DE102012201131B3

DE102012201131B3 - Container for gas-tight enclosure of fuel rod, has channel that connects inner space with outer space of container portion fluidly, when sealing plug is in intermediate position

Info

Publication number: DE102012201131B3
Application number: DE201210201131
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hummel; Egon Neubauer
Original assignee: Areva NP GmbH
Current assignee: Framatome GmbH
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2032-01-27

Abstract

The container (2) has an integral sealing plug (10) with a channel (14) that protrudes with respect to end position of a hollow cylindrical container portion (8). The channel connects an inner space (15) with an outer space (16) of the container portion fluidly, when sealing plug is in the intermediate position. A latching unit is provided at an inner or an outer circumference of the container portion for fixing the sealing plug in the intermediate position releasably. Independent claims are included for the following: (1) a device for gas-tight enclosure of fuel rod; and (2) a method for gas-tight enclosure of fuel rod.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur gasdichten Kapselung eines Brennstabes oder eines Brennstababschnittes.The invention relates to a container, a device and a method for the gas-tight encapsulation of a fuel rod or a fuel rod section.

Derartige Behälter oder Kapseln sind beispielsweise aus der DE 196 40 393 B4 , der EP 1248270 A1 , der EP 1600982 B1 und der WO 2010/084122 A1 bekannt und dienen zur Aufnahme eines defekten Brennstabes oder Brennstababschnittes zu Transport- und/oder Lagerzwecken. Da die Kapselung eines Brennstabes oder eines Brennstababschnittes aus Strahlenschutzgründen unter Wasser erfolgt, ist es unvermeidlich, dass beim Einbringen des Brennstabes oder Brennstababschnittes in den geöffneten Behälter Wasser in diesen eindringt. Dieses Wasser muss jedoch aus dem Brennstabbehälter entfernt werden, da es aufgrund der Nachzerfallswärme verdampfen und zu einem unzulässig hohen Innendruck führen würde. Aus diesem Grund weisen die für die aus der DE 196 40 393 B4, der EP 1248270 A1, der EP 1600982 B1 bekannten Behälter verwendeten Verschlusselemente einen Kanal auf, über den Gas eingeblasen werden kann, so dass das im Behälter befindliche Wasser ausgetrieben wird. Bei den aus der DE 196 40 393 B4 und der EP 1248270 A1 jeweils bekannten Verschlussstopfen ist in jedem Verschlussstopfen ein koaxialer Kanal vorgesehen, in dem ein federbelastetes Ventil angeordnet ist, das mit einem Schließelement den Kanal fluiddicht verschließt. Zum Austreiben des Wassers werden diese Schließelemente mit Hilfe eines Stößels von ihrem Ventilsitz abgehoben und es wird über einen dann offenen Kanal ein Gas eingeblasen und das Wasser über den ebenfalls offenen Kanal des gegenüber liegenden Verschlusselementes ausgetrieben. Bei beiden bekannten Behältern erfolgt dieses Austreiben des Wassers, wenn sich die Verschlusselemente durch Verschrauben, Verschweißen oder Verformen in ihrer Endmontageposition befinden, in der sie den Behälter fluiddicht verschließen.Such containers or capsules are for example from the DE 196 40 393 B4 , of the EP 1248270 A1 , of the EP 1600982 B1 and the WO 2010/084122 A1 known and used to hold a defective fuel rod or fuel rod section for transport and / or storage purposes. Since the encapsulation of a fuel rod or a fuel rod section for reasons of radiation protection takes place under water, it is inevitable that when introducing the fuel rod or fuel rod portion in the open container water penetrates into it. However, this water must be removed from the fuel rod container, as it would evaporate due to the Nachzerfallswärme and would lead to an impermissibly high internal pressure. For this reason, the closure elements used for the containers known from DE 196 40 393 B4, EP 1248270 A1, EP 1600982 B1 have a channel through which gas can be injected, so that the water in the container is expelled. In each case known from DE 196 40 393 B4 and EP 1248270 A1 sealing plug in each plug a coaxial channel is provided in which a spring-loaded valve is arranged, which closes the channel fluid-tight with a closing element. To expel the water, these closing elements are lifted by means of a plunger from its valve seat and it is injected via a then open channel, a gas and expelled the water through the also open channel of the opposite closure element. In both known containers this expulsion of the water takes place when the closure elements are by screwing, welding or deformation in their final assembly position in which they close the container fluid-tight.

Bei dem aus der EP 1600982 B1 bekannten Behälter ist ein auf ein Außengewinde des Behälters aufschraubbares Verschlusselement vorgesehen, in dem ein Dichtelement axial verschiebbar gelagert ist. In einer Zwischenposition des Verschlusselementes, in der dieses noch nicht festgezogen ist, liegt zwischen der Dichtfläche des Dichtelementes und der mit ihr als Dichtpaarung zusammenwirkenden Stirnfläche des hohlzylindrischen Behälterteils eine Trennfuge vor, die mit einer seitlichen Belüftungsöffnung 21 im Verschlusselement kommuniziert und in dieser Zwischenposition den Außenraum mit dem Innenraum des hohlzylindrischen Behälterteils fluidisch verbindet.In the from the EP 1600982 B1 known container is provided on a male thread of the container screw-fastener, in which a sealing element is mounted axially displaceable. In an intermediate position of the closure element, in which this is not yet tightened, there is a parting line between the sealing surface of the sealing element and cooperating with it as a sealing pair end face of the hollow cylindrical container part, which communicates with a lateral ventilation opening 21 in the closure element and in this intermediate position the outside space fluidly connected to the interior of the hollow cylindrical container part.

