УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРЕЗКИ ПЕНАЛОВ С ДЕФЕКТНЫМИ ОТРАБОТАВШИМИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИМИ СБОРКАМИ Российский патент 2003 года по МПК G21C19/33 G21F5/08 

Изобретение относится к области технологического оборудования в атомной энергетике, используемого преимущественно для работы с дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками (ОТВС), а более конкретно к устройствам для промышленной реализации технологии демонтажа дефектных ОТВС из баков хранилищ плавучих технических баз (ПТБ) или хранилищ береговых технических баз (БТБ), техническое решение которой защищено патентом 2154864 "Способ демонтажа дефектных отработавших тепловыделяющих сборок". Оно может быть с этими же целями использовано на морском транспорте, имеющем атомные паропроизводящие установки (АППУ), а также при ремонтных работах на атомных электростанциях.

Известно устройство для вырезки кольцеобразных проточек с целью удаления пеналов или чехлов с дефектными ОТВС из баков хранилищ ПТБ как для их эксплуатации, так и последующей утилизации - станок для вырезки пеналов, выпускаемый по документации и техническим условиям П3603.030.000.00 и созданный во ФГУП ЦНИИТС.

Это устройство включает станину, на которой неподвижно установлены приводной механизм вертикального вращения шпинделя со сверлильной головкой (режущим инструментом), и устройство, позволяющее выводить шпиндель наружу перпендикулярно основанию станины. Согласно технологии устройство устанавливается основанием станины на поворотную плиту бака хранилища с возможностью ввода его шпиндельного блока в загрузочное отверстие плиты с минимальным зазором 1,5...2 мм и соосно соответствующему пеналу, подлежащему вырезке, и закрепляется на плите с помощью прижимных планок.

Однако для обеспечения перемещений этого устройства требуется специальное грузоподъемное средство, например кран или тельфер, а также наличие специального телевизионного устройства, контролирующего точность установки. Кроме того, каждой вырезке соответствующего пенала обязательно предшествует операция проверки ручным калибром точности установки режущей головки в загрузочном отверстии относительно оси пенала (их соосности), что также требует переустановки указанного устройства с помощью грузоподъемных устройств.

В качестве прототипа выбрано устройство колонкового бурения RB-213-3 фирмы RIDGID, находящейся в США, штат Огайо, г. Северный Риджвилл (см. прилагаемую копию из каталога фирмы). Это устройство состоит из вертикально-сверлильного станка, расположенного на станине, имеющей пару напольных колес и две дугообразные тяги. Благодаря наличию пары колес на станине (на ее торцовой части) это устройство не требует использования при работе специальных грузоподъемных средств для подачи станка к месту сверления и его можно перемещать в любых направлениях приложением ручного усилия к дугообразным тягам.

Однако точное совмещение режущей головки такого устройства с отверстием в поворотной плите при принятом зазоре между ними 1,5...2 мм с обеспечением необходимой центровки и соосности также достаточно трудоемко и требует постоянного использования специальных телевизионных устройств. Кроме того, при вырезке пеналов с дефектными ОТВС, расположенных в стандартном баке хранилища как в одном окружном ряду на его трубной доске, так и при переходе на вырезку пеналов в другом окружном ряду, появляется необходимость в операции перемещения указанного устройства по поворотной плите с целью проверки точности наведения режущей головки, например, ручным калибром. Указанное перемещение устройства при наличии в одном лишь баке ПТБ на его трубной доске 6.. . 8 окружных рядов пеналов при общем количестве пеналов в баке 350...400 шт. весьма трудоемко и требует значительного времени.

Задачей предлагаемого технического решения является сокращение количества переустановок устройства на поворотной плите, повышение точности наведения сверлильной (режущей) головки устройства на вырезаемый пенал, сокращение времени наведения и центровки сверлильной головки с вырезаемым пеналом, а также задача уменьшения выхода радионуклидов в окружающую среду при вырезке дефектных ОТВС из баков хранилищ.

Основной технический результат, достижение которого обеспечивает решение поставленной задачи, - это снижение длительности технологического процесса вырезки пеналов с дефектными ОТВС и соответственно снижение дозовых нагрузок на обслуживающий устройство персонал.

