Устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок



Устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок
Устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок
Устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок

 


Владельцы патента RU 2418329:

Федеральное государственное унитарное предприятие "ГОРНО-ХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" (RU)

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к средствам для обеспечения безопасности при перегрузке отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) реактора ВВЭР 1000 из транспортных чехлов в чехлы хранилища, и предназначено для использования в водонаполненных хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС. Устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок содержит приемный бассейн, установленную над приемным бассейном подвижную платформу с ходовой частью, грузоподъемное устройство, защитный стакан, имеющий открытую со стороны бассейна полость, и захват, установленный в полости защитного стакана. Защитный стакан присоединен к нижней части штанги, установленной на грузоподъемном устройстве. Захват снабжен приводом с возвратно-поступательным движением штока, размещенным в полости защитного стакана. Лапки захвата установлены на подпружиненных поворотных осях и при втянутом положении штока привода образуют по внутреннему диаметру сечение, равное сечению головки отработавшей тепловыделяющей сборки. Изобретение позволяет извлекать ОТВС с искривленными головками, а также упавшие ОТВС со дня бассейна и устанавливать их в чехол хранилища. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к средствам для обеспечения безопасности при перегрузке отработавших тепловыделяющих сборок реактора ВВЭР 1000 из транспортных чехлов в чехлы хранилища и предназначено для использования в водонаполненных хранилищах отработавшего ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС.

Основу ядерно-энергетического парка России составляют реакторы ВВЭР-1000 и РБМК. Для реакторов типа ВВЭР принята концепция замкнутого ядерного топливного цикла. Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) реакторов ВВЭР-1000 будет перерабатываться на заводе РТ-2 после его ввода в эксплуатацию. Согласно «Стратегии развития атомной энергетики в первой половине XXI века» создание завода РТ-2 запланировано на 2020-2025 гг. На площадке РТ-2 действует хранилище для этого топлива, где ОЯТ реакторов ВВЭР 1000 хранится в водонаполненном бассейне, так называемом «мокром» хранилище. Отработавшее ядерное топливо поступает в бассейн в загруженном в защитный контейнер транспортном чехле, из которого в отсеке перегрузки водонаполненного бассейна отработавшие тепловыделяющие сборки (ОТВС) перегружаются в чехлы хранилища, которые из отсека перегрузки устанавливаются на хранение в бассейне хранения ОТВС.

Перегрузка ОТВС из транспортных чехлов в чехлы хранилища в настоящее время осуществляется с помощью известного устройства - штанги типа «П», чертеж К.7050.00.000 разработки ФГУП «Горно-химический комбинат», содержащего штангу, навешиваемую на крюк грузоподъемного устройства, в нижней части которой установлен захват для сцепления штанги с ОТВС, ее подъема из транспортного чехла и перегрузки в чехол хранилища. Захват выполнен в виде цилиндрической втулки с байонетным соединением с зацепляемой ОТВС в виде двух параллельных пазов для захода фиксирующих элементов ОТВС (шпонок или штифтов) и двух смещенных на 45° выборок с канавками для размещения фиксирующих элементов ОТВС. Внутри штанги размещен шток, в нижней части которого установлен упор, а в верхней части шток по резьбе установлен в коническую шестерню конического редуктора с ручным приводом от рукоятки.

Известное устройство работает следующим образом.

Оператором захват штанги размещается над головкой ОТВС, находящейся в транспортном чехле таким образом, чтобы фиксирующие элементы размещались под двумя параллельными пазами на захвате. Затем штанга опускается до размещения фиксирующих элементов в выборке захвата и поворачивается на 45°, при этом фиксирующие элементы на головке ОТВС размещаются над канавкой байонетного соединения захвата. Далее штанга приподнимается, фиксирующие элементы входят в канавку и вращением рукоятки конического редуктора шток опускается до касания упора, установленного на нижней части штока, торцевой поверхности головки ОТВС, фиксируя ОТВС в захвате, после чего ОТВС извлекается из транспортного чехла и перегружается в чехол хранилища.

Работы по перегрузке ОТВС проводятся с подвижной платформы, установленной над заполненным водой отсеком перегрузки.

Опыт эксплуатации показал, что существует вероятность поступления в транспортных чехлах ОТВС с искривленными головками, что вызывает затруднения при наведении и зацеплении ОТВС имеющимися штангами с захватами.

Проведенный анализ безопасности также показал, что при перегрузке ОТВС существует вероятность ее падения на дно бассейна. Зацепление упавшей на дно бассейна ОТВС имеющимися штангами с захватами не возможно.