Um mit den aus der DE 196 40 393 B4 , der EP 1248270 A1 , der EP 1600982 B1 bekannten Verschlusselementen sowohl ein Austreiben des im Behälter befindlichen Wassers als auch in einem Endmontagezustand ein zuverlässiges fluiddichtes Verschließen des Behälters zu ermöglichen, sind diese Verschlusselemente mehrteilig und relativ aufwendig aufgebaut. Darüber hinaus erfordert ihre Handhabung einen entsprechend hohen Manipulationsaufwand.To deal with those from the DE 196 40 393 B4 , of the EP 1248270 A1 , of the EP 1600982 B1 Known closure elements both an expulsion of the water in the container as well as in a final assembly state to allow reliable fluid-tight sealing of the container, these closure elements are constructed in several parts and relatively expensive. In addition, their handling requires a correspondingly high manipulation effort.

Bei dem aus der WO 2010/084122 A1 bekannten Behälter ist als Verschlusselement eine Kappe vorgesehen, die auf ein hohlzylindrisches Behälterteil aufgeschoben und mit dessen Stirnfläche stoffschlüssig verbunden wird. Das Verschließen des Behälters erfolgt in einer fluiddichten Kammer. Vor dem Verschließen, d.h. bei nicht auf den hohlzylindrischen Behälterteil aufgesetzter Kappe wird die in der Kammer befindliche Flüssigkeit abgezogen und anschließend eine Vakuumtrocknung durchgeführt. Aufgrund der innerhalb des mit einem Brennstab bestückten Behälters zwischen Brennstab und Innenwand des Behälters vorliegenden engen Spalte, kann unter Umständen Restwasser im Behälter verbleiben.In the from the WO 2010/084122 A1 known container is provided as a closure element, a cap which is pushed onto a hollow cylindrical container part and connected to the end face cohesively. The closure of the container takes place in a fluid-tight chamber. Before closing, ie when not attached to the hollow cylindrical container part cap, the liquid contained in the chamber is withdrawn and then carried out a vacuum drying. Due to the inside of the equipped with a fuel rod container between the fuel rod and the inner wall of the container present narrow column, residual water may possibly remain in the container.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Behälter zur fluiddichten Kapselung eines Brennstabes oder eines Brennstababschnittes anzugeben, dessen Verschlusselement einfach aufgebaut ist und ein einfaches und sicheres fluiddichtes, d.h. gas- und flüssigkeitsdichtes Verschließen des Behälters ermöglicht. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit denen ein einen Brennstab oder Brennstababschnitt enthaltender Behälter mit möglichst geringem Gehalt an Restwasser verschlossen werden kann.The invention is therefore based on the object to provide a container for the fluid-tight encapsulation of a fuel rod or a fuel rod section whose closure element is simple and a simple and secure fluid-tight, i. Gas- and liquid-tight closure of the container allows. The invention is also based on the object of specifying a device and a method with which a container containing a fuel rod or fuel rod portion can be sealed with the lowest possible content of residual water.

Hinsichtlich des Behälters wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit einem Behälter mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen weist der Behälter ein hohlzylindrisches Behälterteil auf, das an seinen beiden Freienden jeweils mit einem einteiligen Verschlussstopfen fluiddicht verschlossen ist. Der Verschlussstopfen ist mit einem Kanal versehen, der ausschließlich in einer bei der Montage vor Erreichen einer Endposition eingenommenen Zwischenposition, in der er mit einem axialen Überstand aus dem Behälterteil herausragt, den Innenraum des Behälterteils mit dem Außenraum fluidisch verbindet.With regard to the container, the object is achieved according to the invention with a container having the features of claim 1. According to these features, the container has a hollow cylindrical container part, which is closed fluid-tight at its two free ends in each case with a one-piece plug. The closure plug is provided with a channel which fluidly connects the interior of the container part with the outside space exclusively in an intermediate position assumed during assembly before reaching an end position, in which it protrudes with an axial projection from the container part.

Da der Verschlussstopfen einteilig ausgebildet ist, kann dieser technisch sehr einfach gestaltet und mit geringem Aufwand hergestellt werden. Da außerdem der im Verschlussstopfen befindliche Kanal den Innenraum des Behälterteils mit dem Außenraum fluidisch nur dann verbindet, wenn sich der Verschlussstopfen in einer Zwischenposition befindet, sind zusätzliche Schließelemente innerhalb dieses Kanals nicht erforderlich, so dass auch dieser auf einfache Weise durch Bohrungen oder Ausnehmungen gefertigt werden kann.Since the stopper is integrally formed, this can be technically very simple and made with little effort. In addition, since the channel located in the sealing plug fluidly connects the interior of the container part with the outer space only when the sealing plug in an intermediate position are additional locking elements within this channel is not required, so that this can be made easily through holes or recesses.

Der Begriff Verschlussstopfen im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dahingehend zu verstehen, dass zum Einbringen des Verschlussstopfens in das hohlzylindrische Behälterteil nur ein „Stopfen“, d.h. ein Einschieben in Axialrichtung und keine Drehbewegung erforderlich ist.The term plug in the sense of the present invention is to be understood that for introducing the plug into the hollow cylindrical container part only a "plug", i. an insertion in the axial direction and no rotational movement is required.

