ЛИНИЯ КОНТРОЛЯ И РАЗБРАКОВКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2004 года по МПК B07C5/04 

Изобретение относится к атомной промышленности и может найти применение на предприятиях изготовления тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) и сборки их в тепловыделяющую сборку (ТВС) для ядерных реакторов.

В процессе изготовления ТВЭЛ не исключено их загрязнение радиоактивной пылью диоксида урана в момент снаряжения топливных таблеток в открытый конец оболочки и соответственно не исключено загрязнение и ТВС.

Транспортирование на атомные станции загрязненных радиоактивным материалом ТВС согласно правил МАГАТЭ не допустимо.

В связи с этим возникла необходимость осуществления контроля и разбраковки ТВЭЛ по загрязнению их поверхности радиоактивным материалом с тем, чтобы принять меры дезактивации поверхности ТВЭЛ до разрешенного допустимого уровня.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является линия контроля и разбраковки ТВЭЛ, содержащая транспортный контейнер загрузки ТВЭЛ на наклонный стол с отсекателями их поштучной подачи на рольганг, вдоль которого размещены в технологической последовательности механизм контроля и разбраковки ТВЭЛ по внутренним дефектам в виде измерительной головки с источником гамма-излучения, детекторами ионизирующего излучения, фотодатчиками и со сбрасывателями бракованного ТВЭЛа на наклонный стол и в приемный контейнер, механизм контроля и разбраковки ТВЭЛ по диаметру в виде двух взаимно перпендикулярно расположенных контактных датчиков и механизм контроля и разбраковки ТВЭЛ по кривизне в виде трех контактных датчиков, расположенных по углом 120° один к другому со сбрасывателями бракованного ТВЭЛа на наклонный стол и в приемный контейнер, сбрасыватели годных проконтролированных ТВЭЛ на наклонный стол и в приемный контейнер и систему управления (см. Авторское свидетельство АС 1117088 по заявке 3502508/28-12 (161085) от 22.10.82, М.кл. В 07 С 5/04 “Линия для разбраковки длинномерных трубок”).

Линия-прототип решает задачи контроля и разбраковки ТВЭЛа по диаметру, кривизне и внутренним дефектам, включающих наличие или отсутствие фиксаторов, фиксирующих столб топливных таблеток в оболочке ТВЭЛа, контроль длины столба топливных таблеток, зазоров между таблетками, длины газосборника, наличие сколов таблеток в газосборнике, расколовшихся таблеток или сколов таблеток, попавших в зазоры между таблетками. Однако линия-прототип не решает задачи контроля и разбраковки ТВЭЛ по загрязнению их поверхности радиоактивным материалом - регистрации альфа-излучения изотопов ядерного топлива, находящегося на поверхности ТВЭЛов.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей линии путем дополнительного контроля и разбраковки ТВЭЛов по наличию или отсутствию альфа-излучения на поверхности ТВЭЛов.

Эта техническая задача решается тем, что линия контроля и разбраковки тепловыделяющих элементов, содержащая транспортный контейнер загрузки тепловыделяющих элементов на наклонный стол с отсекателями их поштучной подачи на рольганг, вдоль которого размещены в технологической последовательности механизм контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента по внутренним дефектам в виде измерительной головки с источником гамма-излучения, детектором ионизирующего излучения, фотодатчиками и сбрасывателями бракованного тепловыделяющего элемента на наклонный стол и в приемный контейнер, механизм контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента по диаметру в виде двух взаимно перпендикулярно расположенных контактных датчиков и механизм контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента по кривизне в виде трех контактных датчиков, расположенных под углом 120° относительно друг друга со сбрасывателями бракованного тепловыделяющего элемента на наклонный стол и в приемный контейнер, сбрасыватели годных проконтролированных тепловыделяющих элементов на наклонный стол и в транспортный контейнер и систему управления; согласно изобретения линия контроля и разбраковки тепловыделяющих элементов дополнительно снабжена транспортно-операционным модулем, включающим блоки детектирования альфа-излучения с поверхности тепловыделяющих элементов, ротор с дисками с расположенными по образующей ложементами для тепловыделяющих элементов, с блоком датчиков положения ротора, блоком управления приводом ротора и блоком питания, фотодатчики наличия тепловыделяющих элементов на позиции загрузки, закрытые контрольные источники альфа-излучения с радионуклидом плутония 239 с активностью 1000 Бк, модулем обработки и управления, включающим промышленный компьютер, узлы оптических цифровых входов, узел оптического цифрового выхода и счетчики-таймеры, транспортным средством загрузки проконтролированных по диаметру, кривизне и внутренним дефектам годных тепловыделяющих элементов в ложементы ротора, транспортным средством разгрузки проконтролированных по загрязненности радиоактивным материалом поверхности тепловыделяющих элементов с механизмом разделения на два потока “чистые” и “грязные” тепловыделяющие элементы с подачей в соответствующие транспортные контейнера.

