Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки Российский патент 2021 года по МПК G21C17/01 

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 более надежные виды ремонта, такие как наплавка, известное устройство не осуществляет.

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, особенно в труднодоступных местах.

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 комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки, содержащая устройство доставки с тележкой, исполнительный блок, включающий модуль поиска и нахождения места течи и рабочие модули, содержащие устройство зачистки, устройство герметизации течи, средства фиксации исполнительного блока, механизм крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного блока 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 погружной ремонтный робот с размещенным на нем исполнительным блоком, при этом погружной ремонтный робот снабжен транспортной платформой, с расположенными на ней рабочими модулями, транспортная платформа выполнена в виде рамной конструкции и снабжена средствами фиксации к поверхности бассейна выдержки, выполненными в виде вакуумных присосок, исполнительный блок снабжен приводами с поступательным или вращательным движением выходного звена, головкой ультразвукового контроля, устройством видеонаблюдения, устройством для сбора отходов во время шлифования, включающим насос и фильтр, манипулятором со следящими приводами и приводами его движения, устройство герметизации течи выполнено в виде малогабаритной сварочной установки, связанной со сварочным оборудованием, устройство доставки выполнено в виде платформы доставки, платформа доставки снабжена тележкой для установки механизма фиксации, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма, механизмом передвижения тележки и выполнена в виде сборно-разборной рамно-балочной конструкции, снабженной направляющими для перемещения установленной на них тележки.

Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки преимущественно снабжена приводами перемещения рабочих модулей.

Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки может быть дополнительно снабжена датчиками обратной связи, установленными в штоках каждого из трех следящих приводов перемещения платформы с рабочими модулями.

Малогабаритная сварочная установка комплекса 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 проволок и устройство запора проволоки.

Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержи преимущественно снабжена устройством откусывания проволоки.

На фиг. 1 представлен общий вид комплекса для ремонта бассейна выдержки, на фиг. 2 представлен общий вид погружного ремонтного робота.

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.

Комплекс 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 блока, механизм крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма, устройство для обработки сварных швов и поверхности бассейна выдержки от загрязнения, а также устройство дистанционного управления.

Комплекс 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 погружной ремонтный робот 6, предназначенный для размещения исполнительного блока и рабочих модулей.

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

Погружной ремонтный робот 6 снабжен транспортной платформой 7, на которой расположена платформа с рабочими модулями.

Транспортная платформа 7 снабжена средствами фиксации к поверхности бассейна выдержки, выполненными в виде вакуумных присосок 8.

Исполнительный блок снабжен приводами с поступательным или вращательным движением выходного звена, головкой ультразвукового контроля, устройством видеонаблюдения 9, устройством для сбора отходов во время шлифования, включающим насос с приводом и фильтром, манипулятор 10 со следящими приводами и приводами его движения, устройством зачистки, устройством 11 герметизации течи, выполненным в виде малогабаритной сварочной установки, связанной со сварочным оборудованием 5. Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки может быть снабжена приводом 12 выдвижения рабочих модулей и системой 13 управления исполнительным блоком.

Платформа доставки 1 конструктивно состоит из моста платформы, системы управления, траверсы для закрепления погружного ремонтного робота 6. Платформа доставки 1 снабжена тележкой для установки механизма крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма, механизмом передвижения тележки и выполнена в виде сборно-разборной рамно-балочной конструкции, снабженной направляющими для перемещения установленной на них тележки.

На погружной ремонтный робот 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.

Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки снабжена датчиками положения и датчиками обратной связи, установленными на транспортной платформе и погружном ремонтном роботе.

Малогабаритная сварочная установка комплекса 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.

Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержи также снабжена устройством откусывания проволоки после выполнения сварочных работ перед выполнением следующей сварки.

Работа комплекса 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. Комплекс для ремонта доставляется к бассейну выдержки. Производится установка платформы доставки 1 на рельсовый путь перегрузочной машины. Затем осуществляется подключение комплекса для ремонта бассейна выдержки к электрическим и пневматическим сетям.

После чего с помощью тросов, закрепленных на лебедках, производится опускание погружного ремонтного робота 6 в бассейн выдержки с позиционированием его напротив места обнаружения течи. Погружной ремонтный робот 6 с помощью вакуумных присосок 8 располагается и присасывается на поверхности бассейна выдержки.

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

Погружной ремонтный робот 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 наплавка в месте дефекта по заданной траектории, причем сначала провариваются участки снятия напряжений.

Производится контроль произведенной наплавки, затем - зачистка наплавленного шва. После чего осуществляется ультразвуковой контроль выполненной наплавки или видеоконтроль с помощью TV высокого разрешения.

Для контроля качества проведенного ремонта проводится проверка отсутствия жидкости или проверка количества вытекшей жидкости в системе сбора протечек.

В целом, комплекс 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. Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки снабжен не погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, включающими электрический шкаф управления, пульт управления с ультразвуковым дефектоскопом и сварочное оборудование, и погружаемыми в бассейн выдержки устройствами, включающими погружной ремонтный робот, снабженный транспортной платформой, с расположенными на ней рабочими модулями, транспортная платформа выполнена в виде рамной конструкции и снабжена средствами фиксации в виде вакуумных присосок, исполнительный блок снабжен приводами с поступательным или вращательным движением выходного звена, головкой ультразвукового контроля, устройством видеонаблюдения, устройством для сбора отходов во время шлифования, манипулятором, устройство герметизации течи выполнено в виде малогабаритной сварочной установки, связанной со сварочным оборудованием, устройство доставки выполнено в виде платформы доставки, платформа доставки снабжена тележкой для установки механизма фиксации, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма, механизмом передвижения тележки и выполнена в виде сборно-разборной рамно-балочной конструкции, снабженной направляющими для перемещения установленной на них тележки. Изобретение позволяет повышать качество и надежность ремонта. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки, содержащий устройство доставки с тележкой, исполнительный блок, включающий модуль поиска и нахождения места течи и рабочие модули, содержащие устройство зачистки, устройство герметизации течи, средства фиксации исполнительного блока, механизм крепления, удержания, подъема и опускания исполнительного блока и устройство дистанционного управления, отличающийся тем, что комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки дополнительно снабжен 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 погружной ремонтный робот с размещенным на нем исполнительным блоком, при этом погружной ремонтный робот снабжен транспортной платформой, с расположенными на ней рабочими модулями, транспортная платформа выполнена в виде рамной конструкции и снабжена средствами фиксации к поверхности бассейна выдержки, выполненными в виде вакуумных присосок, исполнительный блок снабжен приводами с поступательным или вращательным движением выходного звена, головкой ультразвукового контроля, устройством видеонаблюдения, устройством для сбора отходов во время шлифования, включающим насос и фильтр, манипулятором со следящими приводами и приводами его движения, устройство герметизации течи выполнено в виде малогабаритной сварочной установки, связанной со сварочным оборудованием, устройство доставки выполнено в виде платформы доставки, платформа доставки снабжена тележкой для установки механизма фиксации, удержания, подъема и опускания исполнительного механизма, механизмом передвижения тележки и выполнена в виде сборно-разборной рамно-балочной конструкции, снабженной направляющими для перемещения установленной на них тележки.

2. Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен приводами перемещения рабочих модулей.

3. Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержки по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен датчиками обратной связи, установленными в штоках каждого из трех следящих приводов перемещения платформы с рабочими модулями.

4. Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержи по п. 1, отличающийся 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.

5. Комплекс для ремонта облицовки бассейна выдержи по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что он снабжен устройством откусывания проволоки.