Bei der Zwischenposition handelt es sich um eine Position, in der der Verschlussstopfen bereits in das hohlzylindrische Behälterteil eingeschoben ist, jedoch noch nicht die Endposition erreicht hat, in der er das hohlzylindrische Behälterteil durch eine stoffschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung fluiddicht verschließt.In the intermediate position is a position in which the closure plug is already inserted into the hollow cylindrical container part, but has not yet reached the final position in which it closes the hollow cylindrical container part fluid-tight by a cohesive or non-positive connection.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Kanal einen von einer innenliegenden Stirnseite des Verschlussstopfens parallel zu seiner Längsachse verlaufenden ersten Kanalabschnitt auf, der in einem quer zu dieser Längsachse verlaufenden, von einer Mantelfläche des Verschlussstopfen ausgehenden zweiten Kanalabschnitt mündet. Ein solcher Kanal kann durch Bohrungen in Längs- bzw. Querrichtung einfach hergestellt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the channel has a first channel section extending parallel to its longitudinal axis from an inner end face of the sealing plug and terminating in a second channel section extending transversely to this longitudinal axis and starting from a jacket surface of the sealing plug. Such a channel can be easily made by drilling in the longitudinal or transverse direction.

Um den Verschlussstopfen sicher in der Zwischenposition zu halten sind am Verschlussstopfen und/oder hohlzylindrischen Behälterteil am Außenumfang bzw. am Innenumfang Rastmittel vorgesehen, die den Verschlussstopfen in dieser Zwischenposition lösbar fixieren.In order to securely hold the sealing plug in the intermediate position locking means are provided on the sealing plug and / or hollow cylindrical container part on the outer circumference or on the inner periphery, which releasably fix the sealing plug in this intermediate position.

Wenn der Verschlussstopfen in der Endmontageposition mit einem ringförmig umlaufenden Flansch auf einer Stirnfläche des hohlzylindrischen Behälterteils aufsitzt, können Verschlussstopfen und hohlzylindrisches Behälterteil durch eine zwischen Flansch und Stirnfläche ringförmig umlaufende Schweiß- oder Lötnaht fertigungstechnisch einfach fluiddicht miteinander verbunden werden.When the sealing plug is seated in the final assembly position with an annular peripheral flange on an end face of the hollow cylindrical container part, sealing plug and hollow cylindrical container part can be easily connected fluid-tight together by an annularly circumferential between the flange and face welding or soldering seam manufacturing technology.

Alternativ zu einer derartigen stoffschlüssigen Verbindung kann der Verschlussstopfen im hohlzylindrischen Behälterteil auch durch eine Schrumpfverbindung fluiddicht fixiert sein.As an alternative to such a cohesive connection, the closure plug in the hollow cylindrical container part can also be fixed in a fluid-tight manner by means of a shrink-fit connection.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 7, gemäß dem die Vorrichtung eine erste und eine zweite Bearbeitungskammer aufweist, die voneinander beabstandet und relativ zueinander entlang eine gemeinsame Systemachse verschiebbar angeordnet sind. Erste und zweite Bearbeitungskammer sind außerdem mit einer ersten bzw. zweiten Öffnung zum fluiddichten Aufnehmen eines in die Bearbeitungskammer mündenden Freiendes des Behälters versehen, die in Richtung der Systemachse einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die erste Bearbeitungskammer weist einen Einlass und die zweite Bearbeitungskammer einen Auslass für ein Spülgas auf, wobei jede Bearbeitungskammer zusätzlich Mittel zum fluiddichten Verschließen des Behälters aufweist.With regard to the device, the object is achieved according to the invention with the features of claim 7, according to which the device has a first and a second processing chamber, which are spaced apart and arranged relative to each other along a common system axis slidably. First and second processing chambers are also provided with first and second openings, respectively, for fluid-tightly receiving a free end of the container opening into the processing chamber, which are arranged opposite one another in the direction of the system axis. The first processing chamber has an inlet and the second processing chamber has an outlet for a purge gas, wherein each processing chamber additionally comprises means for sealing the container in a fluid-tight manner.

Auf diese Weise werden erste und zweite Bearbeitungskammer ausschließlich über den Behälter selbst fluidisch verbunden, so dass es ausreicht, Spülgas ausschließlich in die erste Bearbeitungskammer einzublasen, das dann zwangsläufig über im Verschlussstopfen befindliche Öffnungen durch das hohlzylindrische Behälterteil gedrückt wird und ausschließlich durch dieses in die zweite Bearbeitungskammer gelangt. Dadurch wird das in diesem Behälterteil befindliche Wasser sicher ausgeblasen. Somit ist es nicht erforderlich, eine Spülgasleitung unmittelbar an einen im Verschlussstopfen angeordneten Kanal anzuschließen.In this way, first and second processing chamber are fluidly connected exclusively via the container itself, so that it is sufficient to blow flushing gas exclusively into the first processing chamber, which is then forced through openings located in the sealing plug through the hollow cylindrical container part and exclusively through this into the second Processing chamber passes. As a result, the water in this container part is safely blown out. Thus, it is not necessary to connect a purge gas directly to a channel arranged in the stopper.

Der Verschlussstopfen kann besonders einfach in das hohlzylindrische Behälterteil eingeschoben werden, wenn in jeder Bearbeitungskammer gegenüber der Öffnung ein Druckstempel zum Ausüben ein in Richtung der die Öffnung senkrecht und mittig durchsetzenden Systemachse wirkenden Druckkraft angeordnet ist.The sealing plug can be inserted particularly easily into the hollow cylindrical container part if, in each processing chamber, a pressure stamp for exerting a pressure force acting in the direction of the system axis acting through the opening perpendicularly and centrally is arranged opposite the opening.

Wenn jede Bearbeitungskammer einen drehbar um die Systemachse und zu dieser hin zustellbar gelagerten Schweißkopf aufweist, kann der Verschlussstopfen mit dem hohlzylindrischen Behälterteil verschweißt werden, ohne dass dieses hierzu in eine Drehbewegung versetzt werden muss.If each processing chamber has a welding head rotatably mounted about the system axis and towards this, the sealing plug can be welded to the hollow-cylindrical container part without this having to be set into a rotational movement for this purpose.

