Система для ремонта облицовки бассейна выдержки Российский патент 2021 года по МПК G21C17/00 

Изобретение относится к области атомного машиностроения, а именно к оборудованию для обнаружения течи и ремонта поврежденной внутренней облицовки заполненного водой бассейна выдержки отработанного ядерного топлива АЭС.

Известно устройство для ремонта облицовки бассейна выдержки - устройство для ремонта поврежденного места на расположенном под водой участке стенки резервуара или бассейна по патенту РФ №2438199. Устройство содержит установленную вдоль боковой стенки на расстоянии от нее и фиксируемую на ней направляющую систему для ведения перемещаемых в продольном направлении последней салазок. На салазках с возможностью перемещения установлен посадочный элемент для ремонтной накладки, прикладываемой своей клеевой поверхностью к содержащему поврежденное место участку стенки. Устройство позволяет ремонтировать труднодоступные поврежденные места на стенке бассейна ядерной реакторной установки. Однако обнаружение течи должно быть произведено другим устройством. Также известное устройство осуществляет ремонт только путем наклейки ремонтной накладки, что не всегда эффективно позволяет устранить течь. Другие виды ремонта, такие как сварка, известное устройство не осуществляет.

Также известно устройство для ремонта облицовки бассейна выдержки (преимущественно стен и дна) по патенту РФ №2661335, выбранное в качестве ближайшего аналога, содержащее опорную раму и размещенные на ней с возможностью перемещения тележку с телескопической штангой, исполнительный механизм, включающий модуль поиска и нахождения места течи и рабочие модули, содержащие устройство зачистки, устройство герметизации течи, средства фиксации исполнительного механизма, механизм крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма и устройство дистанционного управления. Известное устройство для ремонта позволяет провести поиск и нахождение течи, зачистку поверхности участка течи и последующее наложение на него герметизирующего пластыря, что является ненадежным и малоэффективным способом ремонта.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является осуществление быстрого и качественного ремонта бассейна выдержки.

Устройство по предлагаемому изобретению должно обеспечивать обнаружение течи, ремонта облицовки пола бассейна выдержки и контроля герметичности отремонтированных мест под уровнем воды (борного раствора), а также обнаружение течи и ремонта облицовки бассейна выдержи в зонах примыкания стена - стена и стена - пол. Сложность задачи заключается в том, что зона работы устройства ограничена стеллажами, находящимися в воде (в борном растворе). В бассейне выдержки находятся опоры стеллажей, трубы подачи и забора охлаждающей жидкости, упоры стеллажей, колоны, кабели. Первоначально требуется определить на поверхности бассейна выдержки место течи, размер дефекта, зачистить это место перед наплавкой. Толщина листа облицовки бассейна выдержи составляет около 4 мм, лист выполняется из легированной стали, например, 08Х18Н10Т. Наплавка должна производиться в среде борного раствора, после этого требуется обработать полученный шов (наплавку) таким образом, чтобы в бассейн выдержки не попали фрагменты окалины после процесса наплавки. Затем необходимо провести проверку результата наплавки на ремонтируемой поверхности бассейна выдержки.

Ранее известные способы и устройства не обеспечивали надлежащего качества ремонта. Таким образом, технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества и надежности ремонта.

Указанный технический результат достигается тем, что система для ремонта облицовки бассейна выдержки, преимущественно стен и дна, содержащая устройство доставки, исполнительный механизм, включающий модуль поиска и нахождения места течи и рабочие модули, содержащие устройство зачистки, устройство герметизации течи, средства фиксации исполнительного механизма, механизм крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма и устройство дистанционного управления, согласно настоящему изобретению дополнительно снабжена не погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, включающими пневматическое и электрическое оборудование, электрический шкаф управления, пульт управления с ультразвуковым дефектоскопом и сварочное оборудование, и погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, включающими погружную ремонтную платформу для размещения исполнительного механизма, а исполнительный механизм снабжен следящим приводом, головкой ультразвукового контроля, устройством видеонаблюдения, устройством для обработки сварных швов и поверхности бассейна выдержки от загрязнения, устройством для обрезки проволоки, включающем емкость для сбора обрезков и насос для уборки частиц, устройство доставки выполнено в виде платформы доставки и снабжена тележкой для установки механизма крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма и механизмом передвижения тележки, платформа доставки выполнена в виде сборно-разборной рамно-балочной конструкции, снабженной направляющими для перемещения установленной на них тележки, погружная ремонтная платформа выполнена из внешней рамы и внутренней рамы, установленных с возможностью взаимного перемещения и фиксации, и связана с платформой доставки, устройство герметизации течи выполнено в виде малогабаритной сварочной установки, связанной со сварочным оборудованием, а погружная ремонтная платформа снабжена средствами ее фиксации к поверхности бассейна выдержки.

