Способ контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами
Владельцы патента RU 2738027:
Общество с Ограниченной Ответственностью "Инженерное Бюро Воронежского Акционерного Самолетостроительного Общества" (RU)
Изобретение относится к способу контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами. На корпусе автоматического захвата крана для установки контейнеров в штабель размещают, как минимум, два датчика положения с каждой стороны, которые по заданному алгоритму выводят в заранее определенные координаты формируемого штабеля, и, как минимум, два ортогональных акселерометра для контроля успокоения захвата, после чего горизонтально опорной поверхности для штабелирования производят опускание упомянутого захвата до нижней точки штабеля при успокоении по показаниям акселерометров. Проводят постепенный подъем захвата с измерением расстояния до контейнеров соседних штабелей упомянутыми датчиками положения. Аналоговые сигналы упомянутых датчиков преобразуют в цифровую форму с последующей записью в запоминающее устройство и осуществляют сканирование поверхности по всей высоте штабеля. По результатам сканирования определяют отклонение каждого из контейнеров от места его штатного расположения. После аппроксимации полученных значений отклонений строят зависимости x=f(z) и y=f(z), где х, у и z - координаты контейнера по осям хранилища, и определяют общий наклон штабеля контейнеров. Техническим результатом является возможность обеспечения гарантированной установки контейнеров с РАО в штабель с одновременным контролем их отклонения от вертикальной оси за счет автоматического дистанционного контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к атомной промышлености и может быть использовано при создании способов по безопасному хранению контейнеров с радиоактивными отходами в специальных хранилищах.
Радиоактивные отходы (далее-РАО) - это отработанные продукты промышленности, которые содержат радиоактивные элементы. Ядерные отходы не используются вторично и опасны для экологии и человека, поэтому они хранятся в специальных могильниках - местах захоронения радиационно опасных материалов, где их надежно изолируют от контакта с окружающей средой. (Источник-https://cleanbin.ru/other/radioactive).
При выводе блоков АЭС из эксплуатации в процессе демонтажа оборудования образуется большое количество твердых радиоактивных отходов, которые сортируются, уплотняются, укладываются в невозвратные защитные контейнеры, которые паспортизируются и устанавливаются в хранилище отходов на установленные места.
Актуальной является максимально плотная укладка контейнеров в штабеля.
Указанные контейнеры с РАО хранятся в специальных хранилищах, где их устанавливают в многоярусные штабели, с определенным расстоянием одного штабеля контейнеров от другого. При хранении контейнеров с РАО очень важно обеспечить установку контейнеров в штабель в определенном вертикальном положении, с минимальными отклонениями от вертикальной оси штабеля и с последующим контролем вертикальности уже установленных штабелей.
В настоящее время не выявлено надежного способа автоматического контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами, применение которого позволяет обеспечить гарантированную установку контейнеров в штабели с контролем их отклонения от вертикальной оси.
Задачей изобретения является создание способа автоматического дистанционного контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами, позволяющего обеспечить гарантированную установку контейнеров с РАО в штабель с одновременным контролем их отклонения от вертикальной оси.
Решение указанной задачи достигается тем, что, в предложенном способе контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами, заключающийся в определении отклонения положения штабеля контейнеров от вертикальной оси, согласно изобретению, на корпусе автоматического захвата крана для установки контейнеров в штабель размещают, как минимум, два датчика положения с каждой стороны, которые по заданному алгоритму выводят в заранее определенные координаты формируемого штабеля, и, как минимум, два ортогональных акселерометра для контроля колебаний и успокоения захвата, после чего горизонтально опорной поверхности для штабелирования производят опускание упомянутого захвата до нижней точки штабеля при успокоении по показаниям акселерометров, затем проводят постепенный подъем захвата с измерением расстояния до контейнеров соседних штабелей упомянутыми датчиками положения, при этом аналоговые сигналы упомянутых датчиков преобразуют в цифровую форму с последующей записью в запоминающее устройство, и осуществляют сканирование поверхности по всей высоте штабеля, далее, по результатам сканирования, определяют отклонение каждого из контейнеров от места его штатного расположения, затем, после аппроксимации полученных значений отклонений, строят зависимости x=f(z) и y=f(z), где х, у и z - координаты контейнера по осям хранилища, и определяют общий наклон штабеля контейнеров.
В варианте применения способа, измеряемый датчиками зазор между контейнерами устанавливают в пределах 50±5 мм.
В варианте применения способа, в качестве датчиков для измерения зазора между контейнерами используют лазерные датчики, предпочтительно, SICK ДГ 50-2.
В варианте применения способа, аналоговый сигнал лазерных датчиков преобразуют в цифровую форму с помощью вычислительного контроллера.
