УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОГО МЕСТА В НАХОДЯЩЕЙСЯ ПОД ВОДОЙ ЗОНЕ СТЕНКИ ЕМКОСТИ ИЛИ РЕЗЕРВУАРА
APPARATUS AND METHOD FOR REPAIRING DAMAGED AREA UNDERWATER WALL REGION OF CONTAINER OR RESERVOIR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для восстановления поврежденного места в находящейся под водой зоне стенки емкости или резервуара, в частности в зоне стенки резервуара установки ядерного реактора, известному, например, в DE 102008014544 A1. Кроме того, изобретение относится к способу восстановления такого поврежденного места.
Уровень техники
Поверхности стенок (боковые стенки и поверхность днища) заполненного водой резервуара установки ядерного реактора, к примеру шахта реактора или резервуар для размещения топливных элементов, снабжены облицовкой из сваренных друг с другом стальных пластин. Сварные швы, которыми стальные пластины сварены друг с другом или с нижней конструкцией, вследствие неизбежно возникающих при сварке механических напряжений, подвержены обусловленному наличием хлора коррозионному растрескиванию, так что со временем могут образоваться трещины. Для предотвращения выхода воды из резервуара через такие трещины в бетонную стену, эти трещины должны быть герметизированы. Чтобы в процессе такого восстановления гарантировать достаточную защиту обслуживающего персонала от радиоактивного излучения, в частности, в загруженных топливными элементами резервуарах для размещения топливных элементов вода может не спускаться, так что восстановление должно производиться под водой. В таком резервуаре для размещения топливных элементов, в частности, боковые зоны стенок, однако, труднодоступны, так как между находящимся в резервуаре для размещения топливных элементов корпусом для размещения топливных элементов и боковыми стенками имеется лишь небольшой зазор.
Из DE 10026649 известно о возможности заделки таких трещин посредством нанесения клеящего вещества или посредством наклеивания восстановительных накладок. Для этого восстановительная накладка устанавливалась на стену либо вручную водолазом, либо при помощи обслуживаемой с кромки резервуара системы тяг и рычагов. Однако восстановление труднодоступных, находящихся на большой глубине под зеркалом воды поврежденных мест таким образом невозможно.
Чтобы иметь возможность осуществить ремонт также и труднодоступных мест, в DE 102008014544 A1 предлагается расположить вдоль боковой стенки на расстоянии от нее направляющую систему, которая фиксируется на боковой стенке при помощи вакуумных присосок, и которая служит для проведения выполненного с возможностью перемещения в продольном направлении направляющей системы суппорта. На суппорте располагается установленный с возможностью смещения приемный элемент для выполненной с возможностью установки на имеющую поврежденное место зону стенки клеящей поверхностью восстановительной накладки. Суппорт данного известного устройства под действием собственной силы тяжести перемещается в конечное положение, в котором направляющая система с особенно большим удерживающим усилием посредством большого количества вакуумных присосок фиксируется на боковой стенке, для обеспечения возможности перехвата возникающих при прижиме восстановительной накладки сил реакции. При использовании известного устройства возможно достичь боковых зон стенки, а также граничащих с боковыми зонами стенки кромочных зон поверхности днища, доступ к которым, за счет находящихся внутри резервуара конструктивных элементов, к примеру, корпуса резервуара для размещения топливных элементов, возможен только через узкий зазор.
Ввиду относительно долгого времени отверждения используемого клеящего вещества, которое отверждается, как минимум, 12 часов, при использовании известных устройств восстановление многочисленных поврежденных мест, которые могут проходить по всей длине вертикально расположенного сварного шва, связано с большими временными затратами.
Раскрытие изобретения
В изобретении поставлена задача создать устройство для восстановления поврежденного места в находящейся под водой зоне стенки емкости или резервуара, в частности в зоне стенки резервуара установки ядерного реактора, при использовании которого возможно восстановление большого количества труднодоступных поврежденных мест или обширных, больших по площади, поврежденных мест с незначительными временными затратами. Кроме того, в изобретении поставлена задача создания способа, посредством которого вертикально проходящие сварные швы могут быть быстро восстановлены на большом участке длины.
