БОКС ОХЛАЖДЕНИЯ КОНТЕЙНЕРА СО СМЕШАННЫМ ЯДЕРНЫМ ТОПЛИВОМ Российский патент 2019 года по МПК G21C3/00 

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для получения гомогенного ядерного топлива из смеси диоксидов урана и плутония.

При изготовлении таблеток с МОКС-топливом для проведения операции смешения двуокисей урана и плутония на ФГУП «Горно-химический комбинат» используется установка вихревого размола, выполненная по проекту А.48.156.000 разработки ОАО «СвердНИИхиммаш, г. Екатеринбург. Известная установка содержит боксы загрузки компонентов в контейнеры, боксы взвешивания, автоматический вихревой смеситель, бокс охлаждения, бокс выгрузки порошка из контейнера, объединенные в закольцованную конвейерную линию, с автоматическим управлением. Между боксами установлены транспортеры для передачи контейнеров из одного бокса в следующий бокс.

Контейнер представляет собой цилиндрический сосуд с загруженными в него иглами, выполненными из ферромагнитной стали, в верхней части которого установлен шаровой кран.

Автоматический вихревой смеситель ABC-150 предназначен для измельчения и гомогенизации смеси порошков компонентов топлива вращающимся электромагнитным полем (см. патент РФ №2122247, G21С 21/00), в котором смесь порошков измельчается и гомогенизируется вращением игл, размещенных в контейнере. Движущиеся иглы образуют вихревой слой и обеспечивают смешивание и измельчение компонентов. При измельчении и гомогенизации контейнер разогревается от вихревых токов и трения порошка и игл о стенки контейнера, поэтому далее контейнер передается транспортером в бокс охлаждения.

Бокс охлаждения представляет собой корпус, закрытый с двух сторон стенками, а двумя открытыми сторонами бокс стыкуется с транспортерами. К одной из боковых стенок присоединены затвор, соединяющий бокс с азотопроводом, и фильтр, расположенный над затвором и соединенный с вытяжной вентиляцией. Затвор и фильтр установлены по оси места установки контейнера в боксе.

Бокс охлаждения работает следующим образом.

Нагретый контейнер доставляется транспортером после смешивания и измельчения компонентов в ABC-150 и устанавливается в бокс охлаждения.

Открывают затвор и подают в бокс охлаждения азот, обдувая и охлаждая контейнер.

К недостаткам известного бокса охлаждения относится то, что размещенный в боксе охлаждения контейнер перекрывает закольцованную конвейерную линию на период охлаждения контейнера. Так как продолжительность охлаждения контейнера составляет 30-40 минут и значительно превышает продолжительность измельчения и гомогенизации смеси порошков в автоматическом вихревом смесителе ABC-150, которая не превышает 5-8 минут, то процесс охлаждения контейнера в известном боксе значительно снижает производительность установки в целом.

Принудительное воздушное охлаждение широко применяется на практике и общие принципы повышения его эффективности вполне применимы и для охлаждения азотом. Эффективность принудительного воздушного охлаждения ограничивается низкой интенсивностью теплоотдачи в воздух и зависит, в частности, от площади охлаждаемой поверхности и скорости ее обдува. Поскольку увеличить площадь охлаждаемой поверхности контейнера за счет его оребрения не представляется возможным, то повышение эффективности охлаждения целесообразно осуществить повышением скорости обдува.

Известный бокс охлаждения, соединенный открытыми сторонами с транспортерами, сообщается с внутренней полостью всей установки, поэтому повысить скорость обдува контейнера в существующем боксе охлаждения затруднительно.

Известный бокс охлаждения принят заявителем в качестве прототипа.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении производительности установки.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в создании возможности установки дополнительного бокса охлаждения и повышении скорости обдува контейнера.

Для достижения указанного технического результата в боксе охлаждения, соединенным с транспортером и содержащем корпус, затвор и фильтр, соединяющие бокс с системами подачи газа и вытяжной вентиляции соответственно, корпус бокса присоединен по нормали к боковой стенке транспортера со смещением относительно ее оси симметрии и соединен с ней проемом.

Транспортер и бокс охлаждения снабжены общей крышкой, к внутренней поверхности которой присоединены направляющие, на направляющих установлен захват, выполненный с возможностью зацепления и перемещения контейнера из транспортера через проем в бокс охлаждения.

Захват соединен со штоком привода линейного перемещения, установленного сверху на крышке.

К захвату присоединена заслонка, перекрывающая проем после перемещения контейнера в бокс охлаждения.

По другую сторону оси симметрии к боковой стенке транспортера присоединен по нормали дополнительный бокс охлаждения.

В частном случае исполнения к дну корпуса бокса присоединен вентилятор с кожухом.

Присоединение корпуса бокса охлаждения по нормали к боковой стенке транспортера со смещением относительно ее оси симметрии и соединение их проемом позволяет разместить на боковой стенке транспортера второй дополнительный бокс охлаждения, освободить закольцованную конвейерную линию для проведения других транспортных операций и, тем самым, повысить производительность установки вихревого размола.

Снабжение транспортера и бокса охлаждения общей крышкой и присоединение к ее внутренней поверхности направляющих, установка на направляющих захвата, выполненного с возможностью зацепления и перемещения контейнера из транспортера через проем в бокс охлаждения, позволяет захватом бокса охлаждения снимать контейнер с захвата транспортера и перемещать его в бокс охлаждения, освобождая транспортер для проведения других операций, в том числе и для доставки контейнера от ABC-150 во второй дополнительный бокс охлаждения.