Наиболее близким устройством к заявляемому устройству по совокупности признаков является устройство для перегрузки отработавших тепловыделяющих сборок, содержащее приемный бассейн, установленную над приемным бассейном подвижную платформу с ходовой частью, грузоподъемное устройство, размещенное на подвижной платформе, захват для отработавшей тепловыделяющей сборки, закрепленный на грузоподъемном устройстве, защитный стакан, закрепленный на подвижной платформе, имеющий открытую со стороны бассейна полость для размещения части отработавшей тепловыделяющей сборки, причем нижняя кромка защитного стакана расположена ниже уровня воды приемного бассейна, а захват установлен в полости защитного стакана с возможностью вертикального перемещения (см. авторское свидетельство СССР №1572304, G21С 19/10).

Недостатком указанного известного устройства является то, что при перегрузке ОТВС известным устройством также существует вероятность ее падения на дно бассейна. Осуществить же поднятие ОТВС, лежащей на дне отсека перегрузки бассейна, и установку ее в чехол хранилища известным устройством не предоставляется возможным.

Кроме того, уровень воды в существующем приемном бассейне (отсеке перегрузки хранилища) позволяет осуществлять перегрузку ОТВС из транспортного чехла в чехол хранилища без наличия на защитном стакане биологической защиты.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в извлечении из транспортных чехлов ОТВС с искривленными головками, а также поднятии упавших ОТВС со дна бассейна и их установки в чехол хранилища.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для перегрузки отработавших тепловыделяющих сборок, содержащем приемный бассейн, установленную над приемным бассейном подвижную платформу с ходовой частью, грузоподъемное устройство, защитный стакан, имеющий открытую со стороны бассейна полость, и захват, установленный в полости защитного стакана, защитный стакан с установленным в его полости захватом присоединен к нижней части штанги, установленной на грузоподъемном устройстве, захват снабжен приводом с возвратно-поступательным движением штока, размещенным в полости защитного стакана, а лапки захвата установлены на подпружиненных поворотных осях и при втянутом положении штока привода образуют по внутреннему диаметру сечение, равное сечению головки отработавшей тепловыделяющей сборки.

Кроме того, защитный стакан выполнен в виде двух плоских параллельных пластин, соединенных перемычками, а захват содержит по два горизонтальных и два вертикальных звена, соединенных шарнирно между собой, причем горизонтальные звенья установлены на подвижной оси, расположенной в пазах на пластинах защитного стакана, вертикальные звенья установлены в полости защитного стакана на неподвижной оси, а лапки захвата установлены в вертикальные звенья на осях, зафиксированных в вертикальных звеньях гайками, причем между гайками и вертикальными звеньями установлены тарельчатые пружины.

Кроме того, в качестве привода захвата используется пневматический цилиндр, соединенный трубками с установленным на верхнем конце штанги ручным пневмораспределителем.

Присоединение защитного стакана с установленным в его полости захватом к нижней части штанги, установленной на грузоподъемном устройстве, снабжение захвата приводом с возвратно-поступательным движением штока, размещенным в полости защитного стакана, позволяют осуществлять сведение и разведение лапок захвата и их фиксацию в сведенном или разведенном положении и тем самым осуществить обхват разведенными лапками захвата головки ОТВС, а затем зацепить головку ОТВС сведением лапок захвата.

Установка лапок захвата на подпружиненных поворотных осях позволяет предварительно осуществить поворот лапок на любой фиксированный угол, соответствующий искривлению головки ОТВС или горизонтальному положению головки упавшей ОТВС, и осуществить наведение разведенных лапок захвата на головку ниже ее фиксирующих элементов (штифтов или шпонок), а после сведения лапок захвата на головке обеспечить при подъеме ОТВС за счет поворота лапок ее переход в вертикальное положение под действием собственного веса ОТВС и тем самым обеспечить извлечение из транспортных чехлов ОТВС с искривленными головками, а также поднятие упавшей ОТВС со дна бассейна и установку в чехол хранилища.

Получение при втянутом положении штока привода на лапках захвата сечения, равного сечению головки отработавшей тепловыделяющей сборки, позволяет осуществить надежное зацепление ОТВС лапками захвата.