Первая задача решается в устройстве признаками пункта 1 формулы изобретения. В соответствии с этими признаками устройство включает в себя выполненную с возможностью установки вдоль боковой стенки на расстоянии от нее и с возможностью фиксации на ней направляющую систему, по меньшей мере, с одним проводимым по ней и выполненным с возможностью перемещения в продольном направлении направляющей системы первым суппортом, на котором располагается установленный с возможностью перемещения перпендикулярно данному продольному направлению приемный элемент для выполненной с возможностью наложения на имеющую место повреждения зону стенки клеящей поверхностью восстановительной накладки, причем на первом суппорте располагается, по меньшей мере, один выполненный с возможностью установки на боковую стенку и подсоединенный к всасывающему трубопроводу присос.
За счет использования выполненного с возможностью установки на рельсы зафиксированной на боковой стенке направляющей системы и выполненного с возможностью перемещения в продольном направлении направляющей системы суппорта для транспортировки восстановительной накладки для поврежденного места, возможно доставить за короткое время снабженную вязким текучим клеящим веществом восстановительную накладку в соответствующее рабочее положение, так как она предварительно устанавливается посредством установки направляющей системы. Иными словами: установка и позиционирование направляющей системы может быть осуществлено с высокой точностью и быстро, так как снабженная клеящим веществом восстановительная накладка подается на поврежденное место только тогда, когда направляющая система установлена.
Так как первый суппорт сам снабжен, по меньшей мере, одним присосом, то возникающее при наложении восстановительной накладки на боковую стенку противодействующее усилие всегда может быть воспринято непосредственно на месте расположения суппорта, так что при прижиме восстановительной накладки на направляющую систему не будут воздействовать практически никакие ориентированные перпендикулярно ее продольному направлению и направленные от боковой стенки усилия. Таким образом, первый суппорт может удерживаться в различных положениях направляющей системы и фиксироваться на боковой стенке, без необходимости использования в этих положениях особых дополнительны мер для надежной фиксации направляющей системы на стенке, которые являются необходимыми для известного устройства из DE 102008014544 А1. Благодаря этому, может быть осуществлено последовательное восстановление большого количества поврежденных мест, расположенных напротив фиксированной в продольном направлении в различных положениях направляющей системы, без необходимости повторного позиционирования направляющей системы.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство включает в себя, по меньшей мере, два первых суппорта и, по меньшей мере, один второй выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющей системы суппорт, который служит лишь в качестве устройства для поддержания заданного расстояния между соседними первыми суппортами.
Если, кроме того, обусловленное наличием второго суппорта расстояние между восстановительными накладками приблизительно соответствует протяженности восстановительной накладки в продольном направлении или лишь немного больше нее, то в ходе второго рабочего этапа за счет использования тех же самых первых и вторых суппортов могут быть закрыты имеющиеся между отдельными восстановительными накладками неперекрытые зазоры.
Если первый и второй суппорты функционируют без использования моторного привода и выполнены с возможностью перемещения лишь под действием силы тяжести, то конструкция устройства существенно упрощается.
Монтаж направляющей системы непосредственно на месте упрощается, если она состоит из участков, соединенных друг с другом разъемным образом.
Особо простой вариант закрепления направляющей системы на боковой стенке возможен тогда, когда на ней располагаются присоединенные к всасывающему трубопроводу присосы.
Вторая задача решается в способе признаками пункта 7 формулы изобретения, в соответствии с которыми в первом рабочем цикле на рельсы направляющей системы попеременно устанавливается большое количество укомплектованных восстановительными накладками первых суппортов и вторых суппортов, и восстановительные накладки наклеиваются, и при котором во втором рабочем цикле укомплектованные восстановительными накладками первые и вторые суппорты устанавливаются на рельсы направляющей системы в обратном порядке. Таким образом, лишь за два рабочих цикла сварной шов может быть полностью герметизирован на большой длине.