Решение поставленной задачи и достижение указанного технического результата обеспечивается совокупностью существенных признаков, имеющихся в независимом пункте формулы изобретения. Для их осуществления станина устройства выполнена из двух соосно расположенных частей: неподвижного основания и поворотной платформы с центральным подшипником качения и кольцевым антифрикционным подшипником между основанием и платформой. В неподвижном основании имеется одно отверстие для центровки устройства и ввода режущего инструмента в виде сверлильной головки, а на поворотной платформе имеется два радиально расположенных под углом 90^o отверстия, которые могут поочередно совмещаться с отверстием в неподвижном основании, при этом одно из отверстий предназначено для центровки устройства, а второе - для ввода режущей головки.

На поворотной платформе закреплены стойки-направляющие, по зубчато-реечному зацеплению одной из которых перемещается в вертикальном направлении приводной шпиндель вертикально-сверлильного станка, а другая стойка служит опорой для приводного шпинделя.

На поворотной платформе имеются две опоры напольных колес, к которым крепятся дугообразные тяги. Другим концом эти тяги закреплены к торцам стоек-направляющих. Кроме того, поворотная платформа снабжена, как минимум, двумя фиксаторами, стопорящими поворотное основание после его разворота на 90^o.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для вырезки пеналов с дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками.

На фиг. 2 изображен общий вид устройства, установленного на поворотной плите бака хранилища в положении поворотной платформы, предназначенном для выполнения проверки центровки ручным калибром.

На фиг. 3 изображен общий вид устройства, установленного на поворотной плите при вырезке пенала.

На фиг.4 изображен узел сверлильной (режущей) головки в процессе вырезки кольцевой проточки в пенале.

Предлагаемое устройство включает станину, состоящую из неподвижного основания (1) и соосно с ним расположенной подвижной платформы (2), между которыми в центре установлен радиально-опорный подшипник (3), а по периферии - кольцевой антифрикционный подшипник (4).

На поворотной платформе закреплены две вертикальные цилиндрические стойки-направляющие вертикально-сверлильного станка, одна из которых является гладкой (5), а другая (6) снабжена зубчатой рейкой.

На вертикальных стойках-направляющих с возможностью возвратно-поступательного перемещения механизма подачи по зубчатому реечному зацеплению с помощью вращения рукоятки (7) установлен приводной механизм вращения шпинделя (8) со сверлильной головкой (9).

Неподвижное основание (1) имеет вертикальное сквозное отверстие (10), соосное шпинделю (8) вертикально-сверлильного станка, а поворотная платформа (2) имеет два радиально расположенных отверстия, равных по диаметру отверстию (10) и расположенных относительно друг друга под углом 90^o. Эти отверстия поочередно соосны с отверстием (10) в двух положениях платформы (2) при повороте ее на 90^o. Одно из отверстий (11) служит для операции центровки с отверстием (10) в неподвижном основании и вырезаемым пеналом (12) через загрузочное отверстие (13) в поворотной плите (14) бака хранилища (см. фиг.2), а другое отверстие (15) предназначено для ввода сверлильной головки в загрузочное отверстие после выполнения указанной операции центровки, например, с помощью ручного калибра (16).

Для крепления и точной поочередной фиксации совмещения (соосности) отверстий (11) и (15) соответственно с отверстием (10) в неподвижном основании при разворотах на 90^o поворотной платформы она снабжена двумя резьбовыми фиксаторами (17), входящими в соответствующие резьбовые отверстия в неподвижной плите, расположенными также под углом 90^o.

В торцевой части поворотная платформа (2) снабжена парой напольных колес (18), предназначенных для перемещения (переустановки) устройства для вырезки пеналов (12), расположенных в следующем окружном ряду трубной доски (19) бака хранилища.

Для удобства ручного перемещения устройства напольные колеса (18) соединены тягами (20) с верхними торцами стоек-направляющих (5) и (6).

Для неподвижного закрепления устройства на поворотной плите бака хранилища оно снабжено прижимными планками (21) для крепления его неподвижного основания (1) на поворотной плите.

Имеются два режима работы устройства:
- проверка центровки загрузочного отверстия и пенала с технологическими отверстиями устройства (позиция I);
- ввод режущего инструмента в загрузочное отверстие для вырезки пенала (позиция II).