Выполнение защитного стакана в виде двух плоских параллельных пластин, соединенных перемычками, а захвата из двух горизонтальных и двух вертикальных звеньев, соединенных шарнирно между собой, установка горизонтальных звеньев на подвижной оси, расположенной в пазах пластин защитного стакана, установка вертикальных звеньев в полости защитного стакана на неподвижной оси, установка лапок захвата в вертикальных звеньях на осях с тарельчатыми пружинами, расположенными между вертикальными звеньями и фиксирующими гайками, позволили обеспечить не только надежное сцепление и расцепление захвата с головкой ОТВС при ее любом положении, но и регулировать нажатием гайки через тарельчатую пружину усилие поворота лапок захвата, позволяющее обеспечить фиксированное положение лапок при наведении на головку ОТВС и сведении лапок, а также последующий поворот лапок при поднятии ОТВС.

Использование в качестве привода захвата пневматического цилиндра, соединенного трубками с установленным на верхнем конце штанги ручным пневмораспределителем, позволяют осуществить дистанционное сведение и разведение лапок захвата и тем самым обеспечить дистанционное зацепление головки ОТВС захватом устройства и отцепление захвата от головки ОТВС после установки ОТВС в чехол хранилища.

Предлагаемое устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2 и 3.

На фиг.1 показано устройство с зацепленной упавшей ОТВС на дне в бассейне, на фиг.2 - устройство с поднимаемой ОТВС, на фиг.3 - нижняя часть устройства со сведенными и разведенными лапками захвата.

Предлагаемое устройство (см. фиг.1) размещается в приемном бассейне 1 (отсеке перегрузки ОТВС) и обслуживается с установленной над приемным бассейном 1 подвижной платформы 2 с ходовой частью. Предлагаемое устройство содержит штангу 3, навешиваемую на крюк грузоподъемного устройства (крана), в нижней части к которой присоединен защитный стакан 4, выполненный из двух плоских параллельных пластин 5, соединенных перемычкой 6. К перемычке 6 прикреплен пневмоцилиндр 7, используемый в качестве привода захвата 8. Для управления пневмоцилиндром 7 в верхней части штанги 3 установлен пневмораспределитель 9, соединенный с ним трубками 10.

Захват 8 (см. фиг.3) содержит два вертикальных звена 11, установленных между пластинами 5 на неподвижной оси 12, и два горизонтальных звена 13, соединенных шарнирно между собой пальцами 14 и подвижной осью 15, установленной в пазах 16 на пластинах 5 и присоединенной вилкой 17 к штоку пневматического цилиндра 7. В нижней части на вертикальных звеньях 11 установлены на осях 18 поворотные лапки 19, которые в сведенном положении образуют сечение, равное сечению головки ОТВС. Оси 18 зафиксированы в вертикальных звеньях 11 гайками 20, причем между гайками 20 и вертикальными звеньями 11 установлены тарельчатые пружины 21.

Предлагаемое устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок работает следующим образом.

Перед опусканием устройства поворотные лапки 19, установленные на осях 21, поворачиваются на требуемый угол в соответствии с положением головки ОТВС в бассейне, гайками 20 регулируется усилие поджатия тарельчатых пружин 21, установленных на осях 18, к вертикальным звеньям 11 захвата 8, таким образом, чтобы при опускании в бассейн 1 и наведении захвата 8 на головку ОТВС лапки 19 не изменяли своего положения, а после зацепления головки ОТВС при поднятии ОТВС под действием ее веса поворачивались относительно вертикальных звеньев 11 захвата 8. Затем устройство опускается с помощью крана на дно приемного бассейна 1 и с помощью подвижной платформы 2 размещается над головкой ОТВС. Пневмораспределителем 9 по одной из трубок 10 подается сжатый воздух на пневматический цилиндр 7, выдвигая его шток с вилкой 17, соединенной шарнирно с подвижной осью 15. Подвижная ось 15, перемещаясь по пазу 16 вниз в пластинах 5 защитного стакана 4, поворачивает два горизонтальных звена 13 и два шарнирно соединенных с ними вертикальных звена 11, вокруг неподвижной оси 12, разводя лапки 19 захвата 8.

Оператор с подвижной платформы подводит штангой 3 разведенные лапки 19 к головке ОТВС, размещая их под фиксирующими элементами ОТВС (шпонками или штифтами), после чего пневмораспределителем 9 по второй трубке 10 подается сжатый воздух в другую полость пневматического цилиндра 7, втягивая его шток с вилкой 17, соединенной шарнирно с подвижной осью 15. Подвижная ось 15, перемещаясь вверх по пазу 16 в пластинах 5, поворачивает два горизонтальных звена 13 захвата 8 и шарнирно соединенные с ними два вертикальных звена 11 вокруг неподвижной оси 12, сводя лапки 19 вокруг головки ОТВС и осуществляя ее зацепление захватом 8. Грузоподъемным устройством осуществляется поднятие ОТВС, при котором лапки 19 под действием веса ОТВС поворачиваются на осях 18 в вертикальных звеньях 11, изменяя свой угол наклона относительно вертикальных звеньев 11. После перевода ОТВС в вертикальное положение она устанавливается в чехол хранилища (на чертежах не показан), пневмораспределителем 9 вновь подается сжатый воздух в пневматический цилиндр 7, выдвигая его шток с вилкой 17, соединенной шарнирно с подвижной осью 15. Подвижная ось 15, перемещаясь по пазу 16 вниз в пластинах 5 защитного стакана 4, поворачивает два горизонтальных звена 13 и два шарнирно соединенных с ними вертикальных звена 11, вокруг неподвижной оси 12, разводя лапки 19, в результате чего захват 8 расцепляется с ОТВС, установленной в чехол хранилища.

