УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЮЩЕЕ Российский патент 2012 года по МПК G21C19/06 

Данное изобретение относится к области атомной техники, в частности к устройствам для установки пеналов отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) в хранилища отработавшего ядерного топлива, и может быть использовано на атомных электростанциях или спецкомбинатах для утилизации ОТВС ядерных реакторов.

Отработавшие тепловыделяющие сборки (ОТВС) ядерных реакторов, предназначенные для утилизации, подлежат длительной выдержке в защитных средах с использованием устройства их установки для размещения в хранилище отработавшего ядерного топлива (хранилище). Хранилище выполнено в виде бассейна выдержки с несущим защитным перекрытием, представляющим собой настил, снабженный круглыми отверстиями-гнездами хранения. Для выполнения операций по установке пеналов с ОТВС и уплотненному их размещению в хранилище возникла необходимость в применении защитного самоходного устройства (устройства передающего), характеризующегося легкостью обслуживания и безопасностью в работе.

Известно оборудование для перегрузки топлива на реакторах (А.Д.Уордсуотр Техника работы с ядерным топливом. - М.: Атомиздат - 1965 - 90 с., 217 с., 229 с.), в частности судна "Саванна", включающее поворотный экран с приводом и перегрузочным контейнером, в котором размещают подъемники и захваты для перегрузки топлива. При перегрузке контейнер укрепляют на вращающейся защитной плите, которую устанавливают на корпус реактора после удаления крышки. Топливные сборки заменяют через загрузочные трубы, проходящие верхнюю защиту. Такие трубы установлены над каждым топливным каналом. При этом сборка имеет подвесную секцию, которая проходит через трубу в защите и герметично закрывает верхнее отверстие трубы. Известно что сборка переносится захватом. Чтобы упростить конструкцию захвата, устройства для ориентации сборок крепятся на самих сборках.

Недостатком аналога является то, что конструкция оборудования для перегрузки топлива является сложной, применение ее для выполнения технологического процесса потребует длительного времени и трудоемкости при установке ОТВС в хранилище.

Известно хранилище отработавшего ядерного топлива, расположенного на плавучей технической базе судна "Лепсе", которое содержит отсек с двумя хранилищами, закрытый защитной плитой, выполненной с круглыми загрузочными отверстиями, в частности для размещения в них ОТВС, и снабженной защитными пробками загрузочного отверстия (Журнал "Атомная техника за рубежом", 1997, №3, с.20-21).

Недостатком является то, что затруднена реализация уплотненного размещения пеналов с ОТВС в каналах бака хранилища, сложность процесса наведения устройства на места установки пеналов с ОТВС в хранилища и ориентации пробки.

Известно устройство для хранения отработавшего ядерного топлива (патент RU №2234151, G21C 19/06, G21F 9/34, опубл. 2004 г.), согласно которому устройство, находящееся в заполненном водой бассейне, содержит шарнирно установленное на балках щелевого перекрытия двуплечее коромысло, несущее топливные пеналы. Устройство снабжено страховочным приспособлением с винтовой стяжкой и грузозахватными элементами.

Известно хранилище для отработавшего ядерного топлива (патент SU №1405584 G21F 9/00, опубл. 1995 г.), согласно которому оно содержит водяной бассейн, щелевое перекрытие, образованное двутавровыми балками, пеналы, опирающиеся на верхние полки двутавровых балок, снабженные грузозахватными элементами, при этом хранилище содержит дополнительные пеналы, расположенные в шахматном порядке относительно основных пеналов, с кронштейнами, опирающиеся на нижние полки двутавровых балок, снабженные грузозахватными элементами и подвесками.

Недостатком указанных аналогов является то, что установка пеналов с ОТВС в хранилище представляет собой длительный по времени работы процесс с использованием крана центрального зала и исключением проведения работ в зоне, обслуживаемой краном центрального зала, кроме того, при щелевом перекрытии возможно снижение безопасности для обслуживающего персонала.

Технической задачей изобретения является разработка конструкции устройства передающего небольших габаритов и массы для уплотненной расстановки несущих элементов пеналов с ОТВС в каждое гнездо хранилища, исключая при этом из операций по установке пеналов с ОТВС в хранилища кран центрального зала и позволяя проводить работы в зоне, не обслуживаемой краном центрального зала, обеспечивая упрощение процесса наведения устройства, сокращение времени работы, улучшение радиационной безопасности.

Указанная задача решается тем, что устройство передающее содержит корпус с основанием в виде защитной пробки, согласно изобретению защитная пробка снабжена траверсой для закрепления ее на подъемнике (грузоподъемном механизме) и пазами для ориентации при ее установке в отверстие гнезда хранения, устройство снабжено вилкой, окном для размещения вилки, механизмами горизонтального и вертикального перемещения вилки, пальцем, входящим в отверстие вилки, с возможностью фиксации скобы при перемещении, подшипниками скольжения.

