АГРЕГАТ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2003 года по МПК G21C19/36 

Изобретение относится к области ядерных технологий и может быть использовано на атомных станциях или спецкомбинатах для утилизации отработанных длинномерных радиоактивных элементов ядерных реакторов - систем управления защитой (СУЗ), дополнительных поглотителей (ДП), технологических каналов (ТК) и др.

Утилизация длинномерных элементов конструкций ядерного реактора требует разделки их на более мелкие части. Для этого используются различные стандартные режущие инструменты: ножовки, ленточные пилы, дисковые фрезы. Режущий инструмент устанавливается на станках, находящихся в специальных камерах. В процессе работы инструмент изнашивается и требует замены; при этом должны соблюдаться требования радиационной безопасности.

Известна установка для переработки облученного ядерного топлива (патент Великобритании 1314803, G 21 C 19/34), на которой облученные топливные кассеты разрезают на куски определенной длины для их последующей обработки и которая содержит герметически закрывающийся контейнер, в который загружают топливные сборки и устройство перемещения сборок. Системы зажимов сжимают переднюю часть пучка топливных стержней, которые перемещают шагами вперед, спрессовывают и разрезают с помощью пилы, расположенной рядом с каналом, по которому перемещают пучок тепловыделяющих элементов.

Это устройство характеризуется сложностью конструкции и плохой степенью измельчения.

Известно устройство для измельчения регулирующих стержней (патент США 5116566, G 21 С 19/00), в котором стержни располагаются в виде решетки из рядов и колонок с заранее определенным расстоянием между ними и содержащее опору со средствами для быстрого зажатия и отжатая ее от двух смежных стержней в заданной колонке или ряду и средства, обеспечивающие разделение ОТВС на куски.

Это устройство имеет большие габариты, сложность обеспечения радиационной безопасности при замене режущего инструмента.

В устройстве для измельчения тепловыделяющих сборок (патент России 2138863, G 21 С 19/34) измельчение осуществляется поступательно перемещающимся клиновидным ножом оптимальной геометрии, при этом разделение внешней оболочки (чехловой трубы) отработавшей тепловыделяющей сборки производится еще двумя вспомогательными ножами неподвижной опоры.

Недостатком данного устройства является высокая энергоемкость агрегата, сложная конструкция блока ножей, высокая стоимость сменного инструмента и сложность его замены.

Прототипом изобретения является устройство для измельчения отработавшего ядерного топлива (патент России 2145125, G 21 С 19/36, 19/37), которое включает камеру загрузки ОТВС, гидропривод, механизм резки с блоком ножей.

Недостатком данного устройства является сложность замены режущего инструмента, при смене которого требуется дополнительная очистка камеры и большие затраты времени.

Технической задачей изобретения является создание агрегата для измельчения длинномерных элементов, обеспечивающее радиационную безопасность при смене режущего инструмента.

Указанная техническая задача достигается за счет того, что в предлагаемом агрегате механизм резки и гидропривод жестко закреплены в опорно-поворотной защитной стенке, установленной в корпусе с возможностью поворота и представляющей собой плиту, верхний торец которой снабжен диском с закрепленным на нем неподвижно редуктором поворота и цапфой; нижний торец снабжен основанием с радиально направленными отверстиями, причем днище корпуса снабжено цилиндрической направляющей со сквозным отверстием, в верхней части корпуса выполнено сквозное вертикальное отверстие и радиально направленные отверстия.

Указанная техническая задача может достигаться также за счет того, что плита опорно-поворотной защитной стенки снабжена золотниковым узлом подвода, расположенным по оси поворота опорно-поворотной стенки и представляющим вставку, имеющую каналы, выходящие в кольцевые проточки, закрепленную в цапфе плиты и установленную по посадке с зазором в стакане с отверстиями, закрепленном на корпусе.

Указанная техническая задача может достигаться также за счет того, что гидростанция, установленная в сквозном отверстии цилиндрической направляющей днища корпуса с возможностью поворота, жестко соединена с основанием плиты опорно-поворотной стенки, снабженным подводящими каналами.

Изобретение поясняется чертежами:
Фиг. 1 - общий вид агрегата для измельчения длинномерных радиоактивных элементов; гидростанция вынесена за пределы камеры.

