СПОСОБ РАЗДЕЛКИ НА ФРАГМЕНТЫ ДЛИННОМЕРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF CUTTING INTO FRAGMENTS OF LONG ELEMENTS OF NUCLEAR REACTOR AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области ядерных технологий, в частности, к утилизации отработанных длинномерных элементов ядерного реактора, и может быть использовано на атомных станциях или спецкомбинатах.
При выводе из эксплуатации атомных энергетических установок возникает необходимость разделки на фрагменты технологического оборудования ядерного реактора, в том числе длинномерных элементов, находящихся в отсеках шахт внутрикорпусного устройства, бассейнах выдержки водо-водяных энергетических реакторов.
Разделка на фрагменты длинномерных элементов осуществляется механическими способами, например пилами, дисковыми фрезами, токарными резцами и т.д., либо термическими, например газовой резкой, плазменной, электроискровой и т.д. Разработаны устройства, с помощью которых выполняются указанные способы фрагментации.
Известен способ разделки двухпучковой топливной сборки ядерного реактора и устройство разделки для его осуществления по патенту РФ №2080665, МПК G21C 19/00, G21F 7/00. Данный способ включает установку и фиксацию топливной сборки в складываемом пенале, размещенном в чехле, установленном в емкости, заполненной водой на глубине, обеспечивающей биологическую защиту. Данный способ предусматривает разделку отработавшей сборки с целью обеспечения компактного хранения в хранилище отработанного ядерного топлива.
Недостатком данного способа является трудоемкость и длительность подготовки оборудования и проведения работ.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является изобретение «Способ разделки длинномерных элементов ядерного реактора» по патенту РФ №2125308, МПК G21C 19/36. Способ заключается в разделке отработанных длинномерных элементов ядерного реактора (реакторных каналов, стержней управления и защиты, термопар ионизационных камер, датчиков контроля энерговыделения и т.п.) путем поперечной резки этих элементов. Длинномерные элементы размещают внутри контейнера, в качестве которого используют центральную часть отработанного реакторного канала, и производят их совместную резку.
Недостатком ближайшего аналога является трудоемкость и длительность разделки длинномерных элементов.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является расширение функциональности.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в сокращении трудоемкости и сроков проведения работ по разделке длинномерных элементов, а также в минимизации дозовых нагрузок на обслуживающий персонал.
Указанный технический результат, касающийся способа, достигается за счет того, что в способе разделки на фрагменты длинномерных элементов ядерного реактора, включающем размещение длинномерных элементов внутри контейнера и их последующую резку, предложено длинномерный элемент опускать в контейнер на всю его высоту, осуществлять резку длинномерного элемента на уровне верхнего края контейнера с отделением от него фрагмента, равного высоте контейнера, после чего вновь опускать оставшуюся после резки верхнюю часть длинномерного элемента внутрь контейнера на всю его высоту и повторять резку длинномерного элемента на фрагменты до полной его разделки.
Также предложено разделку длинномерных элементов осуществлять до полного заполнения контейнера, а затем контейнер, после его заполнения фрагментами длинномерных элементов, перемещать к месту хранения. Кроме того предложено разделку длинномерных элементов осуществлять с дистанционным управлением в технологической емкости под водой, контейнер выполнять перфорированным. Дистанционное управление разделкой длинномерных элементов в технологической емкости предлагается осуществлять с использованием видеонаблюдения и искусственного освещения.
Указанный технический результат, касающийся устройства, достигается за счет того, что устройство для разделки на фрагменты длинномерных элементов ядерного реактора, включающее расположенные в технологической емкости фиксатор, установленный в нем контейнер и оборудование для перемещения и резки длинномерных элементов ядерного реактора, предложено дополнительно снабдить устройствами видеонаблюдения, расположенными в технологической емкости, фиксатор контейнера выполнить в виде установленной на дно технологической емкости неподвижной штанги с держателем контейнера, оборудование для резки длинномерного элемента выполнить в виде дистанционно управляемого гидравлического резака, установленного с возможностью перемещения на неподвижной штанге над держателем контейнера, а оборудование для перемещения длинномерного элемента выполнить в виде закрепленного на подвижной штанге дистанционно управляемого устройства захвата с зажимными губками.
