Способ разделки топливной сборки ядерного реактора и устройство разделки для его осуществления

 

Использование: относится к способам и устройствам для разделки топливных сборок ядерных реакторов. Сущность изобретения: способ включает установку топливной сборки в устройство для разделки, отрезку нижнего крепежного средства в воздушной атмосфере в камере резки, удаление несущего стержня и последовательное извлечение верхнего и нижнего пучков твэлов в бассейне выдержки, при этом разделку осуществляют с использованием складывающегося пенала, состоящего из двух, перемещающихся относительно друг друга частей с самозажимным опорным узлом, расположенным в нижней части пенала и прижимного упора, размещенного в верхней части пенала, кроме того складывающийся пенал дополнительно снабжен воронкой с цанговым захватом, причем воронка и прижимной упор выполнены взаимосменными. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 15 ил.

Данное изобретение относится к способам разделки топливных сборок ядерных реакторов и может быть использовано для их разделки.

Кроме того, данное изобретение касается устройств разделки, которые служат для осуществления вышеупомянутых способов разделки топливных сборок ядерных реакторов.

На ядерных реакторах с водяным теплоносителем применяются топливные сборки двух типов: однопучковые и двухпучковые. Первый тип сборки применяется на корпусных реакторах, второй тип сборки применяется на канальных реакторах. Однопучковая топливная сборка (И.Я.Емельянов и др. Конструирование ядерных реакторов. М. Энергоиздат, 1982 г. стр. 77, рис. 3, 10в) состоит из верхнего и нижнего наконечников, соединенных между собой с помощью трубчатых тяг, твэлов и дистанционных решеток. Разделка сборок этого типа осуществляется под слоем воды, защищающим оператора от радиоактивного излучения.

Сборка второго типа, выполненная из двух пучков твэлов, образована топливными стержнями, закрепленными в концевых решетках и связанными между собой дистанционирующими решетками. Пучки твэлов размещены на проходящем через них несущем стержне, жестко соединенным с верхним и нижним наконечниками. К верхнему наконечнику прикреплена подвеска, а между пучками твэлов размещена втулка, исключающая соприкосновение торцами пучков при их расширении (И.Я. Емельянов и др. Конструирование ядерных реакторов. М. Энергоиздат, 1982, стр. 189-194, рис. 7, 14). Разделка сборок этого типа осуществляется в защитных камерах в воздушной атмосфере с использованием дистанционно управляемого оборудования. Известен способ разделки однопучковой топливной сборки ядерного реактора и устройство разделки для его осуществления (см.FR N 2460027, МКИ G 21 С 19/18). Данный способ предусматривает разделку частично поврежденной или отработавшей сборки для последующей частичной замены твэлов в сборке и установка такой сборки снова в реактор. После остановки реактора и удаления крышки реактора топливную сборку перемещают внутри бака реактора, устанавливают в транспортный контейнер, переводят транспортный контейнер из вертикального положения в горизонтальное, перемещают этот контейнер в горизонтальном положении из бака реактора в бассейн-хранилище, примыкающий к баку реактора. Затем транспортный контейнер переводят из горизонтального положения в вертикальное. Извлекают топливную сборку из контейнера, поворачивают ее на 180^o и располагают нижним концом вверх, извлекают нижний наконечник сборки для доступа к концам твэл, выборочно замещают твэлы в сборке, устанавливают на месте нижний наконечник и транспортируют сборку в бак реактора на ее новое место. Для выполнения этих операций в бассейне-хранилище располагают кантователь для поворота сборок, устройство для демонтажа нижнего наконечника, приспособления для транспортировки отработавших, поврежденных, а также новых твэлов.

