СПОСОБ РАСЧЕХЛОВКИ ОТРАБОТАВШИХ ТВЭЛОВ Российский патент 2002 года по МПК G21C19/37 

Изобретение относится к области атомной промышленности, преимущественно к ядерному топливному циклу, и может использоваться для отделения металлической оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов) при подготовке к химической переработке отработавшего ядерного топлива.

Одним из направлений механической расчехловки и отделения оболочек твэлов является продольное разрезание в двух и более местах по всей длине твэла механической ножовкой, ленточной пилой, вращающимися режущими дисками или специальными резцами. Они снабжены приспособлениями для отделения сердечника от разрезанной оболочки с дальнейшей ее утилизацией.

При разрезании оболочки поступательно двигается или твэл, или режущий элемент вдоль твэла. Для осуществления поступательного движения твэла используют толкатели с гидро- или пневмоцилиндрами, вращающиеся фрикционные ролики с приводами, а в случае неподвижного твэла применяют продольно подвижные режущие диски.

Известен способ механической расчехловки отработавших твэлов, по которому два режущих диска вскрывают оболочку твэла по образующей, режущая кромка которого имеет форму окружности. Диски приводятся в движение гидроприводом. Топливный сердечник отделяют от частей оболочки проталкиванием через фильеру. (Подготовка облученного ядерного топлива к химической переработке / А.Т. Агеенков, Э.А. Ненарокомов, В.Ф. Савельев, А.Б. Ястребов. - М.: Энергоатомиздат, 1982, с. 37-43)
Известен способ продольного резания, где используют два режущих диска с острой кромкой в форме окружности, прорезая металлическую оболочку твэла, на всем протяжении линии реза диск прокручивается по неразрушенной поверхности сердечника, и в случае керамического ядерного топлива приводит к быстрому затуплению режущей кромки диска.

Пневмо- или гидропривод с механизмом толкателя имеет довольно сложное устройство, а для отделения оболочки от сердечника требуется устройство в виде фильеры и усилие для проталкивания твэла через нее.

Освобожденные от оболочки сердечники имеют крупные фрагменты, что требует дополнительной операции по подготовке к химической переработке - измельчения.

Вышеуказанные недостатки устраняются тем, что в способе расчехловки отработавших твэлов, включающем резку, оболочку твэла режут вращающимися с одинаковой угловой скоростью дисками, режущие кромки которых имеет форму эвольвенты и ориентированы так, что выступы эвольвенты одного диска совпадают с впадинами эвольвенты другого.

Форма режущей кромки дисков обеспечивает захват и протягивание твэла, а иной режим резания оболочки, предварительно деформирующий материал оболочки и керамического сердечника, удлиняет срок службы дисков.

Приводом вращения режущих дисков можно использовать обычный электродвигатель с редуктором.

В процессе расчехловки твэла производится дробление сердечника, что является положительным результатом для последующей химической переработки сердечника.

Раздробленный сердечник без особых усилий покидает разрезанную оболочку, форма режущей кромки способствует этому.

На чертеже представлено устройство, с помощью которого реализуется способ.

Способ предполагает использование двух дисков 1, 2 с эвольвентной формой режущей кромки, вращающихся с одинаковой линейной скоростью выступов и впадин режущих кромок.

При вращении дисков каждый выступ одного из режущих дисков, соприкасаясь с оболочкой твэла 3, врезается в оболочку, деформирует твэл, вдавливая его во впадину другого режущего диска, и, прорезав оболочку, клинообразно внедряется в сердечник, производит дальнейшее измельчение сердечника, раздвигает края разрезанной оболочки, а затем выходит из сердечника, давая возможность свободно высыпаться измельченному содержимому сердечника.

Каждый выступ двух режущих дисков при их вращении в противоположные стороны повторяет вышеописанную операцию, протягивая весь отрезок твэла.

Изобретение относится к области атомной промышленности и может использоваться для отделения металлической оболочки тепловыделяющих элементов (твэлов) при подготовке отработавшего ядерного топлива к химической переработке. Сущность изобретения: способ предполагает использование двух дисков с эвольвентной формой режущей кромки, вращающихся с одинаковой угловой скоростью и ориентированных так, что выступы эвольвенты одного диска совпадают с впадинами эвольвенты другого. При вращении каждый выступ одного из режущих дисков врезается в оболочку твэла и вдавливает его во впадину другого режущего диска. Затем прорезает оболочку твэла, клинообразно внедряется в сердечник, производя его измельчение для последующей переработки. Преимущества изобретения заключаются в том, что оно позволяет увеличить срок службы оборудования для резки, а также совместить операции резки и дробления. 1 ил.

Способ расчехловки отработавших твэлов, включающий резку дисками, отличающийся тем, что режут вращающимися с одинаковой угловой скоростью дисками, режущие кромки которых имеют форму эвольвенты и ориентированы так, что выступы эвольвенты одного диска совпадают с впадинами эвольвенты другого.