Средства фиксации погружной ремонтной платформы системы для ремонта облицовки бассейна выдержки преимущественно выполнены в виде вакуумных присосок и/или конусными направляющими.

Система для ремонта облицовки бассейна выдержки преимущественно снабжена приводом выдвижения рабочих модулей.

Система для ремонта облицовки бассейна выдержки может быть снабжена датчиками положения и датчиками обратной связи, установленными на транспортной платформе и погружной ремонтной платформе.

Малогабаритная сварочная установка системы для ремонта облицовки бассейна выдержи преимущественно включает выпрямитель на тележке, блок управления, включающий систему компенсации давления, соединительные сигнальные и силовые кабели, блок подвижный, включающий приемный мотор-редуктор, колебательное устройство, блок базовый, включающий герметичный корпус из нержавеющей стали, датчик давления, катушку со сварочной проволокой, привод подачи проволоки и устройство запора проволоки.

На фиг.1 представлен общий вид системы для ремонта бассейна выдержки, на фиг.2 представлен общий вид погружной ремонтной платформы.

Основная цель, решаемая предлагаемым устройством - это обнаружение дефекта и его устранение.

Предлагаемое изобретение позволяет решить следующие требования: создать устройство для осуществления им операций по поиску течи, зачистки и сварки, последовательно производить указанные операции по заданному алгоритму в агрессивной среде, с учетом радиационной составляющей, при этом устройство должно доставляться в бассейн выдержки к месту работы, оно будет связано с исполнительными механизмами по поиску и ремонту (рабочими модулями) кабелями и шлангами, устройство должно иметь небольшие размеры, иметь достаточную точность позиционирования, осуществлять работы на глубине и управляться дистанционно с поста оператора.

Система для ремонта облицовки бассейна выдержки содержит следующие элементы: платформу доставки 1, исполнительный блок, включающий модуль поиска и нахождения места течи и рабочие модули.

Конструктивно платформа доставки 1 представляет собой подвижную металлоконструкцию, установленную на ходовые колеса, которые перемещаются по рельсовому пути, уложенному вдоль бассейна выдержки. В качестве механизмов передвижения платформы доставки 1 выбраны компактные мотор-редукторы, управление скоростью которых осуществляется частотным преобразователем. Следящие приводы позволяют перемещать технологическое оборудование с точностью позиционирования ±1 мм. Положение приводов определяется с помощью потенциометрических датчиков.

Рабочие модули содержат устройство зачистки, устройство герметизации течи, средства фиксации исполнительного механизма, механизм крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма, устройство для обработки сварных швов и поверхности бассейна выдержки от загрязнения, устройство для обрезки проволоки, включающем емкость для сбора обрезков и насос для уборки частиц, а также устройство дистанционного управления.

Система для ремонта облицовки бассейна выдержки для осуществления работы на глубине в бассейне выдержи снабжена не погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, схематически представленными на фиг.1 и включающими пневматическое оборудование 2, электрический шкаф 3 управления, пульт 4 управления с ультразвуковым дефектоскопом и сварочное оборудование 5.

Погружаемыми в бассейн выдержки устройствами являются погружная ремонтная платформа 6, предназначенная для размещения исполнительного механизма и рабочих модулей.

В свою очередь исполнительный механизм снабжен следящим приводом, головкой ультразвукового контроля, устройством видеонаблюдения.

Погружная ремонтная платформа 6 представляет собой выполненную из профилей рамную конструкцию 7 с приводами 8 для позиционирования рабочих модулей и предназначена для установки на опору секции стеллажа или закрепления на стене бассейна выдержки на вакуумных присосках 9 или на конусных направляющих.

