Способ загрузки облученных блоков дав-90 и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к ядерной технике, в частности к транспортированию и перегрузке облученных твэлов дисперсионных в алюминиевой оболочке высокообогащенных типа ДАВ-90 (далее «блоков ОДАВ») в транспортный упаковочный контейнер (ТУК). Способ включает транспортировку блоков ОДАВ со стола разбора до ТУК, загрузку блоков ОДАВ в ТУК. При этом загрузка чехла блоками ОДАВ проводится на столе разбора, установка загруженного блоками ОДАВ чехла в ТУК проводится без использования бункера и загрузочной тележки. Загрузку блоков ОДАВ осуществляют на столе разбора непосредственно в чехол ТУК под слоем воды с помощью ручного манипулятора. Захват включает несущую штангу с механическим захватом клещевого типа. При этом захват снабжен пружиной, фиксирующим кольцом и пневмоцилиндром с блоком дистанционного управления. Открывание предлагаемого захвата производится принудительно при дистанционной подаче избыточного давления в верхнюю полость пневмоцилиндра, что обеспечивает только контролируемое открывание. При отсутствии избыточного давления в верхней полости пневмоцилиндра пружина автоматически перемещает кольцо, которое закрывает захват и блокирует рычаги в закрытом положении. Технический результат - исключение возможности самораскрытия захвата, повышение надежности удержания груза при транспортировке, повышение радиационной безопасности персонала при загрузке ОДАВ в ТУК и сокращение времени загрузки. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретения относятся к ядерной технике, в частности, к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к транспортированию, и перегрузке облученных твэлов дисперсионных в алюминиевой оболочке высокообогащенных типа ДАВ-90 (далее «блоков ОДАВ») в транспортный упаковочный контейнер (ТУК).

Известен способ загрузки блоков ОДАВ (см. проект «0304» Инв. №OS-03237 разработки ОАО «Восточно-Европейский головной научно-исследовательский и проектный институт энергетических технологий»), технологические решения которого (0304-ТХ) предусматривают комплектацию имеющихся на предприятии ковшей партиями по 180 блоков ОДАВ на столе разбора под слоем воды, транспортирование ковшей под слоем воды и их извлечение из воды к загрузочному бункеру, расположенному над водой, где блоки ОДАВ через телескопическую течку загрузочной тележки пересыпаются в чехол, установленный в транспортно-упаковочном комплекте (ТУК), при этом чехол из внутренней полости контейнера не извлекается.

К недостаткам известного способа относится то, что загрузка чехла ТУК производится методом пересыпания блоков ОДАВ в воздушной среде.

Указанный недостаток известного способа загрузки может привести к нежелательным последствиям. При пересыпании блоков не исключается россыпь блоков ОДАВ, что значительно снижает радиационную безопасность персонала. Пересыпание блоков ОДАВ сопровождается ударами о стальные детали бункера, что с большой вероятностью ведет к повреждению оболочек ОДАВ. Повреждение оболочки ведет к радиационному загрязнению помещения и оборудования не только отправителя ОДАВ, но и получателя.

Еще одним недостатком известного способа является то обстоятельство, что для загрузки одного ТУК требуется пересыпание двух ковшей с блоками ОДАВ, что увеличивает количество транспортных операций.

Известный способ осуществляют с помощью известных устройств, а именно:

1) Комплекса существующих технических средств реакторного завода, обеспечивающих комплектование ковшей ОДАВ, транспортировку ковшей на участок загрузки, подъем ковшей и пересыпание ОДАВ через бункер и через телескопическую течку загрузочной тележки в ТУК.

2) Электрогидравлической машины Brokk-50 и манипулятора для дистанционного сбора возможных аварийных просыпей блоков ОДАВ.

3) Известного проектного захвата, предназначенного для извлечения чехла из ТУК, транспортировки чехла в шахту аварийной выгрузки и обратно, установки чехла в ТУК.

Принцип работы известного захвата принят из конструкции автоматического захвата системы Меламеда - это грузозахватное приспособление с автоматическим устройством для последовательного захвата и освобождения груза, снабженного транспортным штырем. Известное устройство содержит лапки для зацепления с выступами транспортного штыря, звездочку Меламеда, наружный и внутренний корпуса и центральный шток.

Работа известного захвата характеризуется следующими последовательными положениями:

Положение 1. Захват готов к работе: - наружный корпус в крайнем нижнем положении, лапки раскрыты, центральный шток и подвижный корпус находятся в крайних верхних положениях, звездочка ориентирована под углом ~10…15°, зуб звездочки находится в пазу подвижного корпуса. В таком положении устройство транспортируется без груза.