Желательно вилку снабдить выступами для захвата скоб.

Предпочтительно механизмы горизонтального и вертикального перемещения вилки снабдить квадратами для управления.

Желательно пазы защитной пробки выполнить вертикальными.

Целесообразно подшипники изготовить в виде втулок.

При использовании предлагаемого изобретения могут проявиться, в частности, следующие технические результаты:

- упрощение процесса наведения устройства на места установки пеналов с ОТВС в хранилище (в комплексе с гнездами хранения) и ориентации пробки;

- сокращение времени работы на установку пеналов с ОТВС в хранилище;

- компактность размещения пеналов с ОТВС;

- исключение падения пеналов с ОТВС при их размещении;

- повышение безопасности в работе;

- исключение из операций по установке ОТВС в хранилища крана центрального зала и проведение работ в зоне, не обслуживаемой краном центрального зала;

- улучшение радиационной безопасности при хранении пеналов с ОТВС ядерных реакторов.

Технический результат по упрощению процесса наведения устройства на места установки пеналов с ОТВС в хранилища обеспечивается за счет пазов для ориентации, выполненных на защитной пробке, входящей в основание устройства и, как следствие, сокращение рабочего времени.

Компактность размещения пеналов с ОТВС достигается за счет уплотненной расстановки несущих элементов пеналов с ОТВС в количестве, например, шести штук по периферии отверстия-гнезда хранения и под настилом из плит, при этом оставляя свободное место в центральной части отверстия-гнезда хранения.

Исключение возможности падения пенала с ОТВС реализуется фиксацией скобы при взаимодействии ее с элементами гнезда, в частности с тремя пальцами, установленными на кольце, и тремя штырями, закрепляющими это кольцо в расточке отверстия-гнезда хранения, и одновременном взаимодействии пальца, установленного на ползушке, с отверстием в скобе или с отверстием вилки при подъеме.

Изготовление устройства передающего небольших габаритов и массы, несложным в обслуживании, обеспечивает возможность для проведения технологических операций с ним, используя управляемый и перемещаемый вручную подъемник (грузоподъемное устройство), что позволяет исключить из операций по установке ОТВС в хранилища кран центрального зала и проводить работы в зоне, не обслуживаемой краном центрального зала.

Повышение безопасности работы обеспечивается за счет управления устройством передающим механическим способом при помощи удлинителей (или дистанционно), моментных ключей, подсоединенных к квадратам управления механизмами горизонтального и вертикального перемещения вилки, расположенными на верхней поверхности защитной пробки.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг.1÷5:

фиг.1 - общий вид гнезд хранения;

фиг.2 - установка скобы на гнезде хранения - вид А (фиг.1);

фиг.3 - установка скобы и кольца на гнезде хранения - вид Б (фиг.1);

фиг.4 - общий вид устройства передающего;

фиг.5 - узлы перемещения устройства передающего - вид В (фиг.4).

Устройство передающее 1 (фиг.4) содержит корпус с основанием, представляющим собой защитную пробку 2, снабженную пазами 3, окном 4 и траверсой 5, установленной на стойках 6 и предназначенной для закрепления защитной пробки 2 на грузоподъемном механизме.

Пазы 3 защитной пробки 2 (фиг.4) выполнены вертикальными с возможностью ориентации защитной пробки 2 по элементам гнезда при установке ее в отверстие 26 - гнездо хранения (фиг.1), что обеспечивает однозначное наведение устройства передающего 1 на места установки несущих элементов пеналов с ОТВС, как следствие сокращение рабочего времени. Кроме того, защитная пробка 2 обеспечивает повышение радиационной безопасности от прострелов других отверстий из других гнезд хранения в хранилище, снижение доз облучения для обслуживающего персонала и повышение безопасности работы.

В окне 4 (фиг.4, 5) расположена с возможностью вертикального и горизонтального перемещения вилка 7, снабженная выступами 8 для подхвата несущих элементов, выполненных в виде скоб 9.

Механизм вертикального перемещения вилки 7 (фиг.4, 5) включает в себя квадрат 10, связанный посредством конического редуктора 11, с гайкой 12, расположенной с возможностью перемещения на валу в виде винта 13, установленного на ползушке 14, перемещающейся по направляющей 15.

Механизм горизонтального перемещения вилки 7 (фиг.4, 5) включает в себя квадрат 16, связанный посредством цилиндрического редуктора 17, с валом в виде винта 18, установленным в подшипниках скольжения 25, выполненных в виде втулок, ползушку 14 с установленной в ней гайкой 19, перемещаемой от вращения винта 18 и приводящей в движение ползушку 14, при этом ее перемещение ограничено упором 24.