1. Устройство для подъема и перемещения отработавших тепловыделяющих сборок, содержащее приемный бассейн, установленную над приемным бассейном подвижную платформу с ходовой частью, грузоподъемное устройство, защитный стакан, имеющий открытую со стороны бассейна полость, и захват, установленный в полости защитного стакана, отличающееся тем, что защитный стакан присоединен к нижней части штанги, установленной на грузоподъемном устройстве, захват снабжен приводом с возвратно-поступательным движением штока, размещенном в полости защитного стакана, а лапки захвата установлены на подпружиненных поворотных осях и при втянутом положении штока привода образуют по внутреннему диаметру сечение, равное сечению головки отработавшей тепловыделяющей сборки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что защитный стакан выполнен в виде двух плоских параллельных пластин, соединенных перемычками, а захват содержит по два горизонтальных и два вертикальных звена, соединенных шарнирно между собой, причем горизонтальные звенья установлены на подвижной оси, расположенной в пазах на пластинах защитного стакана, вертикальные звенья установлены в полости защитного стакана на неподвижной оси, а лапки захвата установлены в вертикальные звенья на осях, зафиксированных в вертикальных звеньях гайками, причем между гайками и вертикальными звеньями установлены тарельчатые пружины.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве привода захвата используется пневматический цилиндр, соединенный трубками с установленным на верхнем конце штанги ручным пневмораспределителем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам выгрузки и загрузки на хранение блоков с отработавшими тепловыделяющими сборками (ОТВС). .

Лебедка // 2401242
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано для перегрузки блока с активной зоной ядерного реактора. .

Изобретение относится к атомной технике, а именно к устройствам для объектов использования атомной энергии, и преимущественно предназначено для выгрузки из реактора выемного блока с активной зоной или без нее, полностью или частично выработавшего ресурс на судах с атомной паропроизводящей установкой с помощью плавучей технической базы и береговой технической базы.

Изобретение относится к атомному машиностроению и может быть использовано для выполнения транспортно-технологических операций со свежими и отработавшими тепловыделяющими сборками (ТВС) в ядерном реакторе.

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих сборок (ТВС) для энергетических ядерных реакторов ВВЭР-1000.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для объектов использования атомной энергии, и может быть применено преимущественно для загрузки "свежего" выемного блока реактора взамен аварийного, неисправного или выработавшего ресурс на судах с атомной паропроизводящей установкой.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к способам и оборудованию, предназначенному для проведения транспортно-технологических операций на атомных станциях (АС) при перегрузке для дожигания облученного топлива в виде тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов типа реактора большой мощности канального (РБМК).

Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано для перегрузки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) транспортных реакторов. .

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к системам контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов канального ядерного реактора, и предназначено для использования при определении негерметичной тепловыделяющей сборки (ТВС) в активной зоне ядерного канального реактора.

Изобретение относится к атомной технике и предназначено для перекрытия и герметизации каналов перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ), в частности может быть применено для извлечения отработанных тепловыделяющих сборок (ОТВС). В шиберном затворе рама подвижная закреплена в пазах массивного подвижного шибера на направляющих штырях с растягивающейся пружиной с возможностью горизонтального и вертикального перемещения относительно шибера, на раме подвижной установлена опора с размещенной на ней подвижной чашей для сбора остатков ЖМТ, между рамой подвижной и чашей установлены пружины, обеспечивающие подвижность чаши в трех плоскостях и обеспечивающие создание усилия поджатия чаши к уплотнительному кольцу, установленному во фланце шиберного затвора, корпус шиберного затвора выполнен со съемной герметизирующей крышкой. Кроме того, фланец с уплотнительным кольцом выполнен съемным. Изобретение обеспечивает сбор остатков ЖМТ, надежную герметизацию, расширение технологических возможностей и биологическую защиту. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к атомной технике, к средствам для установки и извлечения элементов активной зоны, имеющих размеры, не превышающие габариты тепловыделяющих сборок, из ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, в частности с натриевым. Перегрузочный комплекс содержит транспортное устройство, герметичный контейнер с биологической защитой, направляющую переходную трубу и переходный блок. Перемещение элементов активной зоны в герметичный контейнер осуществляется внутри направляющей переходной трубы, герметично установленной на гнездо перегрузки в малой поворотной плите реактора и состыкованной с контейнером через переходный блок, установленный в поворотной плите перекрытия надреакторного помещения. Контейнер оснащен захватом, перемещаемым при помощи несущей и управляющей цепей захвата. Направляющая переходная труба снабжена обсадной трубой для управления захватом и устройством для подъема переходного блока. Технический результат - снижение дозовых нагрузок на персонал. 3 ил.

