Способ перегрузки тепловыделяющей сборки и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области обращения с ядерным топливом, в частности технологии загрузки и выгрузки тепловыделяющей сборки (ТВС) разгрузочно-загрузочной машиной (РЗМ). Способ перегрузки тепловыделяющей сборки включает выгрузку тепловыделяющей сборки из реакторной установки в пенал с помощью РЗМ и ее перемещение в бассейн выдержки кассет к месту беспенального хранения или перемещение тепловыделяющей сборки от места беспенального хранения бассейна выдержки кассет в пенал и дальнейшую ее загрузку в реакторною установку, при этом пенал вертикально погружают в воду бассейна выдержки кассет на глубину, по крайней мере, равную высоте тепловыделяющей сборки, неподвижно закрепляют его в бассейне выдержки кассет, а перемещение тепловыделяющей сборки из пенала в бассейн или из бассейна в пенал осуществляют через продольный разрез в пенале под водой бассейна выдержки кассет. Изобретение позволяет увеличить скорость перегрузки ТВС из реактора в БВК и обратно. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Группа изобретений относится к области обращения с ядерным топливом (ЯТ), в частности, технологии загрузки и выгрузки тепловыделяющей сборки (ТВС) разгрузочно-загрузочной машиной (РЗМ) и перевода на беспенальное хранение ЯТ в бассейне выдержки кассет (БВК) в период проведения ремонтов энергоблоков, в том числе, с реакторами типа РБМК-1000.

Из описания к патенту РФ на изобретение №2067326 (от 27.09.1996, МПК G21C 19/32, G21C 19/33, G21C 19/02) известен способ перегрузки ЯТ, выбранный в качестве наиболее близкого аналога заявляемого способа перегрузки тепловыделяющей сборки, при котором осуществляют выгрузку тепловыделяющей сборки из реакторной установки в пенал с помощью разгрузочно-загрузочной машины, затем ее перемещают в бассейн выдержки кассет к месту хранения, при этом пенал с ТВС поднимают до выхода данной части пенала из полого корпуса в виде стакана.

Количество указанных операций, осуществляемых с ТВС, приводит к значительным временным затратам на их перегрузку, что увеличивает дозу облучения персонала. При этом часть указанных операций связана с подниманием ТВС в пенале над полым корпусом герметизирующего устройства для его свободного выхода из него, что также увеличивает временные затраты на перегрузку.

Кроме того, в указанном изобретении используется пенальное хранение ТВС, где ТВС контактируют с водой посредством отверстий в пенале, а пенал осуществляет функции крепежа ТВС в БВК, в дальнейшем контакт персонала с облученными пеналами увеличивает дозу облучения, при этом, использование пеналов приводит к дополнительным затратам, связанным с их изготовлением, использованием и утилизацией.

Из того же источника (патент РФ на изобретение №2067326 от 27.09.1996, МПК G21C 19/32, G21C 19/33, G21C 19/02) известно устройство для перегрузки ТВС, включающее цилиндрический корпус с рабочей емкостью и головку с направляющими и посадочными элементами.

Однако полый цилиндрический корпус известного устройства предполагает поднятие ТВС на полную высоту корпуса, что увеличивает время перегрузки, а, следовательно, время облучения персонала.

Задачей, решаемой предлагаемой группой изобретений, является снижение дозы облучения персонала с одновременным увеличением скорости перегрузки за счет изменения способа перегрузки ТВС из реактора в БВК и обратно и изменения конструкции пенала.

Технический результат, достигаемый заявляемыми способом перегрузки тепловыделяющей сборки и устройством для его осуществления, заключается в увеличении скорости перегрузки ТВС из реактора в БВК и обратно за счет исключения необходимости поднятия ТВС на всю высоту пенала при выгрузке или загрузке ТВС, что приводит к снижению дозы облучения персонала.

Указанный технический результат, касающийся способа, достигается за счет того, что способ перегрузки тепловыделяющей сборки включает выгрузку тепловыделяющей сборки из реакторной установки в пенал с помощью разгрузочно-загрузочной машины и ее перемещение в бассейн выдержки кассет к месту хранения или перемещение тепловыделяющей сборки от места хранения бассейна выдержки кассет в пенал и дальнейшую ее загрузку в реакторного установку, при этом пенал вертикально погружают в воду бассейна выдержки кассет на глубину, по крайней мере, равную высоте тепловыделяющей сборки, неподвижно закрепляют его в бассейне выдержки кассет, а перемещение тепловыделяющей сборки из пенала в бассейн или из бассейна в пенал осуществляют через продольный разрез в пенале под водой бассейна выдержки кассет.

При этом перемещение тепловыделяющей сборки из пенала в бассейн выдержки кассет или из бассейна в пенал может быть осуществлено с помощью мостового крана.

Указанный технический результат, касающийся устройства, достигается за счет того, что пенал для перегрузки тепловыделяющей сборки, включающий цилиндрический корпус с рабочей емкостью и головку с направляющими и посадочными элементами, выполнен с продольным разрезом, обеспечивающим возможность перемещения внутрь пенала или из него тепловыделяющей сборки.

Преимущественно для установки тепловыделяющей сборки корпус снабжается заводными направляющими, выполненными вдоль краев продольного разреза корпуса.

Кроме того, корпус может быть снабжен утяжелителем, установленным в его нижней части.

Также на корпусе со стороны, противоположной продольному разрезу, может быть выполнен упор, а головка может быть выполнена с фланцем для установки и фиксации пенала в бассейне выдержки кассет.