Другим отличием является применение в качестве транспортного средства наклонного стола с отсекателями поштучной подачи на загрузку тепловыделяющих элементов в ложементы ротора и применение наклонного стола с провальным окном вывода брака с отсекателями поштучной подачи с ложементов ротора в транспортный контейнер тепловыделяющих элементов.

Такое выполнение линии контроля и разбраковки тепловыделяющих элементов позволит расширить технологические возможности линии и осуществлять дополнительный контроль по загрязненности поверхности ТВЭЛ и их разбраковку.

На чертежах представлена линия контроля и разбраковки тепловыделяющих элементов, где

- на фиг.1 - общий вид линии контроля и разбраковки ТВЭЛ;

- на фиг.2 - транспортно-операционный модуль и модуль обработки и управления;

- на фиг.3 - структурная схема транспортно-операционного модуля и модуля обработки и управления.

Линия контроля и разбраковки тепловыделяющих элементов 1 содержит транспортный контейнер 2 загрузки тепловыделяющих элементов 1 на наклонный стол 3 с отсекателями 4 их поштучной подачи на рольганг 5, вдоль которого размещены в технологической последовательности механизм контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента 1 по внутренним дефектам в виде измерительной головки с источником гамма-излучения 6, детектором 7 ионизирующего излучения, фотодатчиком 8, генератором импульсов управляемой частоты 9, блоком регистрации 10 и компьютером 11, сбрасывателями 12 брака на наклонный стол 13 и в приемный контейнер 14, механизм контроля и разбраковки тепловыделяющих элементов 1 по диаметру в виде двух взаимно перпендикулярно расположенных контактных датчиков 15, 16, механизм контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента 1 по кривизне в виде трех контактных датчиков 17, 18, 19, расположенных под углом 120° относительно друг друга со сбрасывателями 20 бракованного тепловыделяющего элемента 1 на наклонный стол 21 и в приемный контейнер 22, сбрасывателями 23 годных тепловыделяющих элементов 1 на наклонный стол 24 и в транспортный контейнер 25.

Линия контроля и разбраковки тепловыделяющих элементов 1 дополнительно снабжена транспортно-операционным модулем 26 и модулем 27 обработки и управления.

Транспортно-операционный модуль 26 включает блоки 28 детектирования альфа-излучения с поверхности тепловыделяющих элементов 1, ротор 29 с дисками 30 с расположенными по образующей ложементами 31 для тепловыделяющих элементов 1, с блоком 32 датчиков положения ротора 29, блоком 33 управления приводом 34 ротора 29 и блоком 35 питания, фотодатчики 36 наличия тепловыделяющих элементов 1 на позиции загрузки, закрытые контрольные источники 37 альфа-излучения с радионуклидом плутонием 239 с активностью 1000Бк.

Модуль 27 обработки и управления включает промышленный компьютер 38, узлы 39 оптических цифровых входов, узел 40 оптического цифрового выхода и счетчики-таймеры 41.

Для подачи ТВЭЛов 1 на транспортный операционный модуль 26 применено транспортное средство в виде сбрасывателей 42, наклонного стола 43 с отсекателями 44 поштучной подачи ТВЭЛ 1 в ложементы 31 ротора 29.

Для вывода проконтролированных ТВЭЛ 1 применены провальные окна, под которыми установлены приемный транспортный контейнер 45 для “грязных” ТВЭЛ 1 и транспортный контейнер 46 для “чистых” ТВЭЛ.

Линия контроля и разбраковки тепловыделяющих элементов работает следующим образом. ТВЭЛы 1 в транспортном контейнере 2 поступают на загрузку на наклонный стол 3, где с помощью отсекателей 4 поштучно подаются на рольганг 5, перемещаются через механизм контроля и разбраковки ТВЭЛа 1 по внутренним дефектам, включающим правильность сборки основных компонентов, т.е. определяется длина столба топливных таблеток, зазоры между таблетками, длина газосборника, наличие крепежных деталей-фиксаторов, наличие сколов таблеток в газосборнике, расколовшихся таблеток или сколов таблеток, попавших в зазоры между таблетками посредством источника 6 гамма-излучения, детектора 7, фотодатчика 8, генератора импульсов управляемой частоты 9, блока регистрации 10 и компьютера 11 выявляется брак и сбрасывателями 12 брак ТВЭЛ 1 сбрасывается на наклонный стол 13 и в приемный контейнер 14.

При движении ТВЭЛа 1 по рольгангу 5 с помощью контактных датчиков 15, 16 контролируется диаметр ТВЭЛа 1, а с помощью контактных датчиков 17, 18, 19 выявляется кривизна ТВЭЛа 1.

Сбрасывателями 20 выявленный брак ТВЭЛ 1 сбрасывается на наклонный стол 21 и в приемный контейнер 22. Годные ТВЭЛы 1 перемещаются по рольгангу 5 и сбрасывателями 23 сбрасываются на наклонный стол 24 и в транспортный контейнер 25. При проверке загрязненности поверхности ТВЭЛ 1 в линии предусмотрен транспортно-операционный модуль 26 и модуль 27 обработки и управления.