Соединение захвата со штоком привода линейного перемещения, установленного сверху на крышке, позволяет осуществить дистанционное зацепление и перемещение контейнера из транспортера через проем в бокс охлаждения.

Присоединение к захвату заслонки, перекрывающей проем после перемещения контейнера в бокс охлаждения, позволяет отделить внутреннюю полость бокса охлаждения от транспортера и сократить объем бокса и, тем самым, повысить скорость обдувания контейнера азотом, а соответственно и эффективность охлаждения контейнера.

Присоединение по другую сторону оси симметрии к боковой стенке транспортера дополнительного бокса охлаждения позволяет осуществлять одновременное охлаждение двух контейнеров и повысить производительность установки.

Присоединение к дну корпуса бокса вентилятора позволяет повысить скорость обдува контейнера азотом и, тем самым, повысить эффективность охлаждения контейнера.

Предлагаемый бокс охлаждения иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.

На фиг. 1 показан предлагаемый бокс охлаждения в разрезе, примыкающий к транспортеру;

на фиг. 2 - бокс охлаждения с установленным в нем контейнером;

на фиг. 3 - вид сверху на предлагаемый бокс охлаждения, примыкающий к транспортеру.

Бокс 1 охлаждения контейнера 2 содержит (см. фиг. 1 и 2) корпус 3, снабженный затвором 4 и фильтром 5, соединяющими бокс 1 с системами подачи газа и вытяжной вентиляции (на чертежах не показаны). Корпус 3 присоединен по нормали к боковой стенке 6 транспортера 7 и соединен с ней проемом 8. Транспортер 7 и корпус 3 снабжены общей крышкой 9, к внутренней поверхности 10 которой присоединены направляющие 11. На направляющих 11 установлен захват 12, выполненный с возможностью зацепления и перемещения контейнера 2 из транспортера 7 через проем 8 в бокс 1 охлаждения. Захват соединен со штоком 13 привода 14 линейного перемещения, установленного сверху на крышке 9. К захвату 12 присоединена заслонка 15, перекрывающая проем 8 после перемещения контейнера 2 в бокс 1 охлаждения. Корпус 3 присоединен по нормали к боковой стенке 6 транспортера 7 со смещением «А» (см. фиг. 3) относительно ее оси симметрии, что позволило присоединить по другую сторону от оси симметрии идентичный дополнительный бокс 16 охлаждения. В качестве направляющих 11 используются шариковые рельсовые направляющие фирмы «Bosch Rexroth» с каретками 17, к которым присоединен захват 12.

К дну 18 корпуса 3 присоединен вентилятор 19 с кожухом 20.

Предлагаемый бокс охлаждения работает следующим образом.

Нагретый контейнер 2, перемещаемый транспортером 7 после смешивания и измельчения компонентов в АВС-150, устанавливается в захват 12, выдвинутый приводом 14 в транспортер 7. Далее привод 14 перемещает захват 12 с контейнером 2 в бокс 1 или 16 охлаждения, при этом проем 8 прикрывается заслонкой 15. Открывают затвор 4 и подают в бокс 1 азот, обдувая и охлаждая контейнер 2. Для более эффективного охлаждения включают вентилятор 19, увеличивая скорость обдувания контейнера 2. Подаваемый азот через фильтр 5 отдувается в систему вытяжной вентиляции. Аналогичным образом устанавливается и охлаждается контейнер 2 в дополнительном боксе 16 охлаждения. Во время охлаждения контейнеров 2 в боксах 1 и 16 транспортер 7 свободен для проведения операций с другими контейнерами 2. После выдержки с необходимой продолжительностью контейнер 2, зацепленный захватом 12, выдвигается приводом 14 в транспортер 7, где перецепляется захватом транспортера и перемещается к боксу выгрузки (на чертежах не показаны).

Изобретение относится к ядерной технике. Бокс охлаждения контейнеров содержит корпус, затвор и фильтр, соединяющие бокс с системами подачи газа и вытяжной вентиляции. Корпус бокса присоединен по нормали к боковой стенке транспортера со смещением относительно ее оси симметрии и соединен с ней проемом. К общей крышке транспортера и бокса присоединены направляющие, на которых установлен захват, выполненный с возможностью зацепления и перемещения контейнера из транспортера через проем в бокс охлаждения, соединенный со штоком привода. К захвату присоединена заслонка, перекрывающая проем после перемещения контейнера в бокс охлаждения. По другую сторону оси симметрии к боковой стенке транспортера присоединен по нормали дополнительный бокс охлаждения. Изобретение позволяет устанавливать дополнительный бокс охлаждения и повысить скорость обдува контейнера. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Бокс охлаждения контейнера со смешанным ядерным топливом, соединенный с транспортером и содержащий корпус, затвор и фильтр, соединяющие бокс с системами подачи газа и вытяжной вентиляции соответственно, отличающийся тем, что корпус бокса присоединен по нормали к боковой стенке транспортера со смещением относительно ее оси симметрии и соединен с ней проемом, транспортер и бокс охлаждения снабжены общей крышкой, к внутренней поверхности которой присоединены направляющие, на направляющих установлен захват, выполненный с возможностью зацепления и перемещения контейнера из транспортера через проем в бокс охлаждения, захват соединен со штоком привода линейного перемещения, установленного сверху на крышке, к захвату присоединена заслонка, перекрывающая проем после перемещения контейнера в бокс охлаждения, а по другую сторону оси симметрии к боковой стенке транспортера присоединен по нормали дополнительный бокс охлаждения.

2. Бокс по п. 1, отличающийся тем, что к дну корпуса бокса присоединен вентилятор с кожухом.