В варианте применения способа, с помощью подсистемы управления краном формируют 3-х мерную матрицу номеров устанавливаемых контейнеров в каждом ряду.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид штабеля контейнеров сбоку, на фиг.2 показан общий штабелей контейнеров сверху, на фиг.3 показано изменение положения штабеля контейнеров от вертикальной оси, на фиг.4 показан автоматический захват для контейнеров, вид спереди, на фиг.5 показан автоматический захват для контейнеров, вид сверху, на фиг.6 показана блок-схема управления.
Предложенный способ контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами может быть реализован следующим образом.
На корпусе автоматического захвата 1 крана 2 для установки контейнеров в штабель размещают, как минимум, два датчика положения 3 с каждой стороны, и, как минимум, два ортогональных акселерометра 4, после чего горизонтально опорной поверхности 5 для штабелирования производят опускание упомянутого захвата 2 до нижней точки штабеля 6 контейнеров 7 при успокоении по показаниям акселерометров 4. Проводят постепенный подъем захвата 2 с измерением расстояния до контейнеров 7 соседних штабелей 8 упомянутыми датчиками положения 3. Аналоговые сигналы упомянутых датчиков преобразуют в цифровую форму при помощи преобразователя 9 с последующей записью в запоминающее устройство 10 и осуществляют сканирование поверхности по всей высоте штабеля 8. По результатам сканирования, определяют отклонение каждого из контейнеров 7 от места его штатного расположения. После аппроксимации полученных значений отклонений, строят зависимости x=f(z) и y=f(z), где х, у и z - координаты контейнера по осям хранилища, и определяют общий наклон штабеля контейнеров.
Пример конкретного применения способа
В комплексе по переработке радиоактивных отходов хранят контейнеры в количестве 16500 шт., которые устанавливают в штабель - 8 ярусов с шагом 1700 мм и зазором 50 мм между контейнерами. Контейнеры перемещают при помощи мостового крана с тележкой. На тележке подвешена траверса, предназначенная для крепления автоматического захвата, который входит в зацепление с контейнером и перемещает его. Непосредственно на захвате, со всех четырех сторон, устанавливают по 2 датчика контроля вертикальности штабелей.
В процессе работы, при необходимости установить новый штабель с контейнерами, кран в автоматическом режиме перемещают на координаты размещения штабеля. Захват с траверсой опускают до опорной поверхности хранилища, при этом происходит сканирование датчиками соседних штабелей и расстояния до них. Количество соседних штабелей может быть от одного до четырех.
По результатам сканирования определяют отклонение каждого из контейнеров от места штатного расположения и определяют общий наклон штабеля контейнеров. По результатам анализа отклонений штабеля контейнеров от заданного положения, назначают комплекс мероприятий.
Использование предложенного технического решения позволит создать способ автоматического контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами, применение которого позволит обеспечить гарантированную установку контейнеров в штабели с контролем и обеспечением их заданного отклонения от вертикальной оси.
1. Способ контроля вертикальности штабеля контейнеров с радиоактивными отходами, заключающийся в определении отклонения положения штабеля контейнеров от вертикальной оси, характеризующийся тем, что на корпусе автоматического захвата крана для установки контейнеров в штабель размещают, как минимум, два датчика положения с каждой стороны, которые по заданному алгоритму выводят в заранее определенные координаты формируемого штабеля, и, как минимум, два ортогональных акселерометра для контроля успокоения захвата, после чего горизонтально опорной поверхности для штабелирования производят опускание упомянутого захвата до нижней точки штабеля с его успокоением по показаниям указанных акселерометров, затем проводят постепенный подъем захвата с измерением расстояния до контейнеров соседних штабелей упомянутыми датчиками положения, при этом аналоговые сигналы упомянутых датчиков преобразуют в цифровую форму с последующей записью в запоминающее устройство и осуществляют сканирование поверхности по всей высоте штабеля, далее по результатам сканирования определяют отклонение каждого из контейнеров от места его штатного расположения, затем после аппроксимации полученных значений отклонений строят зависимости x=f(z) и y=f(z), где х, у и z - координаты контейнера по осям хранилища, и определяют общий наклон штабеля контейнеров.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряемый датчиками зазор между контейнерами устанавливают в пределах 50±5 мм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве датчиков для измерения зазора между контейнерами используют лазерные датчики, предпочтительно SICK ДГ 50-2.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аналоговый сигнал лазерных датчиков преобразуют в цифровую форму с помощью вычислительного контроллера.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с помощью подсистемы управления краном формируют 3-мерную матрицу номеров устанавливаемых контейнеров в каждом ряду.