Wenn außerdem jede Bearbeitungskammer eine drehbar um die Systemachse und zu dieser zustellbar gelagerte Reinigungsbürste enthält, können die zu verschweißenden Teile vor dem Schweißen in situ gesäubert und somit die Qualität der Schweißnaht verbessert werden.Additionally, if each processing chamber includes a cleaning brush rotatably mounted about the system axis and deliverable thereto, the parts to be welded may be cleaned in situ prior to welding, thus improving the quality of the weld.

Der konstruktive Aufwand wird außerdem verringert, wenn Schweißkopf und Reinigungsbürste auf einem gemeinsamen Drehkranz angeordnet sind.The design effort is also reduced when the welding head and cleaning brush are arranged on a common turntable.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jede Bearbeitungskammer mit einem in die Öffnung ringförmig umgebenden und in Richtung der Systemachse zur Öffnung hin zustellbaren ringförmigen Druckstempel versehen, mit dem durch Vorschub in Richtung der Systemachse eine Kraft mit einer quer dazu wirkenden Komponente auf einen an der Öffnung angeordneten und diese umgebenden Dichtring ausgeübt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, each processing chamber is provided with an annular opening in the opening and in the direction of the system axis to the opening undeliverable annular plunger, with the force by feeding in the direction of the system axis with a transversely acting component on one of the Arranged opening and these surrounding sealing ring are exercised.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eines erfindungsgemäßen Behälters. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

a) Spaltfreies Einbringen eines Freiendes des mit den Verschlussstopfen in der Zwischenposition versehenen und den Brennstab oder den Brennstababschnitt enthaltenden Behälterteils durch die erste Öffnung in die erste Bearbeitungskammer und des gegenüberliegenden Freiendes durch die zweite Öffnung in die zweite Kammer,
b) Einblasen eines Spülgases in die erste Bearbeitungskammer und austreiben des in den miteinander über das Behälterteil fluidisch verbundenen Bearbeitungskammern und dem Behälterteil befindlichen Wasser durch Aufbau eines Überdrucks,
c) Eindrücken der Verschlussstopfen in das Behälterteil bis zur Endposition,
d) fluiddichtes Verbinden des Verschlusstopfens mit dem Behälterteil.

With regard to the method, the object is achieved according to the invention with a method having the features of claim 13 using a device according to the invention and a container according to the invention. The method comprises the following method steps:

a) gap-free introduction of a free end of the container part provided with the sealing plug in the intermediate position and containing the fuel rod or the fuel rod section through the first opening into the first processing chamber and the opposite free end through the second opening into the second chamber,
b) blowing in a purge gas into the first processing chamber and expelling the water in the processing chambers, which are fluidically connected to one another via the container part, and the container part, by building up an overpressure,
c) pushing the sealing plug into the container part up to the end position,
d) fluid-tight connection of the closure plug with the container part.

Vorzugsweise wird der Verschlussstopfen mit dem Behälterteil mit einer ringförmig umlaufenden Schweiß- oder Lötnaht stoffschlüssig verbunden oder alternativ im Behälterteil mit einer Schrumpfverbindung fluiddicht fixiert.Preferably, the closure plug is materially connected to the container part with an annular circumferential weld or solder seam or alternatively fixed fluid-tight in the container part with a shrink fit.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele verwiesen. Es zeigen:For further explanation of the invention reference is made to the embodiments illustrated in the figures. Show it:

1 einen Behälter gemäß der Erfindung mit einem in der Zwischenposition vormontierten Verschlussstopfen in einem schematischen Längsschnitt, 1 a container according to the invention with a pre-assembled in the intermediate position sealing plug in a schematic longitudinal section,

2 einen Teilschnitt des mit dem Verschlussstopfen entlang einer ringförmigen Schweißnaht verschlossenen Behälters, 2 a partial section of the closed with the sealing plug along an annular weld container,

3a, b jeweils einander gegenüberliegende Teile einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit in Arbeitsposition montiertem Behälter ebenfalls jeweils in einem schematischen teilweisen Längsschnitt. 3a , B each opposing parts of a device according to the invention with mounted in working position container also in each case in a schematic partial longitudinal section.

Gemäß 1 umfasst ein Behälter 2 ein an seinen Stirnseiten 4 und 6 offenes, hohlzylindrisches Behälterteil 8. An den Stirnseiten 4, 6 ist jeweils ein einteiliger Verschlussstopfen 10 teilweise bis zu einer Zwischenposition eingeschoben. Jeder Verschlussstopfen 10 umfasst ein Kopfteil 11 und einen zylindrischen Schaft 12, dessen Außendurchmesser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Behälterteils 8. Das Kopfteil 11 umfasst einen ringförmig umlaufenden Flansch 13, dessen Außendurchmesser mit dem Außendurchmesser des Behälterteils 8 übereinstimmt. In der Zwischenposition ragt der Verschlussstopfen 10 über das hohlzylindrische Behälterteil 8 gegenüber seiner Endposition zusätzlich um einen axialen Überstand s hinaus, so dass sich ein unterhalb des Kopfteiles 11 befindlicher Teil des Schaftes 12 außerhalb des Behälterteils 8 befindet.According to 1 includes a container 2 one on his front pages 4 and 6 open, hollow cylindrical container part 8th , At the front ends 4 . 6 is in each case a one-piece plug 10 partially inserted to an intermediate position. Each stopper 10 includes a headboard 11 and a cylindrical shaft 12 whose outer diameter is only slightly smaller than the inner diameter of the container part 8th , The headboard 11 includes an annular peripheral flange 13 whose outer diameter matches the outer diameter of the container part 8th matches. In the intermediate position protrudes the stopper 10 over the hollow cylindrical container part 8th in addition to its end position by an axial supernatant s out, so that a below the head part 11 located part of the shaft 12 outside of the container part 8th located.

