Устройство дезактивации радиоактивных элементов Российский патент 2019 года по МПК G21F9/28 

Изобретение относится к устрйствам для устранения радиоактивного заражения радиоактивных отходов, а именно к установкам дезактивации поверхности радиоактивных отходов.

Кроме того, изобретение может найти использование при очистке поверхности металлов.

При проведении очистки радиоактивно зараженных поверхностей деталей ядерных реакторов необходимо избегать распространения радиоактивных частиц и аэрозолей в окружающее пространство и ограничивать количество получающихся радиоактивных отходов.

Известно устройство для дезактивации радиоактивно зараженных поверхностей (заявка РФ №92016556), содержащее пыленепроницаемую камеру, внутри которой расположен подвижный манипулятор со струйной головкой для механической струйной обработки подлежащей дезактивации области поверхности сухим средством, а также устройство для вытяжки образующейся пыли и смеси.

Однако известное устройство не обеспечивает эффективную дезактивацию радиоактивных отходов. Кроме того, образующаяся пыль не вся всасывается вытяжкой и частично оседает на открытых поверхностях.

Известно также устройство для переработки твердых радиоактивных и токсичных отходов (патент РФ №2124771), содержащее рабочую камеру, загрузочно-разгрузочный манипулятор, круглый поворотный стол, герметизирующую крышку, контейнер для сбора отходов и систему вытяжки. Внутри рабочей камеры располагаются приспособления для осуществления операций по дезактивации радиоактивных отходов. Однако известное устройство предназначено только для цементирования радиоактивных отходов.

Задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей установки и снижение вредных факторов.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в снижении количества отходов, а также минимизации вредных факторов и дозовых нагрузок.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство дезактивации радиоактивных элементов содержит загрузочно-разгрузочный манипулятор, рабочую камеру с крышкой, расположенный внутри нее поворотный стол, контейнер для сбора отходов и устройство вытяжной вентиляции, при этом рабочая камера снабжена узлом дистанционного управления, установленным на ее внешней части, устройством беспылевой абразивоструйной очистки, устройством гидроабразивной резки, связанным посредством герметично установленных в стенах рабочей камеры рукавов устройством сбора абразива и шлама, по крайней мере одним устройством радиационного контроля, расположенным внутри рабочей камеры, устройством по разделению жидких и твердых отходов и сливом жидких отходов, при этом рабочая камера снабжена химически-радиационно-ударостойким шумопоглощающим покрытием, а узел дистанционного управления связан с устройством беспылевой абразивоструйной очистки, устройством гидроабразивной резки, устройством сбора абразива и шлама, устройством вытяжной вентиляции, крышкой рабочей камеры, устройством радиационного контроля и устройством по разделению жидких и твердых отходов.

Преимущественно рабочая камера может быть снабжена световыми проемами, расположенными в ее боковых стенках, а пол рабочей камеры выполнен с уклоном 0,6° для обеспечения стока отработанных гидроабразивных смесей.

Рабочая камера может быть снабжена дополнительными герметично закрывающимися распашными дверьми и снабжена приточной вентиляцией.

Устройство сбора абразива и шлама преимущественно содержит пульт управления, вакуумный пылесборник, связанный с ним контейнер для сбора мелкой отработанной фракции отходов, мобильный циклонный сепаратор, связанный с ним контейнер для сбора крупной отработанной фракций отходов, содержащий датчик контроля уровня заполнения, установленный на мобильном циклонном сепараторе датчик контроля герметичности.

Устройство вытяжной вентиляции может быть снабжено герметично установленным фланцевым клапаном и датчиком разряжения.

Устройство по разделению жидких и твердых отходов преимущественно содержит бак-отстойник с переливным патрубком и датчиками нижнего и верхнего уровней, герметично стыкуемый посредством переходника с контейнером для сбора отходов, кантователь для слива жидких отходов, гидроциклон, по крайней мере, один насос и связывающую их систему трубопровода.

Сущность устройства дезактивации радиоактивных элементов иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг. 1 представлена общая схема устройства, на фиг. 2 представлена технологическая схема, на фиг. 3 представлен вид сверху устройства, на фиг. 4 представлен вид справа, на фиг. 5 - вид сзади.

Устройство дезактивации радиоактивных элементов содержит загрузочно-разгрузочный манипулятор 1, рабочую камеру 2 с крышкой 3, расположенный внутри нее поворотный стол 4 для размещения радиоактивных элементов, контейнер 5 для сбора отходов и устройство 6 вытяжной вентиляции. Расположенная в верхней части рабочей камеры крышка 3 откатывается с помощью двух электроприводов и служит для загрузки радиоактивных элементов с помощью загрузочно-разгрузочного манипулятора 1.

Рабочая камера 2 снабжена узлом 7 дистанционного управления, установленным на ее внешней части.

Для проведения дезактивации поверхности радиоактивных элементов используется установленное внутри рабочей камеры 2 устройство 8 беспылевой абразивоструйной очистки, устройство 9 гидроабразивной резки.

Для уборки в рабочей камере 2, на полах которой осаждается до 90% твердых радиоактивных отходов использованного абразива и шлама, а также для уборки локальных следов разлива при замене заполненных твердыми радиоактивными отходами контейнеров 5 для сбора отходов предназначено устройство 10 сбора абразива и шлама. Устройство 10 сбора абразива и шлама связано с рабочей камерой 2 посредством герметично установленных в стенах рабочей камеры 2 рукавов.

Устройство 6 вытяжной вентиляции, которой снабжена рабочая камера 2, осуществляет сброс воздуха в систему специальной вентиляции.

Также рабочая камера 2 снабжена по крайней мере одним устройством 11 радиационного контроля, который располагается внутри рабочей камеры 2.

Также устройство дезактивации радиоактивных элементов содержит устройство 12 по разделению жидких и твердых отходов.

Рабочая камера 2 выполнена в виде металлического короба с металлическим каркасом, снабжена световыми проемами 13, расположенными в ее боковых стенках. Световые проемы 13 выполнены с остеклением из бронированного стекла. На пол и боковые стенки на высоту 1200 мм уложено шумопоглощающее покрытие. Покрытие обладает также ударостойкими, радиационно- и химически- стойкими свойствами. Для ввода технологических коммуникаций (труб, рукавов, электропроводок) в стенах рабочей камеры 2 предусмотрены технологические проемы, пол рабочей камеры 2 выполнен с уклоном 0,6° для обеспечения стока отработанных гидроабразивных смесей через слив 14 жидких отходов. Кроме того рабочая камера 2 снабжена дополнительными герметично закрывающимися распашными дверьми 15 и приточной вентиляцией 16.

Узел 7 дистанционного управления связан с устройством 8 беспылевой абразивоструйной очистки, устройством 9 гидроабразивной резки, устройством 10 сбора абразива и шлама, устройством 9 вытяжной вентиляции, крышкой 3 рабочей камеры, устройством 11 радиационного контроля и устройством 12 по разделению жидких и твердых отходов.

Узел 7 дистанционного управления обеспечивает включение и коммутации силовых электрических цепей, выбор режима работы и управления устройствами, в том числе устройством 8 беспылевой абразивоструйной очистки, устройством 9 гидроабразивной резки, устройством 10 сбора абразива и шлама, электроприводами крышки 3 рабочей камеры 2, устройством 6 вытяжной вентиляции, устройством 12 по разделению жидких и твердых отходов, устройством 11 радиационного контроля, распашными дверьми 15 и приточной вентиляцией 16. В алгоритме работы узла 7 дистанционного управления предусмотрены блокировки включения технологического инструмента при сдвинутой крышке 3, открытых распашных дверях 15, нарушениях подачи приточной вентиляции 16, нарушении работы устройства 6 вытяжной вентиляции.

Устройство 10 сбора абразива и шлама содержит пульт управления 17, вакуумный пылесборник 18, связанный с ним контейнер 19 для сбора мелкой отработанной фракции отходов, мобильный циклонный сепаратор 20, связанный с ним контейнер 21 для сбора крупной отработанной фракций отходов, сигнал о наличии которых дает фотодатчик, установленный на переходнике. Контейнер 21 для сбора крупной отработанной фракций отходов содержит датчик 22 контроля уровня заполнения, а на мобильном циклонном сепараторе 20 установлен датчик 23 контроля герметичности.