Изобретение относится к атомной технике, а именно к подъемно-транспортному оборудованию, и может быть использовано для перегрузки радиоактивных изделий в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем как транспортное приспособление для обеспечения перегрузки. Многоуровневая конструкция приспособления для транспортировки блока выемного представляет собой рамную сварную структуру на опорах с элементами закрепления/раскрепления с блоком выемным и захватом перегрузочного скафандра, которая обеспечивает возможность стыковки и зацепления с силовыми и поворотными шпильками блока выемного. Технический результат - расширение технологических возможностей перегрузочного оборудования. 7 ил.

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано при перегрузке изделий из реактора на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. Канал направляющий состоит из канала, плиты установочной и блока приводов. Канал представляет собой трубу с опорным фланцем, на нижней поверхности которого имеются элементы для ориентации канала при установке на плиту установочную. Верхняя поверхность плиты установочной служит опорой при установке скафандра перегрузочного и также снабжена ориентирующими элементами и уплотняющим элементом для обеспечения герметичности стыка канал-скафандр. Внутри канала имеется ряд вертикально расположенных роликов ориентирующих, предназначенных для перемещения по ним захвата скафандра перегрузочного. В блоке приводов объединены привод управления поворотными шпильками блока выемного и привод управления подхватами приспособления для транспортировки блока выемного. Технический результат - обеспечение при перегрузке необходимой защитной среды, исключение возможности механической деформации перегружаемых изделий. 3 ил.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано преимущественно для перегрузки части выемной главного циркуляционного насоса в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем. Захват представляет собой корпус, в котором на поворотных осях установлены три рычага, взаимодействующие с переходником, который закреплен на части выемной ГЦН. На рычагах захвата смонтированы ролики, взаимодействующие с поворотным копиром, который обеспечивает открывание и закрывание захвата при взаимодействии с приводом управления захвата. Корпус захвата удерживается крестовиной, которая установлена на тележке, закрепленной на цепи привода перемещения захвата. Крестовина снабжена попарно установленными роликами, взаимодействующими с направляющими, установленными внутри контейнера. На нижнем торце захвата выполнено отверстие для сохранения ориентации части выемной ГЦН при перемещении. Достигается расширение технологических возможностей захватного устройства, улучшение радиационной и ядерной безопасности, повышение надежности работы при воздействии высоких температур и обеспечение осевого и углового позиционирования части выемной ГЦН в процессе перегрузки. 3 ил.

Лебедка // 2584412
Изобретение относится к устройствам перемещения изделий и может быть использовано для извлечения посторонних предметов из ядерного реактора. Лебедка содержит вращающийся от привода барабан. На поверхности барабана расположены две винтовые канавки, на которые уложены канаты, одним концом заделанные в этот барабан. Далее канаты пропущены через систему блоков, установленных на перемещаемом изделии. Далее канаты возвращаются в корпус лебедки, проходят каждый через свой блок, связанный с датчиком давления, и заделываются на уравновешивающем коромысле. Достигается повышение надежности устройства. 6 ил.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано преимущественно для перегрузки в ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем. Грузозахватное устройство для ТВС и изделий активной зоны содержит захват и каретку с возможностью перемещения в направляющей трубе разгрузочно-загрузочной машины. Захват состоит из несущей трубы с коническим упором и цанги с подвижным упором, установленных в каретке на упорных подшипниках. Для возможности управления захватом используется каретка и «толкающие» (управляющая и несущие) цепи. Технический результат заключается в упрощении конструкции захватного устройства, используемого при перегрузке в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем, и, соответственно, в уменьшении его габаритов и повышении надежности работы. Изобретение обеспечивает расширение эксплуатационных возможностей грузозахватного устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх