随着国家大力发展清洁能源的总体规划,中国核电事业进入了快速蓬勃的发展时.期,各类先进核反应堆相继投入使用,尤其是安全性较高的第四代核反应堆型也开始开工建设,并将逐步投入运营,为此,核燃料制造的国产化也迫在眉睫。本论文是针对示范性高温气冷堆核燃料元件生产线自动化水平较低、工业化程度不够、人工劳动强度大的问题进行分析与研究。以高温气冷堆核电站示范工程核燃料元件生产线为升级改造对象,结合生产核燃料元件的工艺流程以及核燃料制造产业化的分析与优化方法,系统地分析生产线设备及运行现状,剖析生产线制造原理,提出球形燃料元件生产线自动化升级设计技术方案,并引入机器人、自动传输线、视觉检测系统、自动清理工装等自动化装备取代人工操作,通过程序监控平台及视频监控系统实现生产线自动控制及产品制造过程的监控。论文的主要工作内容有:(1)高温气冷堆核燃料元件自动化生产线现状分析。结合目前高温气冷堆球形燃料元件的生产线现状,针对当前生产线手工操作过多、生产效率较低、劳动强度较大、人机工程学设计不完整等问题进行了深入分析,提出设计目标,为后续的改造升级奠定基础。(2)高温气冷堆核燃料元件自动化生产线设计与实施。针对提出的生产需求以及问题剖析的原因,提出总体设计思路与性能指标及要求,并对烧结炉自动上下料系统、芯球压制与终压压制全自动生产线、双主轴数控车床自动上下料系统、球形燃料元件全自动包装系统分别进行设计,对设计方案反复进行论证以及效果比对验证,最终确定自动化技术方案,并实施升级改造。(3)高温气冷堆核燃料元件自动化生产线实施成效。通过分析生产线运营产生的经济效益、管理效益、社会效益,展现改造升级后的生产线实施成效,并分析了生产线仍然存在的问题,提出了高温气冷堆核燃料元件自动化生产线项目后续改进方向。