Устройство 6 вытяжной вентиляции снабжено герметично установленным фланцевым клапаном и датчиком разряжения (на фиг. не показаны).

Устройство 12 по разделению жидких и твердых отходов содержит бак-отстойник 24 с переливным патрубком и датчиками 25 и 26 нижнего и верхнего уровней соответственно. Бак-отстойник 24 герметично стыкуется посредством переходника с контейнером 27 для сбора отходов, сигнал о наличии которого дает фотодатчик, установленный на переходнике. Устройство 12 по разделению жидких и твердых отходов содержит также кантователь 28 для слива жидких отходов, гидроциклон 29, по крайней мере, один насос 30 и систему 31 трубопровода. Бак-отстойник 24 предназначен для отделения крупной отработанной фракции абразива (твердых радиоактивных отходов) от жидкой фазы (жидких радиоактивных отходов).

Насос 30 предназначен для подачи абразива в бак-отстойник 24. Контроль уровня наполнения бака-отстойника 24 производится при помощи датчика 25 нижнего уровня и двух датчиков 26 верхнего уровня. Кантователь 28 предназначен для слива остатков жидкой фазы из контейнера 27 для сбора отходов.

Устройство дезактивации радиоактивных элементов предназначено для проведения технологических операций беспылевой абразивоструйной и гидроабразивной обработки, связанных с выделением радиоактивной пыли и дезактивирующих растворов.

Устройство дезактивации радиоактивных элементов работает следующим образом.

Для проведения дезактивации поверхности радиоактивных элементов, гидродинамической дезактивации поверхности оборудования и трубопроводов, выводимых из эксплуатации, твердых радиоактивных отходов различной поверхности и конфигурации, гидроабразивной резки различных материалов используется устройство 8 беспылевой абразивоструйной очистки, а также устройство 9 гидроабразивной резки.

Перед началом работы в рабочую камеру 2 через отодвинутую крышку 3 загружают с помощью загрузочно-разгрузочного манипулятора 1 предназначенные для обработки заготовки. Управление перемещением крышки 3 осуществляют узла 7 дистанционного управления.

Обработку поверхности радиоактивных элементов осуществляют на поворотном столе 3. Работа устройства 8 беспылевой абразивоструйной очистки осуществляется путем подачи сжатого воздуха. При этом с помощью узла 7 дистанционного управления включается устройство 10 сбора абразива и шлама и устройство 6 вытяжной вентиляции.

Работа устройства 9 гидроабразивной резки осуществляется за счет подачи воды под давлением.

Отработанный гидроабразив с водой подается в бак-отстойник 24, где крупная фракция абразива осаждается в контейнере 27 для сбора отходов.

При достижении в баке-отстойнике 24 верхнего рабочего уровня срабатывают датчики 26 верхнего уровня, включается насос 30, и жидкая (осветленная часть) подается в гидроциклон 29 на вторую ступень очистки. В гидроциклоне 29 мелкая фракция абразива осаждается, а жидкие радиоактивные отходы сбрасываются в систему специальной канализации. На отводящем в канализацию трубопроводе имеется патрубок отбора проб для проведения контроля содержания абразива.

При достижении нижнего уровня в баке-отстойнике 24 срабатывает датчик 25 нижнего уровня и насос 30 отключается.

Контейнер 27 для сбора отходов перемещают к кантователю 28. С помощью специального грузозахватного приспособления контейнер 27 для сбора отходов устанавливается в корзину кантователя 28. Поворотом корзины кантователя 28 осуществляется слив жидкой фазы в воронку. При достижении угла поворота корзины 135° срабатывает датчик (на фигуре не показан) и дает сигнал на отключение привода поворота. После слива жидкой фазы и возврата корзины в исходное состояние на контейнер 27 для сбора отходов монтируется штатная крышка.

Контейнер 27 для сбора отходов с твердыми радиоактивными отходами отправляют на место временного складирования.

