ЗАЩИТНАЯ КАМЕРА Российский патент 1998 года по МПК G21F7/00 

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к защитным камерам, и может быть использовано на действующих АЭС для выполнения технологических операций с полномасштабными высокоактивными конструкциями, например, с топливными сборками и при промышленном производстве закрытых источников ионизирующего излучения общетехнического и медицинского назначения.

Существуют защитные камеры, состоящие из цепочки радиационно-защищенных боксов, расположенных горизонтально, которые, наряду с изготовлением источников, используются для проведения исследований физических и механических свойств конструкционных материалов активной зоны реакторов [1]. Эти камеры в основном металловедческого направления и работают с небольшими по размерам и активности образцами, обращение с источниками в них осуществляется небольшими партиями и носит эпизодический характер. В указанных камерах возможно осуществлять следующие операции с высокоактивными конструкциями: приемку, хранение, обработку, рентгеноструктурный, металлографический анализ, изменение механических и физических свойств конструкционных материалов.

Недостатком данной защитной камеры является невозможность производить операции с длинномерными конструкциями канальных реакторов большой мощности (РБМК).

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является защитная камера, состоящая из цепочки радиационнозащищенных боксов, расположенных горизонтально и вертикально [2]. В ней выполняют различные технологические операции с высокоактивными образцами материалов и полномасштабными конструкциями реакторных сборок, имеющими размеры значительно меньше, чем аналогичные конструкции реактора РБМК. В данной защитной камере можно осуществлять следующие операции: приемку и отправку, сборку и разборку, очистку высокоактивных конструкций, изготовление в ограниченном объеме закрытых источников ионизирующего излучения.

Недостатком данной защитной камеры является невозможность осуществления операций с длинномерными (более 7 м) высокоактивными конструкциями при промышленном производстве закрытых источников ионизирующего излучения (ИИИ). Данная конструкция защитной камеры не отвечает действующим в настоящее время требованием по уровню поверхностной загрязненности защитных ИИИ и не обеспечивает требуемой интенсивности производства.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в снижении уровня поверхностного загрязнения источников радиоактивного излучения в длинномерных конструкциях, помещаемых непосредственно в ядерный реактор, которые после извлечения из реактора имеют высокий уровень загрязнения. Другими задачами являются повышение интенсивности производства и уменьшение площади застройки, занимаемой защитной камерой.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в защитной камере, включающей изолированные друг от друга радиационно-защищенные боксы, снабженные технологическим оборудованием и размещенные в вертикальной шахте, предложено бокс разделки высокоактивных длинномерных конструкций расположить в нижней части рабочей зоны шахты и снабдить вертикальным направляющим каналом, проходящим через расположенные выше боксы, содержащие передаточные шлюзы.

Расположение бокса разделки высокоактивных длинномерных конструкций в нижней части шахты и наличие вертикального, направляющего канала, проходящего через все расположенные выше боксы, позволяет опускать высокоактивные длинномерные конструкции в нижнюю часть защитной камеры и проводить там основные "грязные" операции по изготовлению источников ионизирующего излучения. Наличие передаточных шлюзов между боксами позволяет исключить неконтролируемое проникновение в боксы радиоактивного загрязнения при транспортной передаче конструкций и их элементов уменьшить до нормируемого значения уровень поверхностного загрязнения изготовляемого ИИИ. Технологический процесс изготовления ИИИ организован таким образом, что высокоактивные элементы конструкции последовательно проходят все рабочие боксы, начиная с нижнего, наиболее "грязного" бокса, в который через вертикальный направляющий канал поступает извлеченная из реактора полномасштабная высокоактивная конструкция, содержащая радиоактивные сборки, и заканчивая верхним, "чистым", боксом, откуда выгружается готовая продукция в виде ИИИ. Причем изготовление источников в верхних боксах может осуществляться одновременно с выполнением технологических операций с длинномерной конструкцией, в нижнем боксе и всех верхних боксах. Предлагаемая конструкция защитной камеры гарантирует нормированную "чистоту" верхних боксов. Площадь застройки, занимаемая защитной камерой, уменьшается в 5-8 раз.

Предлагаемое изобретение поясняется графическим материалом.