Также предложено держатель контейнера выполнить в виде кольца, устройство захвата снабдить приводом, обеспечивающим вращение зажимных губок. Кроме того предложено систему видеонаблюдения снабдить видеокамерой общего обзора и видеокамерой, закрепленной на устройстве захвата, и видеокамерой или жестким линзовым радиационно-стойким эндоскопом, закрепленным на неподвижной штанге. В технологической емкости предлагается разместить лампу-фару, а контейнер выполнить с перфорированным дном и/или стенками.
Изменение способа разделки длинномерных элементов, в котором разделку осуществляют в один и тот же контейнер до его заполнения, причем все операции осуществляют под водой, приводит к достижению указанного технического результата.
Заявляемая группа изобретений проиллюстрирована графическим материалом, где на фиг. 1 показано устройство для разделки на фрагменты длинномерных элементов ядерного реактора.
Устройство для разделки на фрагменты длинномерных элементов ядерного реактора включает фиксатор контейнера 1, выполненный в виде установленной на дно заполненной водой технологической емкости 2 неподвижной штанги 3 с держателем 4 контейнера 1, установленный в держатель 4 контейнер 1, и оборудование для перемещения и резки длинномерных элементов 5. Оборудование для перемещения длинномерных элементов 5 состоит из закрепленного на подвижной штанге 6 дистанционно управляемого устройства 7 захвата с зажимными губками 8, а оборудование для резки длинномерных элементов 5 состоит из дистанционно управляемого гидравлического резака 9, установленного с возможностью перемещения на неподвижной штанге 3 над держателем 4 контейнера 1. Держатель 4 контейнера 1 на фиг. 1 выполнен в виде кольца. Устройство 7 захвата снабжено приводом 10, обеспечивающим вращение зажимных губок 8. Также устройство для разделки на фрагменты длинномерных элементов 5 включает в себя лампу-фару 11, видеокамеру 12 общего обзора и видеокамеру 13, закрепленную на устройстве 7 захвата. На фиг. 1 также представлен вариант с закрепленным на неподвижной штанге 3 жестким линзовым радиационно-стойким эндоскопом 14.
Таким образом, работа устройства и способ разделки на фрагменты длинномерных элементов ядерного реактора осуществляется следующим образом.
Контейнер 1 для размещения длинномерных элементов 5 устанавливают в держатель 4 на неподвижной штанге 3. С помощью устройства 7 захвата с зажимными губками 8 производят захват длинномерного элемента 5 в технологической емкости 2, осуществляя наблюдение с помощью видеокамеры
13. Затем длинномерный элемент 5 с помощью устройства 7 захвата опускают в контейнер 1 на всю высоту контейнера 1, производят перехват длинномерного элемента 5 на уровне верхнего края контейнера 1, приподнимают и позиционируют его таким образом, чтобы гидравлический резак 9 находился непосредственно под зажимными губками 8, причем позиционирование осуществляют с помощью жесткого линзового радиационно-стойкого эндоскопа 14, закрепленного на неподвижной штанге 3. После чего осуществляют резку длинномерного элемента 5 с отделением от него фрагмента и вновь повторяют операции по установке оставшейся верхней части длинномерного элемента 5 в контейнер 1, перехвату и резке до полной разделки длинномерного элемента 5. Затем с помощью устройства 7 захвата производят захват в технологической емкости 2 следующего длинномерного элемента 5 и производят разделку до тех пор, пока контейнер 1 не будет заполнен. Все операции производят в заполненной водой технологической емкости 2 с осуществлением видеонаблюдения с помощью видеокамеры 12 общего обзора и дополнительного освещения с помощью лампы-фары 11. Для слива воды используют перфорированный контейнер 1. После заполнения фрагментами длинномерных элементов 5 контейнер 1 перемещают к месту хранения.
Заявленная группа изобретений обеспечивает снижение трудоемкости, сроков проведения работ и минимизацию дозовых нагрузок на обслуживающий персонал при разделке длинномерных радиоактивных элементов ядерного реактора.