МОДУЛЬ МОБИЛЬНЫЙ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ИЗ ХРАНИЛИЩА
MOBILE MODULE FOR EXTRACTING SOLID RADIOACTIVE WASTES FROM STORAGE FACILITIES

Изобретение относится к технике по обращению с радиоактивными отходами и может быть использовано при извлечении твердых радиоактивных отходов (ТРО) из хранилищ, их сортировки и транспортировки для дальнейшей переработки.
Известно техническое решение, описанное в патенте RU 2172988 С1, МПК G21C 19/26, G21C 19/37, опубл. 2001.08.27, для разделки дефектных технологических каналов на фрагменты, извлеченных из уран-графитовых атомных реакторов. Установка содержит вертикальный трубный тракт, сопряженный с вертикально-подвижным телескопом, устройство рубки каналов на фрагменты, механизм снятия графитовых втулок, устройство снятия защитного чехла и поворотный круг с контейнерами для отходов.
Прототипом, являющимся наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков, служит техническое решение, описанное в патенте RU 2012081 С1, МПК G21F 9/36, опубл. 30.04.1994 г. Автоматизированная поточная линия для упаковки радиоактивных отходов содержит размещенные в кессоне в технологической последовательности устройства и механизмы для работы с радиоактивными отходами.
Известные технические решения не могут быть использованы, так как по своей конструкции и имеющемуся в наличии оборудованию не приспособлены для установки на хранилище или грунт, извлечения из него ТРО, отделение от воды, сортирование и транспортирования ТРО для дальнейшей переработки.
Предлагаемым изобретением решается задача создания модуля мобильного для извлечения ТРО из хранилища, при равномерном распределении нагрузки от веса модуля на перекрытие хранилища, с последующей их сортировкой и транспортировкой из модуля для дальнейшей переработки при соблюдении требований радиционной безопасности.
Для достижения указанного технического результата в модуле мобильном для извлечения твердых радиоактивных отходов из хранилища, содержащем кессон и размещенное внутри него в технологической последовательности оборудование для работы с радиоактивными отходами согласно изобретению, кессон на подпружиненных относительно корпусов колесах установлен на рельсовом пути в смонтированных на плитах перекрытия хранилищах опорах, обеспечивающих равномерное распределение на них нагрузок, с возможностью перемещения по нему вдоль хранилища, а оборудование для работы с радиоактивными отходами включает в себя грузовую тележку, расположенную с возможностью возвратно - поступательного движения из кессона в транспортный шлюз, и предназначенную для установки на нее контейнеров для радиоактивных отходов, сортировочный стол, размещенный над контейнерами, снабженный люками с направляющими желобами, причем верхняя поверхность его наклонена с образованием угла α в сторону открытого проема хранилища для обеспечения слива воды, при этом помещения кессона и открытого хранилища, служащие для проведения работ с радиоактивными отходами, изолированы и защищены от обслуживающего персонала и окружающей среды герметичной оболочкой.
Благодаря наличию этих признаков появилась возможность осуществлять извлечение ТРО из хранилищ, при равномерном распределении нагрузок на перекрытие хранилища, сортировать ТРО, транспортировать рассортированные ТРО в соответствующих контейнерах из модуля мобильного на дальнейшую переработку.
Установка кессона на подпружиненных относительно корпусов колесах на рельсовом пути в опорах дает возможность распределить нагрузку от веса модуля на все колеса равномерно. Равномерная передача нагрузки на все колеса с последующей передачей ее на все опоры позволяет создать нагрузки на плиты перекрытия хранилища, не превышающие допустимых величин.
Наличие рельсового пути позволяет модулю перемещать кессон вдоль хранилища.
Наличие грузовой тележки позволяет перемещать грузы внутри кессона и из кессона в транспортный шлюз и обратно.
Наличие контейнеров для ТРО, которые установлены на тележку грузовую, позволяет укладывать в них рассортированные ТРО и транспортировать их из модуля для дальнейшей переработки.
Наличие сортировочного стола с наклоненной поверхностью под углом α в сторону открытого проема хранилища позволяет укладывать ТРО, поднятые из хранилища, сливать воду обратно в хранилище, производить сортировку ТРО по заданным отличительным признакам, например, по уровню радиоактивной загрязненности.
Наличие люков и направляющих желобов позволяет рассортированные ТРО сбрасывать в определенный люк и по направляющему желобу в определенный контейнер.
Наличие герметичной оболочки обеспечивает необходимый уровень безопасности при работе с ТРО и предотвращает выброс мелких частиц ТРО в окружающую среду и в помещение для обслуживающего персонала.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5.