Был предложен способ разделки однопучковой топливной сборки ядерного реактора и устройство для его осуществления (см. US N 4522780, кл. 376/260). Данный способ предусматривает, что отработавшая топливная сборка из бассейна-хранилища переносится и устанавливается в кантователь. Кантователь закрывается крышкой, затем его поворачивают на 180^o, удаляют последовательно крышку кантователя и нижний наконечник, а затем производят необходимые манипуляции c твэлами. Для выполнения этих операций в бассейне-хранилище располагают кантователь для поворота сборок на 180^o, механизм удаления крышек кантователя и средство для обеспечения доступа к твэлам. Это средство включает в себя устройство резки сварного шва, систему отсоса стружки, устройство для отвинчивания винтов.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемым изобретениям (способ и устройство для осуществления способа) являются разработанные германской фирмой "Браун-Бовери реактор" способ разделки однопучковой топливной сборки ядерного реактора и устройство для его осуществления (см. Nuclear Engineering International 1985, 30, N 371, р. 19-20, 23). Данный способ предусматривает, что отработавшая топливная сборка, находящаяся в бассейне, переносится и устанавливается в контейнер. Способ предусматривает возможность ремонта топливной сборки при доступе с верхнего наконечника, а также при доступе с нижнего наконечника. Для осуществления этих операций на стенке бассейна устанавливают направляющие, по которым с помощью тросовой лебедки перемещается подъемник. К подъемнику с наклоном крепится контейнер с удерживающим устройством для топливной сборки. Основной особенностью устройства разделки является подъемник, который позволяет поднимать контейнер, вращать его, наклонять и опускать.

При этом контейнер все время находится под слоем воды. Для фиксации сборки в контейнере, демонтажа ее наконечников и удаления (установки) твэлов применяется специальный инструмент.

Таким образом, общим для всех способов разделки однопучковой топливной сборки является перемещение сборки к устройству для ее кантования, фиксация в этом устройстве, кантование и удаление нижнего наконечника топливной сборки для обеспечения доступа к твэлам. Все перечисленные операции осуществляются под слоем воды.

Устройства разделки для осуществления вышеуказанных операций включают в себя устройства для кантования топливной сборки, средство для фиксации сборки в кантователе и средство для демонтажа наконечников топливной сборки.

Необходимо отметить, что рассмотренный способ не позволяет осуществить разделку топливной сборки, состоящей из двух пучков твэлов.

Размещение устройства для кантования в бассейне выдержки приводит к непроизводительному использованию его объема, процесс кантования длителен во времени и, кроме того, может быть причиной возможных повреждений топливной сборки в силу значительных динамических нагрузок при ее повороте.

Устройство для кантования является сложным по конструкции, а с учетом того, что оно постоянно должно находиться в воде, требование надежности приводит к дополнительному усложнению его конструкции.

Кроме того, кантователь не может быть наилучшим образом приспособленным к индивидуальным особенностям разделяемых топливных сборок, имеющих различные внешние габаритные размеры. Следствием этого является возможность повреждения топливной сборки из-за перемещения сборки внутри кантователя при его повороте на 180^o.

Следует также отметить, что в известной конструкции кантователя средство зажима топливной сборки значительно удалено от места реза, что также может быть причиной возможного разрушения топливной сборки в силу ее изгиба или потери устойчивости.

Конструкция кантователя не учитывает того, что топливные сборки могут иметь различную конструкцию нижнего наконечника, а поэтому место реза нижнего наконечника относительно нижнего торца кантователя может колебаться, что усложнит операцию по отрезке нижнего крепежного средства. Следует также отметить, что кантователь имеет значительную массу.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа разделки топливной сборки ядерного реактора и создание устройства разделки, которое повысило бы его безопасность.

Также задачей настоящего изобретения является создание устройства разделки, которое обеспечило бы упрощение способа разделки.

Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства разделки, которое имело бы пониженные весовые характеристики. Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства разделки, позволяющего наилучшим образом осуществить его пригодность к индивидуальным особенностям разделываемых топливных сборок.

Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства разделки, исключающего разрушение топливной сборки при резке ее нижнего крепежного средства.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства разделки, которое позволяет иметь строго фиксированное положение места реза нижнего наконечника относительно нижнего торца устройства разделки.