Для дальнейшего пояснения изобретения ссылаются на примеры осуществления, представленные на чертежах, на которых показано:
фиг.1 - расположенная на боковой стенке резервуара для размещения топливных элементов направляющая система устройства в соответствии с изобретением, на схематичном виде сбоку;
фиг.2 - вид сверху в перспективе предусмотренной для использования в угловой зоне направляющей системы с большим количеством установленных на ее рельсы, соответственно, захватывающих восстановительную накладку, первых суппортов, также в схематичном изображении;
фиг.3 - увеличенное изображение фрагмента представленной на фиг.2 направляющей системы;
фиг.4 и 5 - соответственно, перспективное изображение первого или второго суппорта;
фиг.6 - вид сверху в перспективе предусмотренной для использования в плоской зоне стенки направляющей системы с большим количеством установленных на ее рельсы, соответственно, захватывающих восстановительную накладку, первых суппортов, также в схематичном изображении;
фиг.7 и 8 - соответственно, перспективное изображение первого суппорта для восстановления вертикально или горизонтально проходящего сварного шва.
Осуществление изобретения
Фиг.1 демонстрирует устройство в соответствии с изобретением в исходном положении без первого и второго суппортов в заполненном водой резервуаре 2 установки ядерного реактора. Устройство включает в себя удерживающую установленный на кромке резервуара корпусе 3 несущую раму 4 для расположенной в продольном направлении 5, состоящей из двух параллельных друг другу направляющих шин 6a, b, направляющей системы 6, которая, соответственно, состоит из большого количества соединенных друг с другом разъемным образом участков 8. На направляющей системе 6 или на направляющих шинах 6a, b располагается большое количество присосов 10, на которые по не изображенному на фигуре всасывающему трубопроводу может подаваться пониженное давление и, таким образом, направляющая система 6 может вертикально фиксироваться на расположенной, к примеру, вертикально боковой стенке 12, на расстоянии от нее. Поверхности стенки (боковые стенки 12 и поверхность днища) резервуара 2 снабжены облицовкой 14 из сваренных друг с другом стальных пластин.
В представленном примере направляющая система 6 располагается напротив вертикально проходящего и не изображенного на фиг.1 сварного шва, и доходит до также не изображенного днища резервуара 2. Сварной шов может иметь большое количество поврежденных мест, так что он должен быть герметизирован по всей своей длине для предотвращения проникновения воды из резервуара в бетонную стену 16.
На фиг.2 можно видеть, что направляющая система 6 состоит из двух направляющих шин 6a, b. Направляющая система 6 является направляющей для проведения большого количества установленных на ее рельсы первых суппортов 20, которые, соответственно, укомплектованы восстановительными накладками 22. Между соседними первыми суппортами 20 располагается, соответственно, второй суппорт 24, который служит в качестве устройства для поддержания заданного расстояния, и имеет примерно ту же протяженность в продольном направлении 5, что и восстановительная накладка 22. Первые и вторые суппорты 20, 24 попеременно устанавливаются на рельсы направляющей системы 6 и посредством расположенной на несущей раме 4 тросовой лебедки, лишь под действием собственного веса, то есть за счет действия силы тяжести, перемещаются вниз, причем суппорты 20, 24 образуют, соответственно, упор для следующих суппортов 24, 20.
Устройство в соответствии с изобретением на фиг.2-5 пояснено более детально, в качестве примера, на основании варианта осуществления, который предусмотрен для восстановления сварного шва, расположенного в угловой зоне резервуара. Это видно более наглядно на увеличенном изображении в соответствии с фиг.3.
На каждом первом суппорте 20 находится приемный элемент 30, который на первом суппорте 20 установлен с возможностью перемещения перпендикулярно продольному направлению 5 направляющей системы 6 в обозначенном стрелкой направлении 32 смещения и который захватывает восстановительную накладку 22.
Расположенный на первом суппорте 20 приемный элемент 30 соответствует по своей конструкции, в основном, известному из DE 102008014544 A1 приемному элементу. Так же как и у известного устройства, восстановительная накладка 22 фиксируется в приемном элементе 30 посредством создания разряжения на обращенной от клеящей поверхности обратной стороне. За счет использования такой меры возможно простое отделение или освобождение восстановительной накладки 22, когда она после отверждения клеящего вещества оказывается прочно зафиксированной на стенке. Для достижения достаточно больших усилий прижима приемный элемент 30 установлен на первом суппорте 20 с возможностью пневматического смещения в направлении 32 смещения.
Однако, в отличие от детально поясненного в DE 102008014544 A1 варианта осуществления, в варианте осуществления в соответствии с изобретением и сам первый суппорт 20 снабжен большим количеством выполненных с возможностью установки на боковую стенку резервуара и подсоединенных к всасывающему трубопроводу присосов 34.
