[发明专利]核燃料组件制造方法、核燃料组件制造工厂及扩展该工厂的方法

说明书

一种方法用于制造包括成束地设置的核燃料棒(4)和支撑燃料棒(4)的骨架(6)的核燃料组件(2)。该方法包括将燃料棒(4)插入到骨架(6)中以获得燃料组件(2)以及在运输方面封装燃料组件(2)的步骤，这些步骤在同一个核燃料组件制造工厂(20)中执行，优选在同一个核燃料组件制造建筑物(60)中执行。

技术领域

本发明涉及制造核燃料组件的技术领域。

背景技术

核燃料组件(或“燃料组件”)包括成束地设置的核燃料棒(或“燃料棒”)和支撑该燃料棒的骨架。

每个燃料棒都包括容纳核燃料芯块(例如，UO₂芯块)的管状包壳，该管状包壳的两个端部由相应的端部插塞封闭。通常，将燃料棒弹簧插入到燃料棒包壳中以在芯块上施加压缩力，从而避免芯块在燃料棒内移动。芯块例如是通过压实核燃料粉末(例如，UO₂粉末)而获得的。

骨架例如包括：沿着纵向轴线间隔开的底部喷嘴和顶部喷嘴、在底部喷嘴与顶部喷嘴之间沿着纵向轴线延伸并将底部喷嘴和顶部喷嘴连接在一起的引导套管以及附接至引导套管并沿着引导套管分布的定位格架。燃料棒穿过定位格架并在底部喷嘴与顶部喷嘴之间延伸。定位格架的功能是支撑燃料棒。

制造燃料组件需要生产核燃料粉末、使核燃料粉末颗粒化以获得核燃料芯块(或“芯块”)、生产燃料棒(即，将芯块装载到包壳管中并在包壳管的端部处焊接插塞)、制造骨架并将燃料棒插入到骨架中。

可以对如此制造的燃料组件进行封装以运输到核电站。

如今，这些操作是在同一个核燃料组件制造工厂中执行的。

此外，人工生产基本上逐渐被自动化取代，以提高生产率、提高产能并管理更连续的操作流程。

但是，需要为建筑物和设备提供保护，以应对诸如火灾、洪水、地震之类的危险。当制造自动化时这种保护会加强。

这导致核燃料组件制造工厂具有很大的占地面积，该核燃料组件制造工厂操作复杂并且要遵守许多规定。

由于这些限制，似乎难以构建新的核燃料组件制造工厂，从而给核电站运营者带来采购困难。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种核燃料组件制造方法，其允许更容易地构建和运营核燃料组件制造工厂。

为此，本发明提出了一种用于制造核燃料组件的方法，该核燃料组件包括成束地设置的核燃料棒和支撑该燃料棒的骨架，该方法包括将燃料棒插入到骨架中以获得燃料组件以及在运输方面封装燃料组件的步骤，这些步骤在同一个核燃料组件制造工厂中执行，优选在同一个核燃料组件制造建筑物中执行。

在特定的实施方式中，该方法包括以下一个或多个特征：

-接收从通过非封闭区域与核燃料组件制造工厂分隔开的核燃料棒制造工厂输送的燃料棒的步骤，其中这些燃料棒在插入步骤期间使用；

-将燃料棒以封装的方式接收在至少一个燃料组件容器中，所述方法包括使用燃料组件容器来封装通过执行插入步骤而获得的核燃料组件；

-接收从通过非封闭区域与核燃料组件制造工厂分隔开的核燃料芯块制造工厂输送的核燃料芯块，其中这些芯块在燃料棒制造步骤期间使用；

-燃料棒制造步骤包括将芯块放置在芯块托盘上、将芯块托盘插入到脱气炉中以从芯块中去除潜在氢污染、在燃料棒装载站中将芯块从芯块托盘装载到包壳管中、将弹簧插入到包壳管中、用氦气填充包壳管和/或在包壳管的端部处焊接插塞以封闭燃料棒；

-焊接每个燃料棒的插塞的步骤通过将包壳管的第一端部提供给焊接站、将第一插塞焊接到第一端部、将包壳管的第二端部提供给焊接站以及将第二插塞焊接到第二端部而使用单个焊接站来执行；