СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГРАФИТОВОЙ КЛАДКИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ УРАН-ГРАФИТОВОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 1999 года по МПК G21C1/12 G21C19/00 

Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, вопросов эксплуатации ядерных реакторов и может быть использовано при восстановлении графитовой кладки активной зоны уран-графитового ядерного реактора.

В процессе эксплуатации канальных ядерных реакторов имеют место случаи повреждения активной зоны реактора, например, вследствие разрушения топливной сборки и технологического канала из-за снижения расхода теплоносителя. Восстановление активной зоны производят в процессе осуществления ряда последовательных операций, основными из которых являются следующие: удаление поврежденных топливных сборок, технологических каналов, графитовых сборок, продуктов аварии и последующее их восстановление или замена с использованием специальных ремонтных механизмов и оснастки [1].

Ближайшим аналогом заявляемого технического решения является изобретение по патенту РФ [2]. Суть способа заключается в том, что в графитовую кладку дефектной ячейки через верхний тракт вводят разжимной инструмент, фиксируют с его помощью графитовую кладку над дефектным блоком, удаляют дефектный блок путем его полного разрушения специальным инструментом. Затем упомянутую часть кладки посредством разжимного инструмента опускают на место удаленного блока, а образующуюся в верхней части графитовой кладки полость заполняют фрагментами графитового блока, имеющими характерные поперечные размеры меньше внутреннего диаметра верхнего тракта и формируют недостающий блок.

Недостатком данного способа является низкая производительность и сложность его осуществления особенно при выполнении работ по замене большого количества графитовых блоков по истечении нормативного срока их эксплуатации и в случае зарегистрированных разрушений тепловыделяющих сборок, технологических каналов и графитовых блоков.

Задача, решаемая изобретением, заключается в разработке высокопроизводительного способа восстановления графитовой кладки в любой зоне реактора, при любом количестве дефектных блоков в кладке.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе восстановления графитовой кладки активной зоны уран-графитового ядерного реактора с использованием операций измельчения, удаления дефектных и установки замещающих графитовых блоков, предложено замещающие блоки транспортировать к месту установки путем их горизонтальных перестановок в смежных ячейках под верхней биологической защитой реактора, последовательно от проходки в верхней металлоконструкции (МК) реактора до дефектной ячейки, при удаленных технологических каналах, а по окончании перестановок колонну графитовых блоков, расположенную под проходкой, заполнить недостающими графитовыми блокам.

Способ восстановления графитовой кладки заключается в перестановке на место удаленных из ячейки дефектных графитовых блоков блоков из соседних ячеек. Заполнение недостающих блоков новыми выполняется последовательно из ячейки в ячейку до положения, когда ячейка с переставленными из нее блоками не окажется в районе проходки через верхнюю МК реактора. Пополнение недостающих блоков производится новыми через проходку в верхней МК реактора. Путь перестановки блоков выбирается индивидуально в каждом конкретном случае и зависит от положения дефектной ячейки.

На фиг. 1 показан путь перестановки блоков применительно к конкретному случаю - дефектной ячейки 52-16 третьего энергоблока Ленинградской АЭС.

На фиг. 2 - фрагмент разреза кладки активной зоны с элементами дефектной кладки и оборудование для их удаления.

На фиг. 3 - состояние ячейки с удаленным столбом дефектных графитовых блоков.

На фиг. 4 - захват для перестановки колонны графитовых блоков, установленный в соседнюю ячейку, и приспособления для его перемещения.

На фиг. 5 - подъем и фиксация в верхнем положении плиты защитной.

На фиг. 6 - перепасовка каната захвата в дефектную ячейку.

На фиг. 7 - подъем и перемещение колонны графитовых блоков в дефектную ячейку.

На фиг. 8 - установка колонны графитовых блоков в дефектную ячейку.

На фиг. 9 - фрагмент взаимного расположения ячеек реактора в районе коллектора парогазовых сбросов (ПГС).

На фиг. 10 - установка колонны новых графитовых блоков через проходку в верхней МК реактора.

В графическом материале (фиг. 1-10) путь перестановки блоков выбран исходя из конкретного случая совмещения работ по замене технологических каналов и восстановления графитовой кладки ячейки 52-16. По пути перестановки (фиг. 1) технологические каналы подлежит извлечению в соответствии с объемом работ по плановой замене технологических каналов. Восстановление графитовой кладки начинают с удаления из дефектной ячейки поврежденной топливной сборки, технологического канала и разрушенных элементов графитовой кладки (фиг. 2). Удаление разрушенных элементов кладки из дефектной ячейки 1 (фиг. 2) производят с использованием бурового станка 2, установленного на плитном настиле 3, с помощью комплекта бурового инструмента 4. Измельченные буровым инструментом 4 фрагменты дефектных графитовых блоков 5 частично ссыпаются в контейнер 6, установленный в подреакторном помещении под дефектной ячейкой 1, и частично, в виде кернов и отдельных фрагментов, извлекают в контейнер 7, установленный на плитном настиле 3 надреакторного помещения. Перед удалением дефектных элементов кладки выполняют подъем и фиксацию в верхнем положении защитной плиты 8 (фиг. 2).