На рамной конструкции погружной ремонтной платформы 6 размещены две направляющие точного позиционирования рабочих модулей 10 (технологического оборудования) вдоль длинной стороны платформы и одна направляющая для точного позиционирования технологического оборудования вдоль короткой стороны. В качестве привода 8 для каждой из направляющих установлен мотор, подобранный согласно требуемому вращающему моменту (нагрузки) и скорости перемещения рабочих модулей.

Все приводы оснащаются концевыми датчиками для контроля их срабатывания согласно алгоритму.

Погружная ремонтная платформа 6 связана с платформой доставки 1, состоящей из внешней рамы и внутренней рамы, установленных с возможностью взаимного перемещения и фиксации.

На погружную ремонтную платформу 6 установлены коробки управления, в которых расположены распределители и платы управления. Отсутствие попадания жидкости из бассейна выдержки во внутреннюю полость коробок обеспечивается за счет применения уплотнения крышки из полиуретанового материала, а также системой поддержания внутреннего избыточного давления. Электронные компоненты распределителей и плат управления защищаются от воздействия радиации свинцовой оболочкой, размещенной по периметру коробок с внутренней стороны.

Платформа доставки 1 включает платформу, траверсу и систему управления, снабжена тележкой для установки механизма крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма. Платформа доставки выполнена в виде сборно-разборной рамно-балочной конструкции, снабженной направляющими для перемещения установленной на них тележки. Корпус тележки выполнен из стандартных прокатных профилей. На корпусе тележки смонтирован механизм передвижения тележки.

Система для ремонта облицовки бассейна выдержки снабжена датчиками положения и датчиками обратной связи, установленными на транспортной платформе и погружной ремонтной платформе.

Система для ремонта облицовки бассейна выдержки снабжена приводом выдвижения рабочих модулей.

Устройство герметизации течи выполнено в виде малогабаритной сварочной установки, связанной со сварочным оборудованием 5. Малогабаритная сварочная установка системы для ремонта облицовки бассейна выдержи включает выпрямитель на тележке, блок управления, включающий систему компенсации давления, соединительные сигнальные и силовые кабели, блок подвижный, включающий приемный мотор-редуктор, колебательное устройство, блок базовый, включающий герметичный корпус из нержавеющей стали, датчик давления, катушку со сварочной проволокой, привод подачи проволоки и устройство запора проволоки.

Работа системы для ремонта облицовки бассейна осуществляется следующим образом. При обнаружении течи более 30 л/сутки через одну из секций облицовки принимается решение о проведении ремонтных работ, при это подлежащая ремонту секция при необходимости освобождается от стеллажей. Система для ремонта доставляется к бассейну выдержки. Производится установка платформы доставки 1 на рельсовый путь перегрузочной машины. Затем осуществляется подключение системы для ремонта бассейна выдержки к электрическим и пневматическим сетям. После чего производится опускание исполнительного механизма в бассейн выдержки с позиционированием его напротив места обнаружения течи. Погружная ремонтная платформа 6 с помощью вакуумных присосок 9 располагается и присасывается на поверхности.

С использованием устройства ультразвукового контроля осуществляют поиск дефекта. При этом погружная ремонтная платформа 6 устанавливается так, чтобы рабочая зона исполнительного механизма находилась в углу секции. В первую очередь сканируются области со сварными швами, затем сканируется листовой металл. При отсутствии дефекта погружная ремонтная платформа перемещается к соседней области (области с перехлестом). Области сканируются столбцами или по спирали.

Погружная ремонтная платформа 6 окончательно позиционируется так, чтобы рабочая область полностью охватывала найденный дефект, если дефект найден за несколько установок. Производится распознавание дефекта, затем производится зачистка дефекта, а затем осуществляется заварка дефекта по заданной траектории, причем сначала провариваются участки снятия напряжений. Оплавленный конец сварочной проволоки откусывается устройством для обрезки проволоки. Производится контроль выполненного наплавленного шва, затем - зачистка наплавки. После чего осуществляется ультразвуковой контроль выполненной наплавки.