В ползушке 14 (фиг.4, 5) при помощи держателя 21 установлен палец 22, входящий в отверстие 23 вилки 7 при подъеме, с возможностью фиксации скобы при перемещении и исключения возможности падения пенала с ОТВС.

Квадраты 10 и 16 (фиг.4) управления механизмами соответственно вертикального и горизонтального перемещения вилки 7 расположены на верхней поверхности защитной пробки 2 с возможностью управления устройством передающим при помощи удлинителей (или дистанционно), моментных ключей, обеспечивая повышение безопасности работы.

Гнездо хранения (фиг.1, 2, 3) имеет отверстие 26 (отверстие-гнезда хранения), выполненное в размещенном над бассейном выдержки настиле из плит 27, и закрыто пробкой защитной (не показано) и крышкой (не показано). В расточке 28 отверстия 26 - гнезда хранения расположено кольцо 29, закрепленное при помощи, например, трех, штырей 30. На кольце 29 установлены, например, три пальца 31. На штырях 30 и пальцах 31 установлены несущие элементы, выполненные в виде скобы 9 с отверстиями 32 (для взаимодействия со штырем 30 или пальцем 31) для исключения возможности падения пенала с ОТВС и размещенными на скобах оголовками 33. Оголовки 33 используют для закрепления пеналов с ОТВС 34. Фиксацию скоб 9 производят гайками 35. Скобы 9 (фиг.1) снабжены заплечиками 36, предназначенными для захвата скоб 9 и извлечения их из гнезда хранения.

Работа по извлечению скоб из гнезда хранения производится следующим образом.

Удаляют крышку из отверстия 26 - гнезда хранения. У подлежащей извлечению скобы 9 удаляют гайку 35 и при помощи подъемника удаляют защитную пробку (не показано) из отверстия 26 - гнезда хранения.

Затем устройство передающее при помощи (грузоподъемного устройства) подъемника опускают в отверстие 26 - гнезда хранения. Устройство передающее изготовлено небольших габаритов и массы с возможностью управления и перемещения подъемника с помощью удлинителей или дистанционно, что позволяет исключить из операций по установке ОТВС в хранилище отработавшего ядерного топлива кран центрального зала и проводить работы в зоне, не обслуживаемой краном центрального зала.

В исходном положении вилка 7 находится в крайнем нижнем положении, ползушка 14 находится в крайнем правом положении, наведение устройства передающего на подлежащую извлечению скобу 9 производят за счет взаимодействия пазов 3 защитной пробки 2 и остальных скоб 9, находящихся в отверстии 26 - гнезда хранения.

Вертикальное перемещение вилки 7 осуществляют вращением квадрата 10, связанного посредством конического редуктора 11 с гайкой 12. Гайка 12, перемещаясь по винту 13, установленному на ползушке 14, посредством тяг перемещает вилку 7.

Горизонтальное перемещение вилки 7 осуществляют вращением квадрата 16, связанного посредством цилиндрического редуктора 17 с винтом 18. Винт 18 заставляет перемещаться гайку 19, установленную в ползушке 14, вызывая тем самым перемещение ползушки 14 (и связанной с ней вилки 7) по направляющим 20, при этом величина перемещения ползушки 14 ограничена упорами 24.

Вращением квадрата 16 при помощи подсоединенных к нему удлинителей (или дистанционно), моментных ключей, повышая безопасность работы, ползушку 14 перемещают в крайнее левое положение до упора 24, при этом выступы 8 вилки 7 заходят под заплечики 36 скобы 9.

Далее вращением квадрата 10 при помощи подсоединенных к нему удлинителей (или дистанционно), моментных ключей, повышая безопасность работы, вилку 7 перемещают в крайнее верхнее положение, при этом выступы 8 вилки 7, взаимодействуя с заплечиками 36 скобы 9, поднимают скобу 9 на высоту, необходимую для выхода штыря 30 или пальца 31 из отверстия 32 скобы 9, снимая ее со штыря 30 или пальца 31. Одновременно палец 22 входит в отверстие 32 скобы 9 и фиксирует ее, исключая возможность падения пенала с ОТВС.

Затем вращением квадрата 16 ползушку 14 перемещают в крайнее правое положение, выводя извлекаемую скобу 9 на центр отверстия 26 - гнезда хранения.

Устройство передающее с закрепленной на нем скобой 9 удаляют (извлекают) из отверстия 26 - гнезда хранения.

При помощи подъемника устанавливают пробку защитную (не показано) отверстия 26 - гнезда хранения.