Jeder Verschlussstopfen 10 ist mit einem Kanal 14 versehen, der in dieser Zwischenposition den Innenraum 15 mit dem Außenraum 16 fluidisch verbindet.Each stopper 10 is with a channel 14 provided in this intermediate position the interior 15 with the outside space 16 fluidly connects.

Im zylindrischen Behälterteil 8 ist an dem bei der Handhabung unteren Freiende ein sintermetallisches Filterelement 18 angeordnet, das verhindert, dass grobe Partikel aus dem noch unverschlossenen Behälter 2 austreten können, nachdem diese mit einem in der Figur gestrichelt angedeuteten Brennstab 20 oder Brennstababschnitt bestückt worden ist.In the cylindrical container part 8th is at the lower in the handling of the free end a sintered metallic filter element 18 arranged, which prevents coarse particles from the still unclosed container 2 can emerge after this with a dashed line in the figure indicated fuel rod 20 or fuel rod section has been fitted.

Der in der Zwischenposition mit dem Außenraum 16 fluidisch verbundene Kanal 14 ist im Beispiel durch einen zentralen entlang einer Längsmittelachse 22 verlaufenden und von der dem Innenraum 15 zugewandten Stirnseite 23 ausgehenden ersten Kanalabschnitt 24 in Form einer Sacklochbohrung sowie zumindest einem zweiten, quer dazu verlaufenden Kanalabschnitt 26, im Beispiel eine Durchgangsbohrung, gebildet, wobei der erste Kanalabschnitt 24 in diesen zweiten Kanalabschnitt 26 mündet. Die Stelle oder die Stellen, an der bzw. an denen der zweite oder die zweiten Kanalabschnitte 26 die Mantelfläche 27 des Verschlussstopfens 10 durchstoßen, d.h. die Mündungsöffnungen des oder der zweiten Kanalabschnitte, sind in dem Bereich des Schaftes 12 des Verschlussstopfens 10 angeordnet, der sich in der Zwischenposition des Verschlussstopfens 10 außerhalb des Behälterteils 8 befindet.The one in the intermediate position with the outside space 16 fluidically connected channel 14 is in the example by a central along a longitudinal central axis 22 running and from the interior 15 facing end face 23 outgoing first channel section 24 in the form of a blind hole and at least a second, transversely extending channel section 26 , In the example, a through hole formed, wherein the first channel section 24 in this second channel section 26 empties. The location or locations where or at which the second or second channel sections 26 the lateral surface 27 of the sealing plug 10 pierced, ie the mouth openings of the second channel or sections, are in the region of the shaft 12 of the sealing plug 10 arranged in the intermediate position of the sealing plug 10 outside of the container part 8th located.

Der Schaft 12 des Verschlussstopfens 10 ist zwischen seiner in das Behälterteil 8 hineinragenden Stirnseite 23 und der oder den Mündungsöffnungen mit einer ringförmigen Ausnehmung oder Nut 28 versehen, die zur Aufnahme eines Sicherungsringes 30 dient. Das hohlzylindrische Behälterteil 8 ist an seiner Innenoberfläche im Bereich der Freienden ebenfalls jeweils mit einer ringförmig umlaufenden Eindrehung 32 versehen, in die der in die Nut 28 eingelegte Sicherungsring 30 beim Einführen des Verschlussstopfens 10 in das hohlzylindrische Behälterteil 8 einrastet. Sicherungsring 30 und Nut 28 dienen dementsprechend als Rastmittel, die den Verschlussstopfen 10 in der Zwischenposition lösbar fixieren.The shaft 12 of the sealing plug 10 is between his in the container part 8th protruding end face 23 and the orifices or openings with an annular recess or groove 28 provided for receiving a retaining ring 30 serves. The hollow cylindrical container part 8th is on its inner surface in the area of free ends also each with an annular circumferential recess 32 provided, in which the in the groove 28 inserted circlip 30 during insertion of the sealing plug 10 in the hollow cylindrical container part 8th locks. circlip 30 and groove 28 serve accordingly as a locking means, which the sealing plug 10 releasably fix in the intermediate position.

An seiner vom hohlzylindrischen Behälterteil 8 abgewandten Stirnseite 33 ist der Verschlussstopfen 10 mit einer Gewindebohrung 34 versehen, die zum Einschrauben eines Stangenwerkzeuges dient, mit dem der Verschlussstopfen 10 gehandhabt wird. Eine quer zu dieser Gewindebohrung 34 verlaufende, gestrichelt angedeutete Nut 36 dient als Drehmomentstütze beim Einschrauben des in der Figur nicht dargestellten Stangenwerkzeuges in die Gewindebohrung 34.At his from the hollow cylindrical container part 8th opposite end face 33 is the stopper 10 with a threaded hole 34 provided for screwing in a rod tool with which the sealing plug 10 is handled. A transverse to this threaded hole 34 running, indicated by dashed lines groove 36 serves as a torque arm when screwing the rod tool, not shown in the figure into the threaded hole 34 ,

2 zeigt den Behälter 2 mit einem oberen Verschlussstopfen 10 in einer Endposition, in der er um die Strecke s tiefer in das Behälterteil 8 eingeschoben ist, bis der Flansch 13 mit seiner Dichtfläche auf der Stirnfläche des hohlzylindrischen Behälterteils 8 aufsitzt und sich die Mündungsöffnungen des oder der zweiten Kanalabschnitte 26 innerhalb des Behälterteils 8 befinden. In dieser Endposition ist der Flansch 13 mit der Stirnseite 4 des Behälterteils 8 entlang einer ringförmig umlaufenden Schweißnaht 40 verschweißt, so dass der Verschlussstopfen 10 das Behälterteil 8 fluiddicht verschließt. 2 shows the container 2 with an upper stopper 10 in an end position where he s deeper into the container part by the distance s 8th is inserted until the flange 13 with its sealing surface on the end face of the hollow cylindrical container part 8th is seated and the mouth openings of the or the second channel sections 26 within the container part 8th are located. In this end position is the flange 13 with the front side 4 of the container part 8th along an annular circumferential weld 40 welded so that the sealing plug 10 the container part 8th closes fluid-tight.