Для контроля качества проведенного ремонта проводится проверка отсутствия жидкости или проверка количества вытекшей жидкости в системе сбора протечек. С помощью устройства для обработки сварных швов и поверхности бассейна выдержки от загрязнения осуществляют удаление отходов от ремонта.

В целом, система для ремонта облицовки бассейна представляет собой комплекс, дистанционно работающий в агрессивной среде, с учетом радиационной составляющей, и проводящий ремонтные операции по заданной программе.

Изобретение относится к области атомного машиностроения, а именно к оборудованию для обнаружения течи и ремонта поврежденной внутренней облицовки заполненного водой бассейна выдержки отработанного ядерного топлива АЭС. Система для ремонта облицовки бассейна выдержки дополнительно снабжена не погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, включающими пневматическое и электрическое оборудование, электрический шкаф управления, пульт управления с ультразвуковым дефектоскопом и сварочное оборудование, и погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, включающими погружную ремонтную платформу для размещения исполнительного механизма, а исполнительный механизм снабжен следящим приводом, головкой ультразвукового контроля, устройством видеонаблюдения, устройством для обработки сварных швов и поверхности бассейна выдержки от загрязнения, устройством для обрезки проволоки, устройством доставки, погружная ремонтная платформа выполнена из внешней рамы и внутренней рамы и связана с платформой доставки, устройство герметизации течи выполнено в виде малогабаритной сварочной установки, связанной со сварочным оборудованием, а погружная ремонтная платформа снабжена средствами ее фиксации к поверхности бассейна выдержки. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества и надежности ремонта.4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система для ремонта облицовки бассейна выдержки, преимущественно стен и дна, содержащая устройство доставки, исполнительный механизм, включающий модуль поиска и нахождения места течи, и рабочие модули, содержащие устройство зачистки, устройство герметизации течи, средства фиксации исполнительного механизма, механизм крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма и устройство дистанционного управления, отличающаяся тем, что система для ремонта облицовки бассейна выдержки дополнительно снабжена не погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, включающими пневматическое и электрическое оборудование, электрический шкаф управления, пульт управления с ультразвуковым дефектоскопом и сварочное оборудование, и погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, включающими погружную ремонтную платформу для размещения исполнительного механизма, а исполнительный механизм снабжен следящим приводом, головкой ультразвукового контроля, устройством видеонаблюдения, устройством для обработки сварных швов и поверхности бассейна выдержки от загрязнения, устройством для обрезки проволоки, включающим емкость для сбора обрезков и насос для уборки частиц, устройство доставки выполнено в виде платформы доставки и снабжено тележкой для установки механизма крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма и механизмом передвижения тележки, платформа доставки выполнена в виде сборно-разборной рамно-балочной конструкции, снабженной направляющими для перемещения установленной на них тележки, погружная ремонтная платформа выполнена из внешней рамы и внутренней рамы, установленных с возможностью взаимного перемещения и фиксации, и связана с платформой доставки, устройство герметизации течи выполнено в виде малогабаритной сварочной установки, связанной со сварочным оборудованием, а погружная ремонтная платформа снабжена средствами ее фиксации к поверхности бассейна выдержки.

2. Система для ремонта облицовки бассейна выдержки по п. 1, отличающаяся тем, что средства фиксации погружной ремонтной платформы выполнены в виде вакуумных присосок и/или конусными направляющими.

3. Система для ремонта облицовки бассейна выдержки по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена приводом выдвижения рабочих модулей.

4. Система для ремонта облицовки бассейна выдержки по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена датчиками положения и датчиками обратной связи, установленными на транспортной платформе и погружной ремонтной платформе.

5. Система для ремонта облицовки бассейна выдержи по п. 1, отличающаяся тем, что малогабаритная сварочная установка включает выпрямитель на тележке, блок управления, включающий систему компенсации давления, соединительные сигнальные и силовые кабели, блок подвижный, включающий приемный мотор-редуктор, колебательное устройство, блок базовый, включающий герметичный корпус из нержавеющей стали, датчик давления, катушку со сварочной проволокой, привод подачи проволоки и устройство запора проволоки.