Предварительно ротор 29 устанавливают в положение измерения фона. Время измерения фона 1000 с. По окончании этого времени определяются средние частоты фоновых импульсов каждого блока 28 детектирования и суммарная частота.

Далее ротор 29 устанавливают в положение замера. С рольганга 5 ТВЭЛы 1 сбрасывателями 42 сбрасываются на наклонный стол 43 и отсекателями 44 поштучной выдачи поштучно укладываются в ложементы 31 дисков 30 ротора 29.

По мере поворота ротора 29 приводом 34 происходит заполнение ложементов 31 ТВЭЛами 1, контролируемое блоком 32 положения ротора 29, блоком 33 управления приводом 34 ротора 29, блоком питания 35 и фотодатчиками 36 наличия ТВЭЛов 1 на позиции загрузки.

Под блоками 28 детектирования устанавливают источники 37 альфа-излучения, при этом все загрязненные ТВЭЛы в количестве 13 штук находятся под блоками 28 детектирования, которые регистрируют альфа-излучение, испускаемое с поверхности ТВЭЛов 1. Время регистрации 1000 с. С помощью модуля 27 обработки и управления, включающего промышленный компьютер 38, узлы 39 оптических цифровых входов, узел 40 оптического цифрового выхода и счетчики - таймеры 41 выдается решение ТВЭЛы 1 “чистые” или ТВЭЛы 1 “грязные”. ТВЭЛы 1 “грязные” поступают в контейнер 45 и на дезактивацию, а ТВЭЛы 1 “чистые” в контейнер 46 на сборку в тепловыделяющую сборку.

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов. Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей линии путем дополнительного контроля тепловыделяющих элементов. Поставленная задача решается тем, что линия снабжена транспортно-операционным модулем, включающим блоки детектирования альфа-излучения с поверхности тепловыделяющих элементов, ротор с дисками с расположенными по образующей ложементами для тепловыделяющих элементов, с блоком датчиков положения ротора, блоком управления приводом ротора и блоком питания, фотодатчики наличия тепловыделяющих элементов на позиции загрузки, закрытые контрольные источники альфа-излучения, модулем обработки и управления, включающим промышленный компьютер, узлы оптических цифровых входов, узел оптического цифрового выхода и счетчики-таймеры, транспортным средством загрузки проконтролированных тепловыделяющих элементов в ложементы ротора, транспортным средством разгрузки проконтролированных тепловыделяющих элементов с механизмом разделения на два потока с подачей в транспортные контейнеры. Средства ввода и вывода тепловыделяющих элементов выполнены в виде наклонных столов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Линия контроля и разбраковкитепловыделяющих элементов, содержащая транспортныйконтейнер загрузкитепловыделяющих элементовнанаклонныйстолсотсекателямиихпоштучной подачи на рольганг, вдоль которогоразмещены в технологической последовательностимеханизмконтроляиразбраковки тепловыделяющегоэлементаповнутреннимдефектамввиде измерительной головкис источником гамма-излучения, детектором ионизирующегоизлучения,фотодатчикамиисбрасывателями бракованного тепловыделяющего элементана наклонный стол и в приемныйконтейнер,механизмконтроляиразбраковки тепловыделяющегоэлементаподиаметруввидедвухвзаимно перпендикулярно расположенныхконтактных датчиков и механизм контроля и разбраковки тепловыделяющего элемента по кривизне в виде трех контактных датчиков,расположенных под углом 120° относительнодругдругасосбрасывателямибракованного тепловыделяющегоэлементананаклонныйстоливприемный контейнер,сбрасывателигодныхпроконтролированных тепловыделяющих элементов на наклонный стол и в транспортный контейнер и систему управления,отличающаяся тем,что линияконтроля и разбраковки тепловыделяющих элементов дополнительно снабженатранспортно-операционныммодулем,включающимблоки детектированияальфа-излучения с поверхности тепловыделяющих элементов,роторсдискамисрасположеннымипообразующей ложементами длятепловыделяющих элементов, с блоком датчиков положения ротора,блоком управления приводом ротора и блокомпитания,фотодатчикиналичиятепловыделяющихэлементовна позициизагрузки,закрытыеконтрольныеисточникиальфа-излучения с радионуклидом плутония 239 с активностью 1000 Бк, модулемобработкииуправления,включающимпромышленный компьютер,узлы оптических цифровых входов,узел оптического цифровоговыходаисчетчики-таймеры,транспортнымсредством загрузки проконтролированных по диаметру, кривизне и внутренним дефектам годныхтепловыделяющих элементов в ложементы ротора, транспортнымсредствомразгрузкипроконтролированныхпо загрязненностирадиоактивнымматериаломповерхности тепловыделяющихэлементовсмеханизмомразделениянадва потока: “чистые” и “грязные” тепловыделяющие элементы с подачей в соответствующиетранспортные контейнера.2. Линия по п.1, отличающаяся тем, чтотранспортноесредствовводаивыводатепловыделяющих элементов выполнено в виде наклонных столов.