После завершения процесса дезактивации поверхности радиоактивного элемента проводятся необходимые измерения посредствам устройства 11 радиационного контроля. По полученным результатам производится повторная обработка или отправка на склад твердых радиоактивных отходов.

Изобретение относится к устройствам для устранения радиоактивного заражения радиоактивных отходов. Устройство дезактивации радиоактивных элементов содержит загрузочно-разгрузочный манипулятор, рабочую камеру с крышкой, расположенный внутри нее поворотный стол, контейнер для сбора отходов и устройство вытяжной вентиляции. Рабочая камера снабжена узлом дистанционного управления, устройством беспылевой абразивоструйной очистки, устройством гидроабразивной резки, связанным посредством герметично установленных в стенах рабочей камеры рукавов устройством сбора абразива и шлама, устройством радиационного контроля, расположенным внутри рабочей камеры, устройством по разделению жидких и твердых отходов и сливом жидких отходов, устройством гидроабразивной резки, устройством сбора абразива и шлама, системой вытяжной вентиляции, крышкой рабочей камеры, устройством радиационного контроля и устройством по разделению жидких и твердых отходов. Рабочая камера снабжена химически-радиационно-ударостойким шумопоглощающим покрытием. Узел дистанционного управления связан с устройством беспылевой абразивоструйной очистки. Изобретение позволяет снизить количество отходов, а также минимизировать вредные факторы и дозовые нагрузки. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство дезактивации радиоактивных элементов, содержащее загрузочно-разгрузочный манипулятор, рабочую камеру с крышкой, расположенный внутри нее поворотный стол, контейнер для сбора отходов и устройство вытяжной вентиляции, отличающееся тем, что рабочая камера снабжена узлом дистанционного управления, установленным на ее внешней части, устройством беспылевой абразивоструйной очистки, устройством гидроабразивной резки, связанным посредством герметично установленных в стенах рабочей камеры рукавов с устройством сбора абразива и шлама, по крайней мере одним устройством радиационного контроля, расположенным внутри рабочей камеры, устройством по разделению жидких и твердых отходов и сливом жидких отходов, при этом рабочая камера снабжена химически-радиационно-ударостойким шумопоглощающим покрытием, а узел дистанционного управления связан с устройством беспылевой абразивоструйной очистки, устройством гидроабразивной резки, устройством сбора абразива и шлама, системой вытяжной вентиляции, крышкой рабочей камеры, устройством радиационного контроля и устройством по разделению жидких и твердых отходов.

2. Устройство дезактивации радиоактивных элементов по п. 1, отличающееся тем, что рабочая камера снабжена световыми проемами, расположенными в ее боковых стенках.

3. Устройство дезактивации радиоактивных элементов по п. 1, отличающееся тем, что рабочая камера выполнена с уклоном 0,6° для обеспечения стока отработанных гидроабразивных смесей.

4. Устройство дезактивации радиоактивных элементов по п. 1, отличающееся тем, что рабочая камера снабжена дополнительными герметично закрывающимися распашными дверьми.

5. Устройство дезактивации радиоактивных элементов по п. 1, отличающееся тем, что рабочая камера снабжена приточной вентиляцией.

6. Устройство дезактивации радиоактивных элементов по п. 1, отличающееся тем, что устройство сбора абразива и шлама содержит пульт управления, вакуумный пылесборник, связанный с ним контейнер для сбора мелкой отработанной фракции отходов, мобильный циклонный сепаратор, связанный с ним контейнер для сбора крупной отработанной фракции отходов, содержащий датчик контроля уровня заполнения, установленный на мобильном циклонном сепараторе датчик контроля герметичности.

7. Устройство дезактивации радиоактивных элементов по п. 1, отличающееся тем, что устройство вытяжной вентиляции снабжено герметично установленным фланцевым клапаном и датчиком разрежения.

8. Устройство дезактивации радиоактивных элементов по п. 1, отличающееся тем, что устройство по разделению жидких и твердых отходов содержит бак-отстойник с переливным патрубком и датчиками нижнего и верхнего уровней, герметично стыкуемый посредством переходника с контейнером для сбора отходов, кантователь для слива жидких отходов, гидроциклон, по крайней мере один насос и связывающую их систему трубопровода.