В основу изобретения была положена задача разработать способ разделки топливной сборки ядерного реактора, по которому переходы способа разделки на каждом этапе осуществлялись с наибольшей простотой и в то же время с наибольшей безопасностью, и создать устройство разделки для реализации указанного способа, конструктивное выполнение которого позволило бы каждый этап разделки осуществлять наилучшим образом.

Эта задача решается тем, что в способе разделки топливной сборки ядерного реактора, включающем установку и фиксацию сборки в устройстве для разделки, удаление нижнего крепежного средства и удаление под слоем воды твэлов, согласно изобретению, разделку топливной сборки осуществляют с использованием пенала, при этом удаление нижнего крепежного средства производят в камере резки в воздушной атмосфере, а удаление несущего стержня, верхнего и нижнего пучков твэлов выполняют в бассейне выдержки, причем для удаления несущего стержня и верхнего пучка твэлов пенал подвешивают в бассейне выдержки, а перед извлечением нижнего пучка твэлов осуществляют его складывание, например путем установки на опорное средство.

Эта задача решается также тем, что устройство разделки для осуществления способа, содержащее средство для установки и фиксации топливной сборки и средства для демонтажа топливной сборки, согласно изобретению средство для установки и фиксации топливной сборки, выполнено в виде пенала из двух взаимосвязанных частей с размещенным на пенале зажимным средством.

Указанная задача решается также тем, что взаимосвязанные части пенала выполнены в виде перемещающихся относительно друг друга частей, зажимное средство выполнено в виде самозажимного опорного узла, расположенного в нижней части пенала, и прижимного упора, размещенного в верхней части пенала, а пенал дополнительно снабжен воронкой с расположенным вдоль ее продольной оси цанговым захватом, при этом прижимной упор и воронка выполнены взаимосменными, а цанговый захват установлен с возможностью перемещения вдоль оси воронки.

Желательно нижнюю часть пенала выполнить в виде трубы, на верхнем торце которой размещен фланец с расположенными по его периметру фигурными фрезами, а верхнюю часть пенала выполнить в виде патрубка и жестко связанными с ним направляющими стержнями, проходящими через вышеупомянутые фигурные вырезы фланца, причем ниже фланца направляющие стержни разместить в диске, охватывающем трубу.

Целесообразно самозажимной опорный узел выполнить в виде двух неуравновешенных рычагов, снабженных базовыми поверхностями и выступами, взаимодействующими с нижним наконечником топливной сборки.

Вполне разумно самозажимной опорный узел расположить на съемном стакане, соединенным с трубой нижней части пенала с помощью быстроразъемного соединения.

Желательно прижимной упор установить с возможностью перемещения вдоль оси патрубка верхней части пенала и снабдить радиально расположенными выступами, взаимосвязанными с ответными пазами патрубка, и средством фиксации прижимного упора в патрубке.

Такое конструктивное выполнение устройства разделки топливной сборки ядерного реактора, осуществляющего способ разделки согласно изобретению, обеспечивает простоту и удобство его эксплуатации и высокую надежность работы всех узлов средства разделки. Кроме того, патентуемое средство разделки компактно и обладает высокой универсальностью.

На фиг. 1 верхняя часть отработавшей топливной сборки подлежащей разделки; на фиг. 2 нижняя часть отработавшей топливной сборки подлежащей разделки; на фиг. 3 разрез по А-А (фиг.1 и фиг.2); на фиг. 4 продольный разрез устройства разделки и отработавшей топливной сборки; на фиг. 5 - отработавшая топливная сборка в камере резки; на фиг. 6 маршрутная схема разделки отработавшей топливной сборки в бассейне выдержки, где а) - отработавшая топливная сборка; перенесенная из камеры резки в бассейн выдержки; б) удаление несущего стержня; в) удаление верхнего пучка твэлов; г) установка устройства разделки на опорное средство для его складирования; д) удаление нижнего пучка твэлов; е) устройство разделки в исходном положении перед приемом следующей отработавшей сборки. На фиг. 7 место Б фиг. 4; на фиг. 8 вид по стр. В фиг.7; на фиг. 9 разрез верхней части устройства разделки с прижимным упором; на фиг. 10 вид по стр. Г фиг.9; на фиг. 11 разрез нижней части устройства разделки с зажимным устройством; на фиг. 12 вид по стр. Д фиг. 11; на фиг. 13 разрез верхней части устройства разделки с воронкой и цанговым захватом; на фиг. 14 отработавшая топливная сборка в устройстве разделки, где а) перед удалением верхнего пучка твэлов; б) перед удалением нижнего пучка твэлов. На фиг. 15 частичный разрез пучка твэлов с введенным цанговым захватом.