Gemäß 3a, b umfasst eine Vorrichtung zum beidseitigen gasdichten Verschließen des in 1 dargestellten Behälters eine erste (obere) Bearbeitungskammer 50 (3a) und eine zweite (untere) Bearbeitungskammer 52 (3b). Die erste und zweite Bearbeitungskammer 50, 52 sind voneinander beabstandet und auf einer gemeinsamen, vertikal orientierten Systemachse 53 positionierbar und entlang dieser relativ zueinander verschiebbar angeordnet, so dass sich die zweite Bearbeitungskammer 52 unterhalb der ersten Bearbeitungskammer 50 befindet. Erste und zweite Bearbeitungskammer 50, 52 sind mit einander zugewandten und durch erste bzw. zweite Führungshülsen 54, 55 gebildete erste bzw. zweite Öffnungen 56, 57 versehen, die in Richtung der Systemachse 53 einander gegenüberliegend angeordnet sind, und durch die der mit einem Brennstab 20 oder einem Brennstababschnitt bestückte Behälterteil 8 mit seinen stirnseitigen Freienden und den dort in der Zwischenposition vormontierten Verschlussstopfen 10 eingeführt und ausgerichtet wird, so dass Längsmittelachse 22 des Behälterteils 8 und Systemachse 53 der Vorrichtung zusammenfallen.According to 3a , B comprises a device for double-sided gas-tight sealing of in 1 container shown a first (upper) processing chamber 50 ( 3a ) and a second (lower) processing chamber 52 ( 3b ). The first and second processing chamber 50 . 52 are spaced apart and on a common, vertically oriented system axis 53 positioned and slidably disposed along this relative to each other, so that the second processing chamber 52 below the first processing chamber 50 located. First and second processing chamber 50 . 52 are facing each other and by first and second guide sleeves 54 . 55 formed first and second openings, respectively 56 . 57 provided in the direction of the system axis 53 are arranged opposite each other, and by the with a fuel rod 20 or a fuel rod section equipped container part 8th with its front free ends and there pre-assembled in the intermediate position plugs 10 is inserted and aligned so that longitudinal center axis 22 of the container part 8th and system axis 53 the device coincide.

Nach Einführen der stirnseitigen Enden des mit dem vormontierten Verschlussstopfen 10 versehenen Behälterteils 8 durch die Öffnungen 56, 57 werden erste und zweite Bearbeitungskammern 50, 52 im Bereich dieser Öffnungen 54, 57 fluiddicht verschlossen, indem auf einen den Behälter 2 ringförmig umgebenden Dichtring 60 durch axialen Vorschub in Richtung der Systemachse 53 eines ebenfalls mit einem elastischen Dichtring 62 versehenen ringförmigen Druckstempels 64 eine Kraft mit einer quer zur Systemachse 53 wirkenden Komponente ausgeübt wird, so dass der Dichtring 60 an den Außenumfang des Behälterteils 8 und an den Innenrand der Einführöffnung 54, 56 angedrückt wird, und so einen zwischen dem Behälterteil 8 und der Öffnung 54 bzw. 56 befindlichen Spalt schließt. In diese Montageposition, in der sich die Verschlussstopfen noch in der Zwischenposition befinden, sind erste und zweite Bearbeitungskammer 50, 52 ausschließlich über das Behälterteil 8 fluidisch miteinander verbunden.After insertion of the front ends of the pre-assembled plug 10 provided container part 8th through the openings 56 . 57 become first and second processing chambers 50 . 52 in the area of these openings 54 . 57 sealed fluid-tight by placing on a container 2 annular surrounding sealing ring 60 by axial feed in the direction of the system axis 53 one also with an elastic sealing ring 62 provided annular punch 64 a force with a transverse to the system axis 53 acting component is applied, so that the sealing ring 60 to the outer periphery of the container part 8th and to the inner edge of the insertion opening 54 . 56 is pressed, and so between the container part 8th and the opening 54 respectively. 56 closes gap closes. In this mounting position, in which the sealing plugs are still in the intermediate position, are first and second processing chamber 50 . 52 exclusively via the container part 8th fluidly connected.

Die erste Bearbeitungskammer 50 weist einen Einlass 66 auf, über den Spülgas G, beispielsweise Argon Ar mit hohem Druck eingeblasen werden kann. An ihrer Unterseite ist die erste Bearbeitungskammer 50 mit einem Auslass 67 versehen, der ein Ventil 68 aufweist, das zum Aufbau eines Innendrucks geschlossen wird. Die zweite Bearbeitungskammer 52 ist an ihrer Unterseite mit einem Siphon versehen, der als Auslass 69 für das Spülgas G dient. The first processing chamber 50 has an inlet 66 on, over the purge gas G, for example, argon Ar can be injected at high pressure. At its bottom is the first processing chamber 50 with an outlet 67 provided that a valve 68 has, which is closed to build up an internal pressure. The second processing chamber 52 is provided on its underside with a siphon as an outlet 69 for the purge gas G is used.