На фиг.1 показан общий вид модуля мобильного для извлечения ТРО из хранилища, установленный на плитах перекрытия хранилища (герметичная оболочка спереди условно не показана).
На фиг.2 показан вид слева модуля - двухчелюстной грейфер над проемом хранилища, водоотвод, контейнеры на грузовой тележке (герметичная оболочка условно не показана).
На фиг.3 показан вид сверху модуля - помещение для обслуживающего персонала, герметичные перчатки и герметичные окна, стол сортировочный с люками, инструментами и приборами (герметичная оболочка условно не показана).
На фиг.4 показаны подпружиненные колеса с рельсовым путем и опорой.
На фиг.5 показаны стол сортировочный с наклонной верхней поверхностью и с направляющими желобами и тележка грузовая с установленными на ней контейнерами.
Модуль мобильный для извлечения твердых радиоактивных отходов 1 (фиг.1 и 2) из хранилища 2 содержит опоры 3 (фиг.1, 3 и 4), выполненные в виде сварной конструкции из листовой стали, к нижней плоскости которых прикреплена прокладка 4 (фиг.4) из эластичного материала. На опоры 3 установлен рельсовый путь 5 (фиг.1, 2 и 4) с регулировочными пластинами 6 (фиг.4) и крепежными элементами 7 (фиг.4). На рельсовый путь 5 установлены колеса 8 (фиг.4) в корпусах 9 (фиг.4), внутри которых установлены пружины 10 (фиг.4) для поджатия колес к корпусу 9. На корпусах 9 установлен кессон 11 (фиг.1-4), снаружи которого закреплена герметичная оболочка 12 (фиг.1-4), плотно соединенная с плитами перекрытия 13 (фиг.1 и 2) хранилища 2. Внутри кессона 11 установлена кран-балка 14 (фиг.1) с трехчелюстным грейфером 15 (фиг.1) и тельфер 16 (фиг.2) с двухчелюстным грейфером 17 (фиг.1 и 2). Модуль сдержит транспортный шлюз 18 (фиг.1 и 3) с дверью 19 (фиг.1 и 3) для прохода обслуживающего персонала, верхним люком 20 (фиг.1) и воротами 21 (фиг.1 и 3) для проезда грузовой тележки 22 (фиг.1 и 5). Внутри кессона 11 и транспортного шлюза 18 установлены рельсы 23 (фиг.1 и 5), по которым перемещается тележка грузовая 22 с прикрепленной к ней переходной тележкой 24 (фиг.1). Для вентиляции внутреннего объема кессона 11 установлен вентилятор 25 (фиг.1), для вентиляции внутреннего объема транспортного шлюза 18 установлен вентилятор 26 (фиг.1). Над контейнерами 27 (фиг.1, 2 и 5), установленными на тележку грузовую 22, закреплен сортировочный стол 28 (фиг.1, 2, 3 и 5) с наклонной верхней поверхностью под углом α (фиг.5). Под люками 29 (фиг.3) сортировочного стола 28 закреплены направляющие желоба 30 (фиг.1, 2 и 5). Над контейнерами 27 вокруг сортировочного стола 28 расположено помещение для обслуживающего персонала 31 (фиг.1 и 3), которое изолировано от внутреннего объема кессона 11 герметичной оболочкой 12. Герметичная оболочка 12 в помещении для обслуживающего персонала 30 снабжена герметичными окнами 32 (фиг.1 и 3) и герметичными перчатками 33 (фиг.1 и 3). На сортировочном столе 28 расположены инструменты с приборами 34 (фиг.3) для сортировки ТРО по заданным отличительным признакам. На торце сортировочного стола 28 установлен водоотвод 35 (фиг.2 и 5), для слива воды с наклонной верхней плоскости сортировочного стола 28 в хранилище 2. Внутри хранилища перемещается самоходный робот-экскаватор 36 (фиг.1). Под проемом, находящимся в полу кессона 11, находится проем 37 (фиг.2) хранилища 2, образованный снятием части плит перекрытия 13 хранилища 2.