Топливная сборка 1 (фиг. 1, 2, 3) состоит из двух пучков твэлов 2 и 3, образованных твэлами 4, размещенными в дистанционирующих решетках 5, которые жестко соединены с каркасной трубой 6. Через каркасную трубу 6 проходит несущий стержень 7. Нанизанные на несущий стержень 7 пучки твэлов 2 и 3 зафиксированы на стержне 7 с помощью верхнего 8 и нижнего наконечников 9. Пучки твэлов 2 и 3 отделены друг от друга втулкой 10, размещенной на выступающих концах каркасной трубы 6. Нижний наконечник 9 закреплен на несущем стержне 7 с помощью нижнего крепежного средства 11, выполненного в виде гайки, застопоренной на несущем стержне 7. К верхнему наконечнику 8 прикреплена подвеска 12.

Патентуемое устройство разделки 13 (фиг.4) топливной сборки 1, реализующее способ разделки такой сборки согласно изобретению, содержит пенал 14, выполненный из двух взаимосвязанных частей 15 и 16, которые выполнены таким образом, что обе части 15 и 16 могут перемещаться относительно друг друга. Пенал 14 снабжен зажимным средством, выполненным в виде опорного узла 17, расположенного в нижней части 16 пенала 14, и прижимного упора 18, размещенного в верхней части 15 пенала 14, и воронкой 19 с расположенным вдоль ее продольной оси цанговым захватом 20 (фиг.13). Выполнение зажимного средства в виде опорного узла 17 и прижимного упора 18, разнесенных на значительное расстояние друг от друга, один из которых расположен вблизи нижнего торца нижней части пенала, а второй расположен в верхней части пенала, обеспечивают простую и надежную фиксацию отработавшей топливной сборки в устройстве резки.

Кроме того, такое размещение опорного узла 17 позволяет максимально приблизить средство зажима топливной сборки к месту реза. Тем самым исключается изгиб и возможная потеря устойчивости топливной сборки от силы резания. Прижимной упор 18 и воронка 19 выполнены взаимосменными, а цанговый захват 20 установлен с возможностью перемещения вдоль его воронки 19.

Согласно заявляемому способу, разделка отработавшей топливной сборки осуществляется в двух помещениях: в камере резки 21 (фиг.5) и в бассейне выдержки 22 (фиг.6). Для подвески устройства разделки в этих помещениях (фиг. 9) в верхней части 15 пенала 14 предусмотрен фланец 23, к которому винтами крепится посадочное кольцо 24 с конусообразным кольцевым выступом 25. Камера резки 21 (фиг.5) снабжена дистанционно управляемой отрезной головкой 26, манипулятором 27, смотровым окном 28 и зажимным средством 29 (показано условно). В потолке камеры резки предусмотрен люк 30, через который в камеру резки вводится устройство разделки 13 с расположенной внутри устройства отработавшей топливной сборкой 1. В люке 30 предусмотрен посадочный поясок 31, ответный конусообразному кольцевому выступу 25 устройства разделки 13. Благодаря этому введенное в камеру резки устройство разделки располагается строго вертикально, что упрощает процесс отрезки нижнего крепежного средства 11. А совместное применение кольцевого выступа 25, посадочного пояса 31 и зажимного устройства 29 обеспечивает жесткую фиксацию устройства разделки 13 в камере резки 21. Очевидно, что зажимное средство 29 целесообразно разместить в камере резки как можно ближе к месту резки. Это, с одной стороны, позволяет повысить надежность фиксации устройства разделки и исключить изгиб этого устройства при отрезке нижнего крепежного средства, а, с другой стороны, позволяет уменьшить зону обслуживания манипулятора 27 и уменьшить размеры смотрового окна 28.