In jeder Bearbeitungskammer 50, 52 ist drehbar um die Systemachse 53 ein Zahnkranz 70 gelagert, an den zur Systemachse 53 hin zustellbar eine Reinigungsbürste 72 und eine Schweißeinrichtung 74 jeweils über einen Kipphebel 76 bzw. 78 gelagert sind. Der Zahnkranz 70 wird über ein Ritzel 80 von einem gekapselten Motor 82 angetrieben. Eine Beobachtungskamera 90 ermöglicht eine Kontrolle der zum Verschließen des Behälters auszuführenden Arbeiten.In every processing chamber 50 . 52 is rotatable about the system axis 53 a sprocket 70 stored, to the system axis 53 also deliverable a cleaning brush 72 and a welding device 74 each via a rocker arm 76 respectively. 78 are stored. The sprocket 70 is about a pinion 80 from an enclosed engine 82 driven. An observation camera 90 allows control of the work to be done to close the container.

In der ersten und zweiten Bearbeitungskammer 50 und 52 ist jeweils gegenüber der Öffnung 54 bzw. 56 ein Druckstempel 92 angeordnet, mit dem eine in Richtung der Systemachse 53 wirkende Druckkraft auf den Verschlussstopfen 10 ausgeübt werden kann.In the first and second processing chamber 50 and 52 is opposite the opening 54 respectively. 56 a printing stamp 92 arranged, with the one in the direction of the system axis 53 acting pressure force on the sealing plug 10 can be exercised.

Nach Einführen des mit dem Verschlussstopfen 10 in der Zwischenposition versehenen Behälterteils 8 in die erste und zweite Bearbeitungskammer 50, 52 bis zu einem durch den Druckstempel 92 jeweils gebildeten Anschlag werden die Öffnungen 56 und 57 verschlossen. Anschließend wird das Spülgas G unter hohem Druck bei geöffnetem Ventil 68 in die erste Bearbeitungskammer 50 eingeleitet. Auf diese Weise wird die erste Bearbeitungskammer 50 trocken gesetzt. Nach Schließen des Ventils 68 durchströmt das Spülgas G dann den mit den Verschlussstopfen 10 in der Zwischenposition versehenen Behälterteil 8 und treibt das im Behälterteil 8 und in der zweiten Bearbeitungskammer 52 befindliche Wasser über den Auslass 69 aus. Wenn aus diesem Auslass 69 Gasblasen aufsteigen, ist dies ein Indiz dafür, dass erste und zweite Bearbeitungskammer 50, 52 sowie das Behälterteil 8 kein Wasser mehr enthalten. Wenn im Auslass 69 ein Ventil eingebaut ist, kann nach Schließen dieses Ventils die Zufuhr von Spülgas G gestoppt und der in den Bearbeitungskammern 50, 52 herrschende Überdruck abgebaut werden.After insertion of the with the sealing plug 10 in the intermediate position provided container part 8th in the first and second processing chamber 50 . 52 up to one through the plunger 92 each stop formed are the openings 56 and 57 locked. Subsequently, the purge gas G under high pressure with the valve open 68 in the first processing chamber 50 initiated. In this way, the first processing chamber 50 set dry. After closing the valve 68 The purge gas G then flows through the plug with the stopper 10 in the intermediate position provided container part 8th and does that in the container part 8th and in the second processing chamber 52 located water over the outlet 69 out. If from this outlet 69 Gas bubbles rise, this is an indication that first and second processing chamber 50 . 52 as well as the container part 8th no more water. If in the outlet 69 a valve is installed, the closing of this valve, the supply of purge gas G stopped and that in the processing chambers 50 . 52 prevailing overpressure be reduced.

Anschließend werden die Reinigungsbürsten 72 zugestellt und durch Drehbewegung der Zahnkränze 70 werden die Stirnflächen an den Stirnseiten 4, 6 des Behälters 2 sowie die Dichtflächen der Flansche 13 gereinigt. Nach erfolgter Reinigung wird die Reinigungsbürste 72 zurückgefahren und es werden die Druckstempel 92 betätigt, die den Verschlussstopfen 10 in den Behälter 2 drücken bis die Dichtfläche des Flansches 13 auf der jeweiligen Stirnfläche des hohlzylindrischen Behälterteils 8 aufsitzen. Nach erfolgtem Einschieben der Dichtstopfen 10 werden die Schweißköpfe 74 zugestellt und durch Drehbewegung des Zahnkranzes 70 wird der Verschlussstopfen 10 mit dem hohlzylindrischen Behälterteil 8 entlang einer ringförmigen Schweißnaht 40 (2) verschweißt. Alternativ hierzu können Verschlussstopfen 10 und Behälterteil 8 auch entlang einer ringförmigen Lötnaht miteinander verlötet werden. Anstelle einer derartigen stoffschlüssigen Verbindung kann auch eine Schrumpfverbindung vorgesehen sein, indem die Enden des Behälters 2 induktiv aufgeheizt werden und die Verschlussstopfen 10 in die auf diese Weise aufgeweiteten Enden eingeschoben werden. Nach Abkühlen der Enden ist der Verschlussstopfen fluiddicht im Behälterteil 8 fixiert.Then the cleaning brushes 72 delivered and by rotation of the sprockets 70 become the end faces at the end faces 4 . 6 of the container 2 as well as the sealing surfaces of the flanges 13 cleaned. After cleaning, the cleaning brush 72 moved back and it will be the plunger 92 pressed the plug 10 in the container 2 Press until the sealing surface of the flange 13 on the respective end face of the hollow cylindrical container part 8th seated. After the insertion of the sealing plug 10 become the welding heads 74 delivered and by rotational movement of the sprocket 70 becomes the stopper 10 with the hollow cylindrical container part 8th along an annular weld 40 ( 2 ) welded. Alternatively, stopper can 10 and container part 8th be soldered together along an annular solder seam. Instead of such a cohesive connection and a shrink connection may be provided by the ends of the container 2 inductively heated and the plugs 10 be inserted into the thus widened ends. After cooling the ends of the stopper is fluid-tight in the container part 8th fixed.