Затем устанавливают гайку 35 крепления скобы 9 и устанавливают крышку отверстия 26 - гнезда хранения (не показано).

Работа по установке в гнездо хранения скоб, с закрепленным на них пеналом с ОТВС, производится следующим образом.

Пенал с ОТВС 34 подвешен по оси отверстия 26 - гнезда хранения на разъемных створках (не показано) (доставку и опускание ОТВС на разъемные створки производят перегрузочной машиной).

На устройстве передающем навешена и зафиксирована скоба 9, предварительно извлеченная из отверстия 26 - гнезда хранения, при этом заплечики 36 скобы 9 лежат на выступах 8 вилки 7, вилка 7 находится в крайнем верхнем положении, а палец 22 введен в отверстие 32 скобы 9, ползушка 24 находится в крайнем правом положении.

Затем скобу 9 соединяют с головкой ОТВС с помощью оголовка 33. Устройство передающее (с закрепленным на нём пеналом с ОТВС) с помощью грузоподъемного устройства приподнимают над створками на величину, позволяющую раскрыть створки, при этом величина подъема может определяться жестким упором подъемника. Створки раскрывают вручную.

Потом устройство передающее опускают в отверстие 26 - гнезда хранения, ориентируя его по установленным в гнезде хранения скобам, что исключает возможность повреждения скоб 9 и пеналов с ОТВС, находящихся в гнезде хранения.

Затем вращением квадрата 16 ползушку 14 перемещают в крайнее левое положение до упора 24 с обеспечением соосности отверстия 32 скобы 9 и соответствующего штыря 30 или пальца 31 за счет взаимной ориентации устройства передающего относительно элементов гнезда хранения.

Далее вращением квадрата 10 вилку 7 перемещают в крайнее нижнее положение, при этом скоба 9 одевается на штырь 30 или палец 31, одновременно палец 22 выходит из отверстия 32 скобы 9, исключая возможность падения пенала с ОТВС.

Потом вращением квадрата 16 ползушку 14 перемещают в крайнее левое положение до упора 24.

Устройство передающее удаляют из отверстия 26 - гнезда хранения и производят загрузку остальных периферийных ячеек отверстия 26 - гнезда хранения. Таким образом, достигается уплотненная расстановка несущих элементов пеналов с ОТВС в количестве, например, шести штук по периферии отверстия 26 - гнезда хранения и под настилом из плит, оставляя свободное место в центральной части отверстия 26 - гнезда хранения, и реализуя компактность размещения пеналов с ОТВС

При помощи подъемника устанавливают защитную пробку (не показана) в отверстие 26 - гнезда хранения, с навешенным на ней пеналом с ОТВС с использованием оголовка 33.

Изобретение относится к области атомной техники, в частности к устройствам для установки пеналов отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) в хранилища отработавшего ядерного топлива, и может быть использовано на атомных электростанциях или спецкомбинатах для утилизации ОТВС ядерных реакторов. Устройство передающее содержит корпус с основанием в виде защитной пробки. Защитная пробка снабжена траверсой для закрепления ее на подъемнике (грузоподъемном механизме) и пазами для ориентации при ее установке в гнездо хранения. Устройство снабжено вилкой с выступами для подхвата скоб, окном для размещения вилки, механизмами горизонтального и вертикального перемещения вилки, пальцем, входящим в отверстие вилки, с возможностью фиксации скобы при перемещении, подшипниками скольжения. Пазы защитной пробки выполнены вертикальными. Подшипники скольжения изготовлены в виде втулок. Изобретение позволяет упростить процесс наведения устройства на места установки пеналов ОТВС за счет пазов для ориентации, выполненных на защитной пробке. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство передающее, содержащее корпус с основанием в виде защитной пробки, отличающееся тем, что защитная пробка снабжена траверсой для закрепления ее на подъемнике (грузоподъемном механизме) и пазами для ориентации при ее установке в гнездо хранения, устройство снабжено вилкой с выступами для подхвата скоб, окном для размещения вилки, механизмами горизонтального и вертикального перемещения вилки, пальцем, входящим в отверстие вилки, с возможностью фиксации скобы при перемещении, подшипниками скольжения.
2 Устройство передающее по п.1, отличающееся тем, что вилка снабжена выступами для захвата скоб.

3. Устройство передающее по п.1, отличающееся тем, что механизмы горизонтального и вертикального перемещения вилки снабжены квадратами для управления.

4. Устройство передающее по п.1, отличающееся тем, что пазы защитной пробки выполнены вертикальными.

5. Устройство передающее по п.1, отличающееся тем, что подшипники скольжения изготовлены в виде втулок.