Состояние дефектной ячейки 1 после удаления столба графитовых блоков 5 отображено на фиг. 3, где защитная плита 8 зафиксирована в верхнем положении, дефектная ячейка 1 освобождена от дефектных блоков 5 и подготовлена к перестановке колонны блоков 5 из соседней ячейки 9 (в данном случае рассматривается удаление всей колонны блоков 5 до опорной плиты 10). Для перемещения колонн блоков 5 из ячейки 9 в ячейку 1 в ячейку 9 с помощью приспособления 11 на канатах 12, 13 устанавливают цанговый захват 14 (фиг. 4). Цангу захвата 14 разжимают в зазоре между нижним торцом колонны блоков 5 ячейки 9 и плитой опорной 10. Плиту защитную 8 с помощью подхватов 15 на канатах 16 поднимают в верхнее положение и фиксируют на стойке 17 (фиг. 5). Канат 12 захвата 14 (фиг. 6) перепасовывают из ячейки 9 в ячейку 1. Подъем колонны блоков 5 ячейки 9 (фиг. 7) производят приспособлением 11 на канате 13. Перемещение колонны блоков 5 из ячейки 9 в ячейку 1 осуществляют путем натягивания каната 12 и ослабления натяжения каната 13. Опускание колонны блоков 5 на опорную плиту 10 ячейки 1 (фиг. 4) производят на канате 12 (фиг. 8). Затем канат 13 перепасовывают в ячейку 1 с перемещенной колонной блоков 5, опускают защитную плиту 8 и извлекают цанговый захват 14. Для заполнения освободившейся ячейки 9 перестановку колонн блоков 5 производят последовательно до ячеек 18 и 19 (фиг. 9) (путь перестановки колонн блоков 5 показан условно на фиг. 1 стрелками), расположенных под коллектором ПГС 20. Перед перестановкой колонн блоков 5 из ячеек 18 и 19 демонтируют их защитные плиты 21 (фиг. 9) и извлекают графитовые стержни 22. В освободившуюся ячейку 19 устанавливают колонну 23 новых графитовых блоков 5 (фиг. 10). Извлеченные из ячеек 18 и 19 стержни 22 устанавливают в прежнее положение. Защитные плиты 21 коллектора ПГС 20 восстанавливают в проектное положение.

Предлагаемый способ является высокопроизводительным, технологичным и позволяет заменять как отдельные графитовые блоки, так и графитовые колонны целиком. Впервые становится возможным осуществлять полную замену всей графитовой кладки или ее существенной части в канальных уран-графитовых реакторах.

Список используемой литературы
1. Патент РФ N 2029997, МКИ G 21 C 1/12, Бюл. N 6, 27.02.95 г.

2. Патент РФ N 2035071, МКИ G 21 C 1/12, Бюл. N 13, 10.05.95 г. (ближайший аналог).

Изобретение относится к ядерной энергетике, касается, в частности, вопросов эксплуатации ядерных реакторов и может быть использовано при восстановлении графитовой кладки активной зоны уран-графитового ядерного реактора. Сущность способа заключается в восстановлении графитовой кладки активной зоны уран-графитового ядерного реактора с использованием операций измельчения, удаления дефектных и установки замещающих графитовых блоков. При этом замещающие блоки транспортируют к месту установки путем их горизонтальных перестановок в смежных ячейках под верхней биологической защитой реактора, последовательно от проходки в верхней металлоконструкции реактора до дефектной ячейки, при удаленных технологических каналах. По окончании перестановок колонну графитовых блоков, расположенную под проходкой, заполняют недостающими графитовыми блоками. Способ является высокопроизводительным, технологичным и позволяет заменять как отдельные графитовые блоки, так и графитовые колонны целиком. Впервые становится возможным осуществлять полную замену всей графитовой кладки или ее существенной части в канальных уран-графитовых реакторах. 10 ил.

Способ восстановления графитовой кладки активной зоны уран-графитового ядерного реактора с использованием операций измельчения, удаления дефектных и установки замещающих графитовых блоков, отличающийся тем, что замещающие блоки транспортируют к месту установки путем их горизонтальных перестановок в смежных ячейках под верхней биологической зашитой реактора последовательно от проходки в верхней металлоконструкции реактора до дефектной ячейки при удаленных технологических каналах, а по окончании перестановок колонну графитовых блоков, расположенную под проходкой, заполняют недостающими графитовыми блоками.