Контейнер для выгрузки отработавших тепловыделяющих сборок
CONTAINER FOR DISCHARGE OF SPENT FUEL ASSEMBLIES

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к устройствам для обращения с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к контейнерам, обеспечивающим выгрузку отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС).
Контейнер должен обеспечивать радиационную защиту обслуживающего персонала при выгрузке ОТВС.
Известно устройство для загрузки и выгрузки сборок с радиоактивными веществами из ядерного реактора, содержащее герметичный контейнер, в котором помещены лебедка, захват и накопитель. Изобретение характеризуется тем, что в корпусе перегрузочного контейнера установлена направляющая труба с продольным сквозным пазом для прохода сборки, а поворотный механизм выполнен в виде двух платформ, вертикально разнесенных и соединенных одним приводным валом. Нижняя платформа имеет фиксирующие глухие отверстия. Верхняя платформа выполнена из двух образующих между собой кольцевой сквозной паз дисков, соединенных втулкой с продольным сквозным пазом, соосным с продольным сквозным пазом направляющей трубы и средней линией кольцевого паза, причем наружный диск имеет шаровой погон, установленный в корпусе (см., например, патент России №2030802, МПК G21C 19/06, опубликован 10.03.1995).
К недостаткам такого устройства можно отнести следующие:
- конструкция данного контейнера не предусматривает обращение с различными типами ОТВС;
- конструкция данного контейнера не позволяет производить измерения нагрузки на тросе, а также получать информацию о положении и состоянии (открытое, закрытое) захвата на всем пути его перемещения;
- конструкция данного контейнера не предусматривает дистанционного и автоматического управления при перегрузке ОТВС;
- данный контейнер не предусматривает обращение с ОТВС со стекающими жидкими радиоактивными отходами (ЖРО), так как шибер не герметичен.
Известен контейнер перегрузочный, содержащий корпус, шибер с приводом, захват с приводом, при этом блочный механизм выполнен в виде рамы с встроенным блоком, один конец рамы связан с вилкой, установленной в отверстие на раме, вилка со шпонкой установлена во фланец со шпоночным пазом, верхний конец вилки соединен с рамой осью, нижний конец вилки выполнен с возможностью упора в весоизмерительное устройство и снабжен компенсатором и пружинным кольцом, другой конец рамы втулкой связан с возможностью взаимодействия с подпружиненным штоком, размещенным в стакане, и шпоночным пазом штока с винтом стакана, на штоке неподвижно установлен кулачок с возможностью взаимодействия с роликами конечных выключателей, привод захвата снабжен сельсинным устройством (см., например, патент России №2313837, МПК G21C 19/10, опубликован 27.12.2007).
К недостаткам такого устройства можно отнести следующие:
- конструкция данного контейнера не предусматривает обращение с различными типами ОТВС;
- конструкция данного контейнера не позволяет производить измерения нагрузки на тросе, а также получать информацию о положении и состоянии (открытое, закрытое) захвата на всем пути его перемещения.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность размещения в контейнере ОТВС различных типов, а также пенала с фрагментами ОТВС, возможность расцепления захвата при заедании ОТВС с измененными геометрическими параметрами в хранилище, транспортирование ОТВС со стекающими ЖРО.
Технический результат достигается тем, что в контейнере для выгрузки отработавших тепловыделяющих сборок, содержащем шибер и захват, каждый с независимыми электромеханическим и ручным приводами, шибер выполнен в виде усеченного конуса с резиновым покрытием, ось которого перпендикулярна оси контейнера, а захват снабжен электромагнитами, соединенными трос-кабелем через блок с электромеханическим приводом.
Захват снабжен электромагнитным механизмом запирания захвата с блокировкой запирания при отключении питания.
Контейнер снабжен весоизмерительным устройством.
Ручные приводы снабжены конечными индуктивными выключателями.
Между ручным приводом шибера и его электромеханическим приводом установлена разъединительная муфта.
В нижнем торце контейнера установлен конечный индуктивный выключатель.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:
На фиг. 1 - общий вид контейнера;
На фиг. 2 - вид А фиг. 1 (расположение блока);
На фиг. 3 - вида Б фиг. 1 (конструкция шибера);
На фиг. 4 - вид В, Г фиг. 1 (расположение ручных дублеров);
На фиг. 5 - вид Д, Е фиг. 1 (расположение указателей положения);
На фиг. 6 - вид Ж фиг. 1 (расположение разъединительной муфты);
На фиг. 7 - вид И фиг. 1 (конструкция кулачков захвата);
На фиг. 8 - установка контейнера в воронку ответного устройства.