Nach erfolgtem Verschweißen werden die Druckstempel 64 zurückgefahren, der Behälter 2 in einer Halterung aufgenommen und wenigstens eine der Bearbeitungskammern 50, 52 axial verschoben, so dass der Behälter 2 entnommen werden kann.After welding, the plunger 64 driven back, the container 2 received in a holder and at least one of the processing chambers 50 . 52 axially displaced so that the container 2 can be removed.

Claims

Container ( 2 ) for the gas-tight encapsulation of a fuel rod ( 20 ) or a fuel rod section, which is a hollow cylindrical container part ( 8th ), which at its two free ends each with a one-piece plug ( 10 ) is closed in a fluid-tight manner, which is connected to a channel ( 14 ), which is provided exclusively in an intermediate position assumed during assembly before reaching an end position, in which the sealing plug ( 10 ) in addition to its end position by an axial projection (s) protrudes from the container part, the interior ( 15 ) of the container part ( 8th ) with the outside space ( 16 ) fluidly connects.

Container according to claim 1, wherein the channel ( 14 ) one from an inner end face ( 23 ) of the sealing plug ( 10 ) parallel to its longitudinal central axis ( 22 ) extending first channel section ( 24 ), which in a transversely to this longitudinal central axis ( 22 ) extending, from a lateral surface ( 27 ) of the closure pot outgoing second channel section ( 26 ) opens.

Container according to Claim 1 or 2, in which the sealing plug ( 10 ) and / or the hollow cylindrical container part ( 8th ) are provided on the outer circumference or on the inner circumference with latching means which the sealing plug ( 10 ) releasably fix in the intermediate position.

A container according to claim 3, wherein each stopper ( 10 ) in the final assembly position with an annular peripheral flange ( 13 ) on an end face of the hollow cylindrical container part ( 8th ) is seated.

Container according to claim 4, wherein the flange ( 13 ) and end face with an annular peripheral weld ( 40 ) or Lötnaht are materially connected to each other.

Container according to claim 3 or 4, wherein the sealing plug ( 10 ) in the hollow cylindrical container part ( 8th ) is fixed fluid-tight by a shrink connection.

Device for gas-tight sealing of a fuel rod ( 20 ) or fuel rod section containing container ( 2 ), having the following features: a) the device has a first and a second processing chamber ( 50 . 52 ), b) first and a second processing chamber ( 50 . 52 ) are spaced apart and on a common system axis ( 53 ) positionable and displaceable relative to each other along this, c) first and second processing chamber ( 50 . 52 ) are provided with a first or second opening ( 56 . 57 ) for fluid-tight reception of a free end of the container opening into the processing chamber, d) first and second openings (FIG. 56 . 57 ) are in the direction of the system axis ( 53 ) are arranged opposite one another, e) the first processing chamber ( 50 ) has an inlet ( 66 ) and the second processing chamber ( 52 ) an outlet ( 69 ) for a purge gas (G), f) each processing chamber ( 50 . 52 ) has means for sealing the container in a fluid-tight manner.

Apparatus according to claim 7, wherein in each processing chamber ( 50 . 52 ) opposite the opening ( 56 . 57 ) a plunger ( 92 ) for exerting one in the direction of the opening ( 56 . 57 ) vertically and centrally passing system axis ( 53 ) acting pressure force is arranged.

Apparatus according to claim 7 or 8, wherein each processing chamber ( 50 . 52 ) one rotatable about the system axis ( 53 ) and to this undeliverable mounted welding head ( 74 ) having.

Apparatus according to claim 9, wherein in each processing chamber ( 51 . 52 ) one rotatable about the system axis ( 53 ) and to this deliverable mounted cleaning brush ( 72 ) is arranged.

Apparatus according to claim 10, wherein the welding head ( 74 ) and cleaning brush ( 72 ) on a common turntable ( 70 ) are arranged.

Device according to one of Claims 7 to 11, in which each processing chamber ( 50 . 52 ) with an opening ( 56 . 57 ) annularly and in the direction of the system axis ( 53 ) to the opening ( 56 . 57 ) pressure stamp ( 64 ) with which by advancing in the direction of the system axis ( 53 ) a force with a component acting transversely to one at the opening ( 56 . 57 ) and surrounding this sealing ring ( 60 ) is exercised.

Method for gas-tight encapsulation of a fuel rod ( 20 ) or fuel rod section in a container ( 2 ) according to one of claims 1 to 4 with a device according to one of claims 5 to 8, with the following method steps: a) gap-free introduction of a free end of the with the sealing plug ( 10 ) in the intermediate position and the fuel rod ( 20 ) or the fuel rod portion containing container portion ( 8th ) through the first opening ( 56 ) in the first processing chamber ( 50 ) and the opposite free end through the second opening ( 57 ) into the second processing chamber ( 52 ), b) blowing a purge gas (G) into the first processing chamber ( 50 ) and expelling the into the one another via the container part ( 8th ) fluidly connected processing chamber ( 50 . 52 ) and the container part ( 8th ) by building up an overpressure, c) pushing in the sealing plugs ( 10 ) in the container part ( 8th ) to the end position, d) fluid-tight connection of the closure plug ( 10 ) with the container part ( 8th ).

Method according to Claim 13, in which the sealing plug ( 10 ) with the container part ( 8th ) is materially connected with an annular circumferential weld or solder seam.

Method according to Claim 13, in which the sealing plug ( 10 ) in the hollow cylindrical container part ( 8th ) is fixed fluid-tight with a shrink joint.