Изменение способа перегрузки ТВС, в котором перегрузку ТВС осуществляют за меньшее время за счет уменьшения высоты подъема ТВС (т.е. исключении необходимости поднятия ТВС на всю высоту пенала для извлечения ее из пенала) по сравнению с ближайшим аналогом, а также изменение конструкции самого пенала для возможности осуществления указанных действий, приводит к достижению указанного технического результата.

Заявляемая группа изобретений проиллюстрирована графическим материалом, где на фигуре показан пенал для перегрузки ТВС.

Пенал для перегрузки ТВС включает цилиндрический корпус 1 с рабочей емкостью и головку 2 с направляющими 3 и посадочными 4 элементами. Головка 2 представляет собой цилиндрическую конструкцию. Направляющий элемент 3 выполнен в виде конуса, а посадочный элемент 4 выполнен в виде уступа, на который опирается загружаемая (выгружаемая) в пенал ТВС. Верхняя наружная часть головки 2 диаметром 145 мм является элементом для соединения с РЗМ. Головка 2 имеет посадочный конус, при помощи которого ТВС устанавливается в загрузочное гнездо.

Для ускорения процесса перегрузки ТВС пенал выполнен с продольным разрезом 5, обеспечивающим возможность перемещения внутрь пенала или из него ТВС.

Для установки ТВС корпус 1 снабжен заводными направляющими 6, выполненными вдоль краев продольного разреза 5 корпуса 1.

Корпус 1 снабжен утяжелителем 7, установленным в его нижней части. На корпусе 1 со стороны, противоположной продольному разрезу 5, выполнен упор 8, предотвращающий отклонение пенала от вертикального положения при взаимодействии со стеной БВК (на фигуре не показано). Головка 2 выполнена с фланцем 9 для установки и фиксации пенала в БВК и предохранения от случайного подъема пенала из загрузочного гнезда.

Способ перегрузки тепловыделяющей сборки включает выгрузку ТВС из реакторной установки в пенал с помощью РЗМ, перемещение ТВС в БВК к месту хранения или перемещение ТВС от места хранения в БВК в пенал и дальнейшую ее загрузку в реакторною установку, при этом пенал вертикально погружают в воду БВК на глубину, по крайней мере, равную высоте ТВС, неподвижно закрепляют его в БВК, а перемещение ТВС из пенала в бассейн или из бассейна в пенал осуществляют через продольный разрез 5 в пенале под водой БВК.

При этом перемещение тепловыделяющей сборки из пенала в БВК может быть осуществлено с помощью мостового крана.

Таким образом, работа устройства и способ перегрузки тепловыделяющей сборки осуществляется следующим образом. ТВС из реакторной установки с помощью РЗМ выгружается в пенал, затем мостовым краном с помощью штатного захвата приподнимается на высоту 100 мм и через продольный разрез 5 пенала под уровнем воды переводится в щелевое перекрытие БВК.

Процедура перегрузки ТВС от места хранения в машину РЗМ для последующей загрузки в реакторную установку производится в обратной последовательности.

Заявленная группа изобретений обеспечивает возможность сокращения времени перевода ТВС из активной зоны реакторной установки в БВК и обратно и позволяет отказаться от использования штатного пенала, что в совокупности приводит к снижению дозовых нагрузок на персонал и к существенному сокращению сроков выполнения операций по перегрузке в период ремонта.

1. Способ перегрузки тепловыделяющей сборки, включающий выгрузку тепловыделяющей сборки из реакторной установки в пенал с помощью разгрузочно-загрузочной машины и ее перемещение в бассейн выдержки кассет к месту хранения или перемещение тепловыделяющей сборки от места хранения бассейна выдержки кассет в пенал и дальнейшую ее загрузку в реакторною установку, отличающийся тем, что пенал вертикально погружают в воду бассейна выдержки кассет на глубину, по крайней мере, равную высоте тепловыделяющей сборки, неподвижно закрепляют его в бассейне выдержки кассет, а перемещение тепловыделяющей сборки из пенала в бассейн к месту хранения или из бассейна от места хранения в пенал осуществляют через продольный разрез в пенале под водой бассейна выдержки.

2. Способ перегрузки тепловыделяющей сборки по п. 1, отличающийся тем, что перемещение тепловыделяющей сборки из пенала в бассейн или из бассейна в пенал осуществляют с помощью мостового крана.

3. Пенал для перегрузки тепловыделяющей сборки, включающий цилиндрический корпус с рабочей емкостью и головку с направляющими и посадочными элементами, отличающийся тем, что пенал выполнен с продольным разрезом, обеспечивающим возможность перемещения внутрь пенала или из него тепловыделяющей сборки.

4. Пенал для перегрузки тепловыделяющей сборки по п. 3, отличающийся тем, что для установки тепловыделяющей сборки корпус снабжен заводными направляющими, выполненными вдоль краев продольного разреза корпуса.

5. Пенал для перегрузки тепловыделяющей сборки по п. 3, отличающийся тем, что корпус снабжен утяжелителем, установленным в его нижней части.

6. Пенал для перегрузки тепловыделяющей сборки по п. 3, отличающийся тем, что на корпусе со стороны, противоположной продольному разрезу, выполнен упор.

7. Пенал для перегрузки тепловыделяющей сборки по п. 3, отличающийся тем, что головка выполнена с фланцем для установки и фиксации пенала в бассейне выдержки кассет.