Бассейн выдержки 22 (фиг.6) снабжен опорным средством 32 (показано условно), на которое в процессе разделки отработавшей топливной сборки устанавливается устройство разделки 13. Кроме того, бассейн выдержки снабжен средством подвески 33 устройства разделки 13. Очевидно, что средство подвески 33 целесообразно снабдить посадочным пояском, аналогичным посадочному пояску 31, расположенному в камере резки.

Для уменьшения веса устройства разделки нижняя часть пенала 16 (фиг.7) выполнена в виде трубы 34, на верхнем торце которой размещен фланец 35 с расположенными по его периметру фигурными вырезами 36 (фиг.8), а верхняя часть пенала 15 выполнена в виде патрубка 37 и жестко связанными с ним направляющими стержнями 38 (фиг.4). Противоположные концы направляющих стержней 38 размещены в диске 39, охватывающим трубу 34 ниже фланца 35. Три направляющих стержня 38, равномерно расположенные по окружности, проходя через фигурные вырезы 36, обеспечивают направленное перемещение частей пенала 15 и 16 относительно друг друга. Эти же стержни совместно с тремя другими стержнями 40 обеспечивают сохранность верхнего пучка твэлов 2 от случайного соприкосновения пучка твэлов при его транспортировке в устройстве разделки. Стержни 40 равномерно расположены по окружности и сдвинуты на 60^o по отношению к направляющим стержням 38. Верхние концы стержней 40 жестко связаны с патрубком 37, а противоположные их концы размещены в диске 39.

Опорный узел 17 (фиг.11) выполнен в виде двух неуравновешенных рычагов 41, снабженных базовыми поверхностями 42 и выступами 43, взаимодействующими с нижним наконечником 9 топливной сборки 1. В силу неуравновешенности рычаги 41 стремятся развернуться вокруг осей 47 и занимают положение, при котором внутри трубы 34 располагаются частично только базовые поверхности 42 этих рычагов. В силу этого, конструкция нижней части пенала 16 проста, поскольку перевод рычагов 41 из свободного состояния в рабочее осуществляется автоматически топливной сборкой при воздействии нижнего наконечника 9 сборки на базовые поверхности этих рычагов.

Опорный узел 17 целесообразно разместить в съемном стакане 45, который соединен с трубой 34 нижней части пенала 16 с помощью быстросъемного соединения (фиг. 12), выполненного, например в виде байонетного замка 46. Размещение опорного узла 17 на съемном стакане позволяет иметь несколько опорных узлов, которые соответствуют определенному типу нижнего наконечника топливной сборки. При соответствующем изменении конфигурации базовых поверхностей и выступов неуравновешенных рычагов достигается как надежное их сцепление с нижним наконечником, так и постоянное для всех сборок положение нижнего крепежного средства от торца нижней части пенала, а это упрощает процесс отрезки нижнего крепежного средства.

Прижимной упор 18 установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси патрубка 37 верхней части 15 пенала 14 и снабжен средством фиксации 47. Благодаря этому в устройстве разделки надежно могут крепиться топливные сборки различной длины. Совершенно ясно, что средство фиксации 47 целесообразно выполнить в виде невыпадающих болтов (фиг.10), а прижимной упор 18 снабдить радиально расположенными выступами 48, а патрубок снабдить ответными пазами 49. Это обеспечивает определенное азимутальное положение прижимного упора 18 относительно патрубка 37 и упрощает процесс крепления упора на патрубке.