На чертеже изображена компановочная схема защитной камеры.

Защитная камера (чертеж) расположена в шахте 1. Шахта 1 содержит защитные, изолированные боксы 2 - 6, которые снабжены технологическим оборудованием, манипуляторами (не показаны), смотровыми окнами 7, передаточными горизонтальными 8 и вертикальными 9 шлюзами. Шлюзы 8 и 9 предназначены для передачи высокоактивных элементов (сборок) конструкций из одного бокса в другой. В нижней части шахты 1 расположен бокс 2, предназначенный для проведения основных "грязных" операций, связанных с осмотром конструкций, исследованием образцов, контролем параметров и разделкой высокоактивных длинномерных конструкций и их элементов. Боксы 3 - 6 расположены над боксом 2. Бокс 2 снабжен вертикальным направляющим каналом 10, который проходит через боксы 3 - 6 и изолирован от них. В нижней части бокса 2 расположен глубокий перегрузочный канал 11, предназначенный для выгрузки высокоактивных длинномерных конструкций. Сверху шахта 1 закрыта защитной плитой 12, которая содержит стыковочные узлы 13 и 14. Узел 13 соединяет направляющий канал 10 с транспортно-разгрузочным устройством 15, предназначенным для транспортирования конструкций в шахту 1. Узел 14 обеспечивает соединение верхнего бокса 6 с транспортным контейнером 16, предназначенным для загрузки и транспортировки за пределы станции готовой продукции ИИИ. Под защитной плитой 12, в направляющем канале 10, размещается кран-балка 17, предназначенная для перемещения внутри шахты 1, в вертикальном и одном из горизонтальных направлений загруженных в вертикальном и одном из горизонтальных направлений загруженных в шахту 1 конструкций.

Предлагаемая защитная камера работает следующим образом (чертеж).

Транспортно-загрузочное устройство 15 с помещенной в него высокоактивной конструкцией (не показано) помещают на стыковочный узел 13. Затем высокоактивную конструкцию опускают через стыковочный узел 13, направляющий канал 10 в бокс 2, загружают в перегрузочный канал 11 до уровня смотрового окна 7 и рабочей зоны манипуляторов (не показаны) бокса 2. При необходимости перемещения в боксе 2 загруженная конструкция перецепляется на кран-балку 7, расположенную под защитной плитой 12. В боксе 2 с помощью манипуляторов (не показаны) выполняют все необходимые операции присущие боксу 2. Затем элементы высокоактивной конструкции передают последовательно в боксы 3 - 6, через передаточные шлюзы 8 и 9, в которых осуществляют операции, присущие каждому боксу. Из последнего по технологии бокса 6 изготовленные ИИИ загружают в транспортный контейнер 16 через стыковочный узел 14 и переводят спецтранспортом в контейнере 16 в накопитель или за пределы АЭС.

Поскольку боксы изолированы друг от друга, операции, присущие каждому боксу, могут выполняться одновременно и независимо, а наличие направляющего канала позволяет обеспечить дополнительно совместимость технологий, связанных с обращением высокоактивных конструкций и их элементов реактора РБМК.

Данное техническое решение позволяет снизить уровень загрязненности радиоактивных источников излучения при производстве их в длинномерных высокоактивных конструкциях, помещаемых непосредственно в ядерный реактор, и уменьшить площадь застройки занимаемой защитной камерой в 5 - 8 раз.

Камера содержит изолированные друг от друга радиационн-озащитные боксы, снабженные технологическим оборудованием и размещенные в вертикальной шахте. Бокс разделки высокоактивных длинномерных конструкций расположен в нижней части рабочей зоны шахты и снабжен вертикальным направляющим каналом, проходящим через расположенные выше боксы, содержащие передаточные шлюзы. 1 ил.

Защитная камера, включающая изолированные друг от друга радиационно защитные боксы, снабженные технологическим оборудованием и размещенные в вертикальной шахте, отличающаяся тем, что бокс разделки высокоактивных длинномерных конструкций расположен в нижней части рабочей зоны шахты и снабжен вертикальным направляющим каналом, проходящим через расположенные выше боксы, содержащие передаточные шлюзы.