces of the waves that make up the track then keeps the pellets floating above the track and tends to reduce the friction along the longitudinal course of the Lessen track. It should be noted, however, that the direction and magnitude of the force exerted on the pellets by the waves can be changed to suit almost any application. For example, the shafts 12A and 12B can be different Diameter sizes are set and rotated by a common belt drive 100 and disk assembly 102, as shown in Fig. 11, to one rotation in the same direction at different peripheral speeds of the waves to reach. Alternatively, the counter-rotation can be effected in one direction, in a downward direction To generate force vector on the pellets so as to keep the pellets firmly seated within the track 14. Other training can be provided using different combinations of the examples described to meet appropriate requirements meet. Any cylindrical object can be handled and the term "pellet" is used here only used to designate any object that has a

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längliche zylindrische Abmessung besitzt.has elongated cylindrical dimension.

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Claims

PATENT CLAIMS

A device for stacking cylindrical pellets, characterized by a pair of cylindrical, spaced, rotatable elongated shafts (12) which are individually actuatable for rotation on the respective longitudinal axis, and wherein a distance between the shafts defines a longitudinal track (14) sized to allow the cylinder surfaces of the pellets to sit and be supported therein, and further comprising means (26) for feeding the pellets onto the track in a tandem columnar arrangement, the cylinder axis of the pellet column being substantially parallel with the Axis of the shafts is aligned to move the pellets longitudinally along the track in columnar formation.

2 . Device according to Claim 1, characterized in that locking means are provided for the longitudinal movement of the pellets past a predetermined point on the track.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the locking means provide a lock against the pellet movement along the pellet path on the track at a predetermined point, and that the lock can be moved out of the pellet path so as to allow further movement of the pellets along the track to enable.

4. Apparatus according to claim 1, characterized by means for supporting the shafts along their respective axes on an inclined plane arranged at an angle to the horizontal in such a way that gravity assists the longitudinal movement of the pellets on the track.

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5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the holding means are adjustable in such a way that the The angle of inclination of the longitudinal axes of the shafts can be changed.

6. The device according to claim 1, characterized by means for Measurement of the longitudinal length of the Pellet column along the track.

7. The device according to claim 1, characterized in that the Pellet feeding device delivers a predetermined amount of pellets to the track.

8. The device according to claim 1, characterized by guide means, to guide the pellets within the track in such a way as to avoid bulging of the pellet column when the pellets move along the track.

9 «device according to claim 8, characterized in that the guide means comprise an elongated hold-down cover part which extends longitudinally along the track above the pellet column is supported and is arranged so that a substantial vertical displacement of the individual pellets compared to the column axis is avoided.

10. The device according to claim 1, characterized by a mechanical Ramra device, which is normally outside of the The path of movement of the pellets as defined by the track is arranged, and the ramming device is within the Pellet path between the pellet feed and the pellet column is to be arranged, and along the track in the direction of pellet movement is displaceable to the pellets along the track to poke.

11. The device according to claim 1, characterized by

an elongated cylindrical tubular housing member which an inside diameter of one suitable for receiving the pellets Size, and wherein the housing member is longitudinally aligned with the lower end of the track of the pellet column.

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is arranged, and further means are present to the To move the pellet column into the housing member.

12. The device according to claim 11, characterized in that Fuel pellets are inserted into the fuel rods, to be used in a nuclear reactor, where the pellets are made of fissile material and that The housing member has a size such that the pellets therein are packed in a tightly packed, tandem, columnar manner Order to be excluded.

13. The apparatus according to claim 11, characterized in that funnel means (96) at the loading end of the housing member between the track and the housing member are provided and have an opening the size of which is larger than that measured Pellets so as to feed the pellets into the housing member.

14. The device according to claim 1, characterized in that the shafts can be rotated in opposite directions to one another.

15. The device according to claim 1, characterized in that " the shafts can be rotated in the same direction.

16. The device according to claim 1, characterized in that the diameters of the shafts are set to two different diameter sizes.

17. The device according to claim 1, characterized in that the shafts rotate at two different peripheral speeds.

18. The device according to claim 1, characterized in that

the shafts are held in parallel alignment with each other.

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