Положение 2. Зацепление груза. Захват опускается на транспортный штырь, конус направляет штырь до стыковки с упором, наружный корпус останавливается, а внутренний корпус и центральный шток продолжают движение вниз под действием собственного веса. Центральный шток закрывает лапки захвата и становится на ограничитель, подвижный корпус продолжает движение вниз и специальным пальцем поворачивает звездочку таким образом, что в прорезь корпуса входит уже второй зуб звездочки, а сама звездочка ориентируется горизонтально (~0°).

При подъеме груза внутренний подвижный корпус начинает движение вверх до упора во фланец наружного корпуса и специальный палец уходит от звездочки, при этом нижний край прорези подвижного корпуса поворачивает звездочку таким образом, что она блокирует возможность центрального штока к перемещению вверх, т.е. блокирует возможность раскрытия лапок. Захват закрыт, готов к транспортировке груза;

Положение 3. Транспортировка груза. Нагрузка распределяется: лапки, силовая ось, наружный корпус, фланец подвижного внутреннего корпуса, грузоподъемный механизм.

Положение 4. Груз опущен на место, транспортный штырь неподвижен. Освобождение груза осуществляется следующим образом. Наружный корпус опускается, упирается в штырь и останавливается. Внутренний подвижный корпус продолжает движение вниз, специальный палец поворачивает звездочку таким образом, что зуб звездочки входит в прорезь подвижного корпуса, и он поворачивает звездочку на ~45° (ориентирует звездочку практически горизонтально).

После поворота звездочки появится возможность для дальнейшего опускания наружного корпуса, при этом центральный шток остается на месте, а наружный и внутренний корпуса опускаются. При перемещении наружного корпуса вниз раскрываются лапки захвата, груз освобождается. Груз освобожден, захват приведен в положение 1.

К недостаткам известного захвата относится то, что автоматическое открытие захвата при случайном контакте груза с поверхностью приведет к падению чехла и россыпи ОДАВ. Отсутствует механизм блокировки автоматического открытия. Захват длиной 1100 мм размещается непосредственно на гаке грузоподъемного механизма, такой способ подвески обуславливает сложность направления захвата на транспортный штырь с дистанционного защищенного пульта управления (особенно если груз под водой или в шахте).

Указанные недостатки известного захвата снижают радиационную безопасность персонала при использовании его с радиационно-опасным грузом ОДАВ.

Предлагаемые изобретения направлены на достижение технического результата, заключающегося в повышении радиационной безопасности персонала при загрузке ОДАВ в ТУК за счет пересыпания ОДАВ в воде и сокращения транспортных операций при загрузке ТУК.

Для получения указанного технического результата в предлагаемом способе, включающем транспортировку блоков ОДАВ со стола разбора до ТУК, загрузку блоков ОДАВ в ТУК, порожний чехол извлекают из ТУК и транспортируют на стол разбора, производят загрузку чехла облученными блоками ДАВ-90 под слоем воды ручным манипулятором, транспортируют под водой и устанавливают загруженный чехол в ТУК без пересыпания блоков.

Извлечение порожнего чехла из ТУК, транспортировка его на стол разбора позволяют провести полную загрузку чехла блоками ОДАВ и, тем самым, сократить количество транспортных операций.

Загрузка чехла облученными блоками ДАВ-90 под слоем воды ручным манипулятором, транспортировка загруженного чехла и установка его в ТУК позволяют исключить пересыпание блоков ОДАВ в воздушной среде, снизить вероятность россыпи блоков ОДАВ и повреждения их оболочек и, тем самым, повысить радиационную безопасность персонала.

Для получения указанного технического результата в предлагаемом захвате, включающем несущую штангу с механическим захватом клещевого типа, пружину, фиксирующее кольцо и пневмоцилиндр с блоком дистанционного управления, пружина автоматически перемещает фиксирующее кольцо, которое закрывает захват и блокирует рычаги в закрытом положении при отсутствии избыточного давления в верхней полости пневмоцилиндра.

Автоматическое перемещение пружиной фиксирующего кольца, закрывающего захват и блокирующего рычаги в закрытом положении при отсутствии избыточного давления в верхней полости пневмоцилиндра, исключает возможность самораскрытия захвата, обеспечивает надежность удержания загруженного чехла при транспортировке и, тем самым, повышает радиационную безопасность персонала при загрузке ОДАВ в ТУК.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами, представленными на фиг. 1 - 4:

на фиг. 1 - транспортно-технологическая схема загрузки ТУК;

на фиг. 2 - захват с дистанционным управлением;

на фиг. 3 - захват в открытом положении;

на фиг. 4 - захват в закрытом положении.