Фиг.2 - разрез А-А.

Фиг.3 - разрез Б-Б.

Фиг.4 - разрез В-В.

Фиг.5 - вид Г.

Фиг.6 - разрез Д-Д.

Фиг.7 - общий вид агрегата. Положение для смены инструмента.

Фиг. 8 - общий вид агрегата, соединение трубопроводов через золотниковый узел подвода.

Фиг.9 - вид Е.

Фиг.10 - общий вид агрегата, соединение трубопроводов через золотниковый узел подвода. Положение для смены инструмента.

Фиг.11 - общий вид агрегата с жестко соединенной гидростанцией.

Фиг.12 - вид Ж.

Фиг. 13 - общий вид агрегата с жестко соединенной гидростанцией. Положение для смены инструмента.

Агрегат 1 для измельчения длинномерных радиоактивных элементов установлен в корпусе 2 с цилиндрической внутренней поверхностью 3, днище корпуса снабжено цилиндрической направляющей 4 со сквозным отверстием 5, в верхней части корпуса выполнены сквозное вертикальное отверстие 6 и радиально направленные отверстия 7 под установку радиальных подшипников 8. Корпус 2 закреплен в коробе 9, установленном в стенке 10 камеры 11.

В камере 11 установлена вертикальная загрузочная воронка 12 для ориентации измельчаемого длинномерного радиоактивного элемента 13 и канал выгрузки 14 измельченных элементов.

Агрегат 1 для измельчения длинномерных радиоактивных элементов выполнен в виде механизма резки 15, состоящего из опорного втулочного ножа 16 и подвижного втулочного ножа 17, связанного со штоком 18 гидроцилиндра 19.

Механизм резки 15 и гидроцилиндр 19 жестко закреплены в опорно-поворотной защитной стенке 20, выполненной в виде плиты 21, на нижнем торце которой расположено цилиндрическое основание 22, установленное с радиальной и осевой фиксацией в комбинированном подшипниковом узле, состоящем из радиальных опор 23 и осевых опор 24, размещенных в радиально направленных отверстиях 25 основания 22. На верхнем торце плиты 21 расположен диск 26 и цапфа 27, установленная в радиальных подшипниках 8. Поворот агрегата 1 вокруг оси I-I осуществляется с помощью привода поворота 28 через редуктор поворота 29, закрепленный неподвижно на диске 26. Гидроцилиндр 19 трубопроводами 30 соединен с гидростанцией 31.

Возможен вариант, когда гидростанция соединена трубопроводами 30 с гидроцилиндром 19 через золотниковый узел подвода 32, расположенный по оси поворота опорно-поворотной стенки 20 в цапфе 27 и состоящий из вставки 33, имеющей каналы 34, выходящие в кольцевые проточки 35, и закрепленной в цапфе 27. Вставка 33 установлена по посадке с зазором в стакане 36 с отверстиями 37 для присоединения трубопроводов 30. Стакан 36 неподвижно установлен на корпусе 2.

Гидростанция 31 может быть жестко соединена с основанием 22 опорно-поворотной защитной стенки 20 и может иметь возможность поворота вместе с ней. В этом случае гидростанция 31 с зазором расположена в полости 38 стенки 10 камеры 11 и сквозном отверстии 5 цилиндрической направляющей 4 днища корпуса 2. В этом случае трубопроводы 30 соединены с гидростанцией 31 через подводящие каналы 39, расположенные в основании 22 опорно-поворотной защитной стенки 20.

Агрегат для измельчения длинномерных радиоактивных элементов работает следующим образом.

Измельчаемый длинномерный радиоактивный элемент 13 через вертикальную загрузочную воронку 12 подается с определенным шагом в зону измельчения к механизму резки 15, попадает в отверстия опорного втулочного ножа 16 и подвижного втулочного ножа 17, который приводится в поступательное движение с помощью штока 18 гидроцилиндра 19, происходит резка ОТВС камерные заготовки, которые самостоятельно попадают в канал выгрузки 14 и удаляются из него под действием силы тяжести.

Постепенно ножи 16 и 17 изнашиваются и нуждаются в замене. При замене ножей загрузочная воронка 12 освобождается от длинномерного радиоактивного элемента 13, трубопроводы 30 отсоединяются от гидроцилиндра 19.