Воронка 19 (фиг.13) с цанговым захватом 20 выполнена в виде стакана 50, опирающегося на верхний торец одного из пучка твэлов, соосных и расположенных внутри стакана 50 пустотелого цилиндра 51 и стержня 52. К нижнему торцу пустотелого цилиндра 51 прикреплена пружинящая разрезная втулка 53 цангового захвата 20, а к нижнему торцу стержня 52 прикреплен управляющий шток 54 (фиг. 14, 15), который в процессе своего перемещения вступает во взаимодействие с внутренней поверхностью пружинящей разрезной втулки 53. На противоположном конце стержня 52 выполнен винт 55, входящий в зацепление с гайкой 56. Винт 55 снабжен средством (не показано), исключающим его вращение, но не препятствующим его продольному перемещению. Гайка 56 выполнена в ступице конического зубчатого колеса 57, сцепленного с другим зубчатым колесом 58. Зубчатое колесо 58 снабжено рукояткой вращения 59. Оба зубчатых колеса 57 и 58 размещены в корпусе 60, смонтированным на верхнем торце пустотелого цилиндра 51. Корпус 60 имеет грибок 61 под захват тросовой тележки (не показана) бассейна выдержки 22. При установки воронки 19 на торец пучка твэлов пружинящая втулка 53 входит внутрь каркасной трубы 6, а ее верхняя часть с рукояткой вращения 59 располагается над поверхностью бассейна выдержки 22. Длина воронки, соответствующая нескольким метрам, соответствует толщине водяной защиты, обеспечивающей безопасную работу оператора по разделке отработавшей сборки, а ее конструкция обеспечивает легкий ввод цангового захвата внутрь каркасной трубы, диаметр которой равен 12 мм. Это достигается тем, что пустотелый цилиндр 51 снабжен двумя центрирующими поясками 62 и фланцем 63, а на верхнем торце стакана 50 закреплена разъемная пластина 64. Верхний центрирующий поясок 62 отстоит от фланца 63 на расстоянии, обеспечивающим в момент установки воронки 9 на торец выгружаемого пучка твэлов, первоначальную центровку стакана 50 на пучке твэлов, а затем перемещение цангового захвата 20 внутрь каркасной трубы 6.

Место расположения опорного средства 32 в бассейне выдержки выбрано из того расчета, чтобы верхние торцы обоих пучков твэлов в позициях (фиг.1б и фиг. 1г) находились на одном уровне (фиг.14), что позволяет воронкой 19 и цанговым захватом 20 одной длины осуществлять удаление верхнего 2 и нижнего 3 пучков твэлов.

Разделка отработавшей топливной сборки осуществляется в следующей последовательности. Исходное положение: устройство разделки 13 находится в бассейне выдержки 22 и располагается на средстве подвески 33. Посадочное кольцо 24, расположенное в верхней части 15 пенала 14, располагается в посадочном пояске средства подвески 33. Средство разделки занимает строго вертикальное положение. Это положение соответствует положению, изображенному на фиг.6е. Тросовой тележкой бассейна выдержки (не показано) отработавшая топливная сборка, подлежащая разделке, поднимается над бассейном выдержки и переносится к устройству разделки 13. Средство подвески 33 расположено вдоль линии перемещения тросовой тележки бассейна выдержки 22. Когда тросовая тележка займет положение над устройством разделки, она будет остановлена, а отработавшая топливная сборка будет опущена в устройство разделки. В процессе перемещения отработавшей топливной сборки внутри устройства разделки нижний наконечник 9 топливной сборки 1 входит в контакт с базовыми поверхностями 42 неуравновешенных рычагов 41 и осуществляет их разворот до контакта выступов 43 с наружной поверхностью нижнего наконечника 9. Таким образом, нижняя часть отработавшей топливной сборки окажется зафиксированной в устройстве разделки за ее нижний наконечник, при этом нижнее крепежное средство 11 будет расположено под рычагами 41 за пределами нижнего торца нижней части 16 пенала 14 (фиг.11).

Все перечисленные выше действия над отработавшей топливной сборкой осуществляются с помощью дистанционно-управляемого оборудования.