Для использования в угловой зоне в качестве восстановительной накладки 22 предусмотрен угловой профиль, который располагается на соответствующим образом сформированном приемном элементе 30. Направляющая система 6, а также первые суппорты 20 снабжены попарно ориентированными относительно друг друга под углом 90° присосами 10 и, соответственно, 34, посредством которых направляющая система 6 и, соответственно, первые суппорты 20 могут быть зафиксированы на двух граничащих друг с другом под прямым углом боковых стенках.
В соответствии с фиг.4 и 5 первые и вторые суппорты 20, 24 имеют, соответственно, два полоза 40a, b, на которых располагаются боковые ролики 42, с помощью которых суппорты 20, 24 перемещаются вдоль направляющих шин 6a, b.
Узкие торцевые поверхности 44a, b на концах полозьев 40a, b служат, соответственно, в качестве упорной поверхности для, соответственно, смежно расположенных в штабеле суппортов, что можно отчетливо видеть на фиг.3. Расстояние между восстановительными накладками 30 смежных друг другу первых суппортов 20 приблизительно равно или, во всяком случае, незначительно больше протяженности восстановительных накладок 30 в продольном направлении 5.
С помощью устройства в соответствии с изобретением проходящий в продольном направлении сварной шов может быть герметизирован практически по все своей длине за два рабочих цикла. В первом рабочем цикле на рельсы попеременно устанавливаются первый и второй суппорты 20, 24, и покрытые клеящим веществом восстановительные накладки 22 пневматические прижимаются к стенке. После отверждения клеящего вещества - примерно 12 часов - приемные элементы 30 отводятся в обратном направлении, и первые, а также вторые суппорты 20, 24 следом друг за другом вынимаются из направляющей системы 6. Направляющая система 6 остается зафиксированной в неизменном положении на боковой стенке. Во втором рабочем цикле первые суппорты 20 снова снабжаются покрытой клеящим веществом восстановительной накладкой 22, и первые, а также вторые суппорты 20, 24 в обратном, по сравнению с первым рабочим циклом, порядке попеременно устанавливаются на рельсы на все еще зафиксированную на боковой стенке направляющую систему 6. Расстояние между наклеенными на стенку в первом рабочем цикле восстановительными накладками 22 рассчитано таким образом, что имеющийся, при определенных условиях, во втором рабочем цикле после наклеивания восстановительных накладок 22 между смежными восстановительными накладками 22 зазор перекрывается выходящим сбоку при прижатии клеящим веществом.
В отличие от представленного на фиг.2-5 примера осуществления, посредством соответствующим образом конструктивно согласованных приемных элементов, направляющих систем и восстановительных накладок могут быть восстановлены также плоские поверхности стенок, или цилиндрические резервуары, или трубы.
В соответствии с фиг.6 на рельсы направляющей системы 6 установлено большое количество первых суппортов 202, 204, приемные элементы 302, 304 которых для восстановления поврежденных мест на плоской поверхности стенки снабжены плоской восстановительной накладкой 220. Расположенные на первом суппорте 202 и на проходящих в продольном направлении направляющей системы 6 приемных элементах 302 восстановительные накладки 220 служат при этом для восстановления сварных швов, которые проходят в вертикальном направлении. На представленном на фиг.6 и установленном на рельсах направляющей системы 6 суппорте 204 располагается приемный элемент 304, который проходит перпендикулярно продольному направлению 5 направляющей системы 6. В соответствии с этим, расположенная на нем также плоская восстановительная накладка 220 служит для восстановления горизонтально проходящего по плоской стенке резервуара сварного шва. И в этом примере осуществления смежные друг с другом первые суппорты 202, 204, соответственно, находятся на расстоянии друг от друга за счет наличия второго суппорта 24.
На фиг.7 и 8 первые суппорты 202 и, соответственно, 204 представлены в увеличенном перспективном изображении.
Устройство в соответствии с изобретением может быть в предпочтительном варианте использовано также для восстановления отдельных поврежденных мест или расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении направляющей системы поврежденных мест, которые находятся в различных положениях по длине зафиксированной на боковой стенке посредством небольшого количества присосов направляющей системы, так как возникающая при прижиме восстановительной накладки сила реакции воспринимается непосредственно снабженным присосами первым суппортом.