Включается привод поворота 28, приводится в движение редуктор поворота 29 и опорно-поворотная защитная стенка 20 поворачивается вокруг оси I-I на 180^o. Механизм резки 15 перемещается из камеры 11 в безопасную зону. Происходит замена режущего инструмента - опорного втулочного ножа 16 и подвижного втулочного ножа 17.

Затем включается привод поворота 28 и происходит поворот опорно-поворотной защитной стенки 20 на 180^o в обратную сторону.

В варианте, когда гидростанция 31 соединена с гидроцилиндром 19 через золотниковый узел подвода 32, выполняются все те же операции, но при этом трубопроводы 30 не отсоединяются, опорно-поворотная защитная стенка 20 со вставкой 33 поворачивается, кольцевые проточки 35 обеспечивают постоянное соединение каналов 34 и трубопроводов 30. В варианте, когда гидростанция 31 жестко соединена с основанием 22, происходит одновременный поворот опорно-поворотной защитной стенки 20 и гидростанции 31, при этом также не надо отсоединять трубопроводы.

Агрегат для измельчения готов к новому циклу работ.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является повышение производительности за счет сокращения времени смены инструмента и повышение радиационной безопасности техпроцесса.

Изобретение относится к области ядерных технологий и может быть использовано на атомных станциях или спецкомбинатах для утилизации отработанных длинномерных радиоактивных элементов ядерных реакторов - систем управления защитой (СУЗ), дополнительных поглотителей (ДП), технологических каналов (ТК) и др. Техническим результатом при осуществлении изобретения является повышение производительности за счет сокращения времени смены инструмента и повышение радиационной безопасности техпроцесса. В агрегате механизм резки и гидропривод жестко закреплены в опорно-поворотной защитной стенке, установленной в корпусе с возможностью поворота и представляющей собой плиту, верхний торец которой снабжен диском с закрепленным на нем неподвижно редуктором поворота и цапфой; нижний торец снабжен основанием с радиально направленными отверстиями, причем днище корпуса снабжено цилиндрической направляющей со сквозным отверстием, в верхней части корпуса выполнено сквозное вертикальное отверстие и радиально направленные отверстия. Плита опорно-поворотной защитной стенки снабжена золотниковым узлом подвода, расположенным по оси поворота опорно-поворотной стенки и представляющим вставку, имеющую каналы, выходящие в кольцевые проточки, закрепленную в цапфе плиты и установленную по посадке с зазором в стакане с отверстиями, закрепленном на корпусе. Гидростанция, установленная в сквозном отверстии цилиндрической направляющей днища корпуса с возможностью поворота, жестко соединена с основанием плиты опорно-поворотной стенки, снабженным подводящими каналами. 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Агрегат для измельчения длинномерных радиоактивных элементов, содержащий опорно-поворотную защитную стенку, редуктор поворота, гидропривод, гидростанцию и установленные в камере загрузочную воронку для ориентации этих элементов, канал выгрузки измельченных элементов, механизм резки с блоком ножей, отличающийся тем, что механизм резки и гидропривод жестко закреплены в опорно-поворотной защитной стенке, установленной в корпусе с возможностью поворота и представляющей собой плиту, верхний торец которой снабжен диском с закрепленным на нем неподвижно редуктором поворота и цапфой; нижний торец снабжен основанием с радиально направленными отверстиями, причем днище корпуса снабжено цилиндрической направляющей со сквозным отверстием, в верхней части корпуса выполнены сквозное вертикальное отверстие и радиально направленные отверстия. 2. Агрегат для измельчения длинномерных радиоактивных элементов по п. 1, отличающийся тем, что плита опорно-поворотной защитной стенки снабжена золотниковым узлом подвода, расположенным по оси поворота опорно-поворотной стенки и представляющим вставку, имеющую каналы, выходящие в кольцевые проточки, закрепленную в цапфе плиты и установленную по посадке с зазором в стакане с отверстиями, закрепленном на корпусе. 3. Агрегат для измельчения длинномерных радиоактивных элементов по п. 1, отличающийся тем, что гидростанция, установленная в сквозном отверстии цилиндрической направляющей днища корпуса с возможностью поворота, жестко соединена с основанием плиты опорно-поворотной стенки, снабженным подводящими каналами.