Предлагаемый способ загрузки осуществляется с использованием

предлагаемого захвата в следующей последовательности (см. фиг. 1):

- демонтируют наружную крышку ТУК;

- снимают внутреннюю крышку ТУК;

- извлекают чехол из ТУК;

- устанавливают при помощи предлагаемого захвата порожний чехол в ковш;

- перемещают ковш с порожним чехлом к столу разбора;

- извлекают порожний чехол из ковша на стол разбора;

- загружают блоки ОДАВ в чехол;

- устанавливают загруженный чехол в ковш;

- перемещают загруженный чехол к ТУК;

- извлекают загруженный чехол из ковша;

- устанавливают загруженный чехол в ТУК;

- устанавливают внутреннюю крышку ТУК;

- монтируют наружную крышку ТУК.

При предлагаемом способе не используются бункер, спецкран и тележка загрузочная.

Предлагаемый захват (см. фиг. 2) состоит из несущей штанги 1, узла подвески на кран 2, силовой оси 3, на которой подвешены рычаги 4, которые в пазах цилиндрического корпуса 5 могут поворачиваться на осях 6. Пружинный механизм захвата содержит упорную гайку 7, пружину 8, корпус пневмоцилиндра 9, трубу 10, кольцо 11. Пневмоцилиндр захвата содержит корпус 9, поршень 12 и шток 13. Поршень пневмоцилиндра 12 закреплен на штоке 13, оба конца которого выступают за корпус при любом положении поршня, шток 13 - трубчатой конструкции, надет на несущую штангу 1 и закреплен на ней.

Предлагаемый захват работает следующим образом.

Захват всегда закрыт, нагрузка от груза от рычагов 4 через силовую ось 3 по несущей штанге 1 передается узлу подвески на кран 2. Перевод рычагов из закрытого положения в открытое и обратно обеспечивается перемещением вверх-вниз кольца 11, соединенного через трубу 10 с корпусом пневмоцилиндра 9.

Закрытие захвата (см. фиг. 4): под действием пружины 8 кольцо 11 перемещается вниз по коническим поверхностям рычагов 4, поворачивая их вокруг осей 6. В закрытом положении рычаги зафиксированы кольцом 10, которое препятствует их самопроизвольному раскрытию. В закрытом положении плоскости контакта рычагов и штыря транспортного (13) параллельны.

Открытие захвата (см. фиг. 3): при перемещении кольца 11 вверх выступы на рычагах 4 входят в зацепление с буртом на кольце 11 и рычаги поворачиваются вокруг осей 6, освобождая штырь транспортный 13. Для открытия захвата необходимо к кольцу 11 приложить усилие, превышающее усилие пружины и переместить его вверх на 40…50 мм. Необходимое усилие создается пневмоцилиндром, в верхнюю полость которого подается сжатый воздух 5 кгс/см². При подаче воздуха (см. фиг. 2) поршень цилиндра 12 остается неподвижным (так как трубчатый шток зафиксирован на несущей штанге), а корпус пневмоцилиндра 9 начинает движение вверх, преодолевая усилие пружины 8. Так как корпус пневмоцилиндра жестко связан трубой 10 с кольцом 11, то вверх переместится и кольцо 11, открывая рычаги 3.

Для закрытия механизма необходимо сбросить избыточное давление воздуха из верхней полости пневмоцилиндра, тогда под действием пружины 8 корпус 9 и кольцо 11 вернутся в нижнее положение, закрывая и фиксируя рычаги.

Образец захвата изготовлен и прошел испытания на предприятии.

1. Способ обращения с отработавшим ядерным топливом (к транспортированию, и перегрузке облученных твэлов дисперсионных в алюминиевой оболочке высокообогащенных типа ДАВ-90), включающий транспортировку блоков ДАВ-90 со стола разбора до транспортного упаковочного контейнера (ТУК), загрузку блоков ДАВ-90 в ТУК, отличающийся тем, что порожний чехол извлекают из ТУК и транспортируют на стол разбора, производят загрузку чехла облученными блоками ДАВ-90 под слоем воды ручным манипулятором, транспортируют под водой и устанавливают загруженный чехол в ТУК.

2. Захват с дистанционным управлением, включающий несущую штангу с механическим захватом клещевого типа, пружину, фиксирующее кольцо и пневмоцилиндр с блоком дистанционного управления, отличающийся тем, что при отсутствии избыточного давления в верхней полости пневмоцилиндра пружина автоматически перемещает кольцо, которое закрывает захват и блокирует рычаги в закрытом положении.