После того, как отработавшая топливная сборка будет установлена в устройство разделки и ее активная часть, т.е. нижний 3 и верхний 2 пучки твэлов, будут находиться на требуемой глубине, а находящийся над пучками твэлов водяной слой обеспечивает необходимую биологическую защиту, все последующие операции в бассейне выдержки осуществляются оператором, находящимся на рабочей площадке (не показано), расположенной в районе размещения средства подвески 33. Захват (не показан) тросовой тележки отцепляется от подвески 12 топливной сборки. Затем в устройство разделки устанавливается прижимной упор 18, его радиально расположенные выступы 48 совмещают с ответными пазами 49 патрубка 37 и после того, как прижимной упор войдет в контакт с верхним наконечником 8 топливной сборки 1, осуществляют фиксацию прижимного упора с помощью средств фиксации 47 в верхней части 15 пенала 14. Таким образом, подлежащая разделке топливная сборка 1 будет надежно зафиксирована в устройстве разделки 13 (фиг.4).

Далее устройство разделки 13 совместно с топливной сборкой с помощью той же самой тросовой тележки перемещается к камере резки 21 и через люк 30 вводится в камеру резки. Конусообразный кольцевой выступ 25 посадочного кольца 24 входит в контакт с посадочным пояском 31 люка 30 и устройство разделки 13 занимает строго вертикальное положение в подвешенном состоянии (фиг.5). Затем с помощью зажимного устройства 29 осуществляется жесткая фиксация устройства разделки 13.

Отрезной головкой 26 отрезают нижнее крепежное средство 11 и манипулятором 27 отрезанное крепежное средство укладывают в емкость с отходами (не показано). Отводится зажимное устройство 29, с помощью тросовой тележки устройство разделки переносится в бассейн выдержки 22 и устанавливается в средстве подвески 33 (фиг.6а).

После этого с помощью тросовой тележки удаляется несущий стержень 7 и совместно с ним верхний наконечник 8 и подвеска 12. Освобождаются средства фиксации 47 и осуществляют удаление прижимного упора 18 (фиг.6б), а на его место устанавливается воронка 19 (фиг.13). Воронка за грибок 61 переносится к устройству разделки и опускается на торец верхнего пучка твэлов 2 с помощью все той же тросовой тележки. В подвешенном состоянии воронки ее верхний центрирующий поясок 62 контактирует с нижним торцом пластины 64. Поэтому при опускании воронки первым входит в контакт с пучком твэлов стакан 50. После того как стакан 50 опустится на торец верхнего пучка твэлов 2, начнет перемещаться вниз пустотелый цилиндр 51, а вместе с ним цанговый захват 20. Перемещение вниз будет продолжаться до тех пор, пока фланец 63 не войдет в контакт с верхним торцом пластины 64, при этом цанговый захват 20 легко войдет в каркасную трубу 6.

При вращении рукоятки 59 движение через пару конических зубчатых колес 57 и 58 и винтовую пару, образованную гайкой 56 и винтом 55, вызовет перемещение вверх стержня 52 и управляющего штока 54. Последний, входя в контакт с пружинящей разрезной втулкой 53 (фиг.15), обеспечит ее прижим к внутренней поверхности каркасной трубы 6 верхнего пучка твэлов 2. Далее тросовой тележкой верхний пучок твэлов 2 вместе с воронкой 19 может быть извлечен из устройства разделки 13 (фиг.6в). Верхний пучок твэлов переносится к месту расположения чехлов для пучков твэлов и устанавливается в транспортный контейнер (не показан). Следующей операцией является установка устройства разделки на опорное средство 32. Устройство разделки 13 известным способом подвешивается к тросовой тележке и устанавливается на опорное средство 32 нижней частью 16 пенала 14. При опускании устройства разделки 13 тросовой тележкой происходит его складывание за счет направленного перемещения верхней части 15 пенала 14 относительно его нижней части 16 (фиг.6г). В результате этой операции верхний торец нижнего пучка твэлов 3 займет то же положение относительно средства подвески 33, что и верхний торец верхнего пучка твэлов 2 (фиг.14).

Удаление нижнего пучка твэлов 3 из устройства разделки 13 осуществляется аналогичным образом, что и удаление верхнего пучка твэлов 2 с использованием тех же средств (фиг.6д). Затем с помощью тросовой тележки устройство разделки 13 переносится и устанавливается в средство подвески 33, где оно занимает исходное положение (фиг.6е).