Модуль мобильный для извлечения твердых радиоактивных отходов из хранилища работает следующим образом. Опоры 3 (фиг.1, 3, 4) устанавливают на плиты перекрытия 13 хранилища 2 с ТРО. На опоры 3 с помощью регулировочных пластин 6 и крепежных элементов 7 (фиг.4) выставляют рельсовый путь 5 (фиг.1, 2, 4). На рельсовый путь 5 устанавливают колеса 8 с корпусами 9 и пружинами 10 (фиг.4). На корпусы 9 устанавливают и закрепляют кессон 11 (фиг.1, 2, 3). После этого проводят монтаж оборудования внутри кессона 11, затем устанавливают герметичную оболочку 12 (фиг.1, 2, 4) и плотно соединяют ее с плитами перекрытия 13. Под проемом пола кессона 11 поднимают кран-балкой 14 (фиг.1) несколько плит перекрытия 13, образуя проем 37 (фиг.1), через который опускают кран-балкой 14 в хранилище 2 самоходный робот-экскаватор 36 (фиг.1). Самоходный робот-экскаватор 36 измельчает и подает под проем 37 ТРО. Тельфер 16 опускает вниз двухчелюстной грейфер 17 (фиг.2), который захватывает ТРО и транспортирует на сортировочный стол 28 (фиг.1, 2, 3, 5). Благодаря наклонной поверхности сортировочного стола 28 вода, захваченная вместе с ТРО, стекая, попадает в водоотвод 35 (фиг.2, 5) и сливается в хранилище 2. Операторы, находящиеся в помещении 31 для обслуживающего персонала, при помощи герметичных перчаток 33 и инструмента с приборами 34 (фиг.3) производят сортировку ТРО по заданным отличительным признакам, визуально наблюдая через герметичное окно 32 (фиг.1, 3) за процессом сортировки. Затем операторы перемещают рассортированные ТРО в люки 29 и по направляющим желобам 30 (фиг.1, 2, 5) ТРО отправляют в контейнеры 27, находящиеся на тележке грузовой 22 (фиг.1, 5). Каждый ТРО с определенным признаком попадает в назначенный контейнер 27. Если в хранилище 2 встречаются ТРО, превышающие размеры люка 29, так называемые «габаритные» ТРО, тележка грузовая 22 вместе с тележкой переходной 24 перемещается к воротам 21 под трехчелюстной грейфер 15. Кран-балка 14 трехчелюстным грейфером 15 захватывает «габаритный» ТРО и перемещает его на сортировочный стол 28. Операторы определяют, к какому признаку относится «габаритный» ТРО и кран-балкой 14 с навешенным трехчелюстным грейфером 15 перемещают его в заданный контейнер 27. Тележку грузовую 22 с контейнерами 27 перемещают обратно под сортировочный стол 28. После заполнения контейнеров 27 ТРО один из операторов из помещения 31 обслуживающего персонала заходит через дверь 19 в транспортный шлюз 18, предварительно переодевшись в специальную одежду в отведенном для этого помещении, закрывает дверь 19 и открывает ворота 21. Тележка грузовая 22 с контейнерами 27 и тележкой переходной 24 перемещается в транспортный шлюз 18. Оператор отсоединяет тележку переходную 24 от тележки грузовой 22, и тележка переходная 24 возвращается в кессон 11. Оператор закрывает ворота 21 и включает вентилятор 26, и через фильтры вентилирует объем транспортного шлюза 18.
При помощи грузоподъемных механизмов снаружи открывается верхний люк 20, и контейнеры 27 поднимаются с тележки грузовой 22 и перевозятся на место дальнейшей переработки. На тележку грузовую 22 устанавливают пустые контейнеры 27. Закрывают верхний люк 20 и открывают ворота 21. Тележку переходную 24 перемещают к тележке грузовой 22, и оператор соединяет их. Тележку переходную 24 с тележкой грузовой 22 и пустыми контейнерами 27 устанавливают под сортировочный стол 28. Закрывают ворота 21 и включают вентилятор 26. После вентилирования транспортного шлюза 18 оператор, находящийся в транспортном шлюзе, через дверь 19 выходит из него, снимает специальную одежду и возвращается в помещение 31 обслуживающего персонала. Работа по подъему из хранилища и сортировки ТРО продолжается. После того, как самоходный робот-экскаватор 36 очистит территорию в зоне возможного его действия, мобильный модуль перемещают на другое место. Перемещение мобильного модуля происходит в следующей последовательности. Кран-балка 14 закрывает ранее снятыми плитами перекрытия 13 проем 37. Затем включают вентилятор 25 и через фильтры вентилируют внутренний объем кессона 11. После вентиляции кессона 11 герметичную оболочку 12 отсоединяют от плит перекрытия 13 хранилища 2, и кессон 11 по рельсовому пути 5 перемещают на другое место над зоной действия самоходного робота-экскаватора 36. Герметичную оболочку 12 соединяют с плитами перекрытия 13, и кран-балка 14 под проемом в полу кессона 11 поднимает плиты перекрытия 13, образуя проем 37. Подъем и сортировка ТРО продолжается.
Предлагается использование данного мобильного модуля на Ново-Воронежской АЭС при извлечении ТРО из подземных хранилищ.