В режиме проверки центровки загрузочного отверстия и пенала разворот поворотной платформы (2) выполняется вручную (см. фиг.2). С помощью фиксаторов (17) совмещаются отверстия (10) и (11), после чего снимается защитная пробка на баке-хранилище (не показана) с соответствующего окружного ряда поворотной плиты (14) (штатные пробки гнезд в поворотной плите хранилища предварительно заменены съемными пробками). Перемещая устройство вручную за тяги (20) на колесах (18), достигают центровки отверстий (10) и (11) с загрузочным отверстием (13) визуально, а затем проводят проверку их общей соосности с помощью ручного калибра (16).

Затем неподвижное основание (1) устройства закрепляется к поворотной плите с помощью прижимных планок (21), которые не снимают до окончания вырезки всех пеналов, находящихся на одном окружном ряду.

Далее последующим продвижением ручного калибра (16) вниз проверяется "точная" центровка отверстий (10), (11) и (13) с вырезаемым пеналом (12), при этом (при необходимости) проводится штатная доводка плиты (14) ее разворотом в окружном направлении.

После проверки центровки отверстий (10), (11), (13) и вырезаемого пенала, извлекается ручной калибр (16), а из резьбовых отверстий в неподвижном основании (1) устройства отсоединяются фиксаторы (17). Далее поворотная платформа (2) разворачивается по часовой стрелке на угол 90^o относительно неподвижного основания в положение вырезки пеналов и вновь закрепляется фиксаторами (17). В этом положении устройство подготовлено к вырезке пенала, т.е. соответствующие отверстия (10), (15), (13) и вырезаемый пенал (12) будут сцентрированы относительно шпинделя вертикально-сверлильного станка (см. фиг.3).

С пульта управления (не показан) включается механизм вращения шпинделя (8) вертикально-сверлильного станка и одновременно сверлильная головка (9) опускается в отверстия рукояткой (7), при этом отсчет рабочей подачи ведется по нониусу (не показан). В результате операции производится кольцевая проточка (22) глубиной Δ≅8 мм (см. фиг.4) в месте сварки пенала (12) с трубной доской (19).

Вырезав соответствующий пенал, шпиндель (8) со сверлильной головкой (9) поднимается вверх (вращением в обратном направлении рукоятки (7)) и таким образом выводится из отверстия (15) в поворотной платформе (2).

Далее поворотная плита (14) бака хранилища с закрепленным на ней устройством переводится на вырезку следующего пенала, расположенного на этом окружном ряду трубной доски (19), и цикл операций в указанных режимах I и II повторяется.

Таким образом, при вырезке пеналов, находящихся в одном окружном ряду, отпадает необходимость в отсоединении устройства от поворотной плиты, однако такая операция необходима при переходе устройства на вырезку пеналов в другом окружном ряду.

Изобретение относится к области технологического оборудования в атомной энергетике, используемого преимущественно для работы с дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками (ОТВС), а более конкретно - к устройствам для осуществления технологии демонтажа дефектных ОТВС из баков хранилищ плавучих технических баз (ПТБ) или хранилищ береговых технических баз (БТБ). Технический результат - снижение длительности технологического процесса вырезки пеналов с дефектными ОТВС, а значит и снижение дозовых нагрузок на обслуживающий устройство персонал. Устройство выполнено из двух соосно расположенных частей: неподвижного основания и поворотной платформы с центральным подшипником качения и кольцевым антифрикционным подшипником между основанием и платформой. На поворотной платформе расположен вертикально-сверлильный станок, закрепленный на двух стойках, а в торцовой части она снабжена парой напольных колес, предназначенных для перемещения устройства по поворотной плите бака хранилища. Для удобства ручного перемещения имеются специальные тяги. Неподвижное основание имеет одно отверстие для центровки устройства и ввода режущего инструмента в виде сверлильной головки, а поворотная платформа имеет два радиально расположенных под углом 90^o отверстия, которые могут поочередно совмещаться с отверстием в неподвижном основании, при этом одно из отверстий предназначено для центровки устройства, а другое - для ввода режущей головки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для вырезки пеналов с дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками, содержащее вертикально-сверлильный станок, установленный на подвижной платформе, имеющей ролики и тяги, отличающееся тем, что на платформе имеются два радиально расположенных под углом 90° отверстия, одно из которых соосно со шпинделем сверлильного станка, платформа расположена на основании с возможностью ее разворота относительно этого основания на 90°, причем в основании имеется отверстие, поочередно совмещаемое при развороте с отверстиями на платформе.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для фиксации соосности отверстий в платформе и основании оно содержит фиксирующий узел.