Таким образом, устройство разделки, согласно изобретению реализующее способ, предназначено для разделки топливной сборки.

Способ разделки, согласно изобретению, обеспечивает разделку топливной сборки, позволяет упростить способ разделки и повысить его безопасность. Кроме того, заявляемый способ позволяет сократить размеры камеры резки, а также более производительно использовать объем бассейна выдержки.

Конструкция устройства разделки позволяет упростить процесс его изготовления, сократить его вес. Кроме того, конструкция устройства разделки позволяет наилучшим образом осуществить его перенастройку к индивидуальным особенностям разделываемых топливных сборок.

Конструкция патентуемого устройства разделки позволяет исключить всякое разрушение отработавшей топливной сборки как в процессе ее перемещения в устройстве разделки, так и в процессе отрезки нижнего крепежного средства. Кроме того, патентуемая конструкция устройства разделки позволяет упростить работу операторов, обслуживающих данное устройство.

Следует иметь в виду, что форма выполнения изобретения, показанная на чертежах и описанная выше, представляет собой только возможный предпочтительный вариант его осуществления. Однако могут быть использованы и другие различные варианты в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов. Например, показанные на чертежах и описанные выше детали и узлы устройства могут быть заменены эквивалентными. Так, опорное средство может быть выполнено в виде подъемника, расположенного соосно средству подвески. Но все эти изменения не должны выходить за пределы сущности объема изобретения, сформированного в приложениях патентных притязаний. 2 4 6 8 10 12

Формула изобретения

1. Способ разделки топливной сборки ядерного реактора, включающий установку и фиксацию сборки в устройстве для разделки, удаление нижнего крепежного средства и удаление под слоем воды твэлов, отличающийся тем, что топливную сборку устанавливают и фиксируют в складываемом пенале, при этом удаление нижнего крепежного средства производят в камере резки в воздушной атмосфере, а удаление несущего стержня, верхнего и нижнего пучков твэлов выполняют в бассейне выдержки, причем для удаления несущего стержня и верхнего пучка твэлов пенал подвешивают в бассейне выдержки, а перед извлечением нижнего пучка твэлов осуществляют складывание пенала, например, путем установки на опорное средство.

2. Устройство для разделки топливной сборки ядерного реактора, содержащее средство для установки и фиксации топливной сборки и средство для демонтажа топливной сборки, отличающееся тем, что средство для установки и фиксации топливной сборки выполнено в виде пенала из двух перемещающихся одна относительно другой с размещенным на пенале зажимным средством.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что зажимное средство выполнено в виде самозажимного опорного узла, расположенного в нижней части пенала, и прижимного упора в верхней части пенала, а пенал дополнительно снабжен воронкой с расположенным вдоль ее продольной оси цанговым захватом, при этом прижимной упор и воронка выполнены взаимосменными, а цанговый захват установлен с возможностью перемещения вдоль оси воронки.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что нижняя часть пенала выполнена в виде трубы, на верхнем торце которой размещен фланец с расположенными по его периметру фигурными вырезами, а верхняя часть пенала выполнена в виде патрубка и жестко связанных с ним направляющих стержней, проходящих через фигурные вырезы фланца, причем ниже фланца направляющие стержни размещены в диске, охватывающем трубу.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что самозажимной опорный узел выполнен в виде двух неуравновешенных рычагов, снабженных базовыми поверхностями и выступами, взаимодействующими с нижним наконечником топливной сборки.

6. Устройство по пп.3 и 4, отличающееся тем, что прижимной упор установлен с возможностью перемещения вдоль продольной оси патрубка верхней части пенала и снабжен средством фиксации в патрубке и радиально расположенными выступами, взаимосвязанными с ответственными пазами патрубка.

7. Устройство по пп.3 и 5, отличающееся тем, что самозажимной опорный узел расположен на съемном стакане, соединенном с трубой нижней части пенала с помощью быстроразъемного соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15