Контейнер состоит из следующих основных частей: корпуса 1, шибера 2, захвата 3, электропривода захвата 4, электропривода шибера 5.
Электропривод захвата 4 и электропривод шибера 5 размещены на площадке 6, установленной на корпусе контейнера 1, и закрыты кожухом 7.
Трос-кабель 8 представляет собой трос, имеющий в центре поперечного сечения три медных токопроводящих жилы, через них подается питание на электромагнитный захват. Снаружи трос-кабель 8 имеет два повива проволоки брони.
С целью повышения надежности и реализации принципа единичного отказа электрические приводы 4, 5 имеют ручные дублеры 9, 10 для завершения начатой операции (при отсутствии электропитания) до безопасного уровня. Приводы ручных дублеров 11, 12 и указатели положения захвата 13 и шибера 14 вынесены на боковые поверхности контейнера. Ручные приводы 9, 10 также предназначены для выполнения наладочных работ механизмов контейнера.
Шибер 2 представляет собой усеченный конус с резиновым покрытием 15 и выполненным отверстием 16 на образующей. Шибер 2 перекрывает и уплотняет внутреннюю полость контейнера снизу и обеспечивает биологическую защиту при транспортировании контейнера с ОТВС. Перемещение шибера 2 производится с помощью электропривода шибера 5. При открывании и закрывании шибер 2 совершает поступательно-вращательное движение.
Контейнер имеет блок 17, установленный на плите 18, и оборудован весоизмерительным устройством 19, которое контролирует величину нагрузки на захвате 3 и выдает сигнал в систему управления на отключение питания в случае превышения нагрузки при подъеме захвата 3 с ОТВС или ослабления трос-кабеля 8 при опускании захвата 3.
При установке рукояток ручных приводов 9, 10 срабатывают конечные индуктивные выключатели 20 и выдают сигнал в систему управления о блокировке электродвигателей привода шибера 5 и привода захвата 4.
В системе валов между ручным дублером 10 и приводом шибера 5 предусмотрена разъединительная муфта 21. При перемещении рычага отключения 22 вниз муфта 21 выходит из зацепления и электрический привод 5 отключается от ручного дублера 10.
Конечные положения захвата 4 и шибера 5 контролируется конечными индуктивными выключателями 20.
Корпус контейнера 1 выполнен из стали Ст.3. Толщина стенки контейнера в районе расположения активной зоны ОТВС обеспечивает радиационную защиту обслуживающего персонала.
В нижнем торце контейнера установлен конечный индуктивный выключатель 20, который срабатывает при установке контейнера на ответные устройства 23 и выдает сигнал в систему управления о разблокировке механизмов контейнера.
Управление контейнером производится системой управления в следующих режимах:
- автоматизированном;
- дистанционном;
- ручном.
Работа контейнером по выгрузке ОТВС выполняется следующим образом.
Контейнер для выгрузки ОТВС устанавливается краном в воронки ответных устройств 23.
Подключаются кабели от системы управления к контейнеру.
От системы управления поступает сигнал, после которого при помощи электропривода 5 шибер 2 приходит в движение. При открывании начальные 10 мм шибер 2 движется поступательно, далее добавляется вращательное движение.
После открывания шибера 2 по сигналу конечного выключателя 20 автоматически опускается захват 3. Захват приводится в движение при помощи привода захвата 4 через трос-кабель 8.
Через трос-кабель 8 подается питание на захват, вследствие чего кулачки захвата 24 приобретают возможность разводиться, что обеспечивает свободное опускание захвата 3 на ОТВС. В нижнем положении захвата отключается электропитание захвата, кулачки 24 сжимаются, чем обеспечивается сцепление захвата 3 с ОТВС.
От системы управления поступает сигнал на подъем захвата, сцепленного с ОТВС с последующим закрытием шибера 2.
Выгрузка ОТВС из контейнера производится аналогичным образом.
Предлагаемое изобретение позволяет разместить в контейнере ОТВС различных типов, а также пенал с фрагментами ОТВС, дает возможность расцепления захвата при заедании ОТВС с измененными геометрическими параметрами в хранилище и транспортировать ОТВС со стекающими ЖРО.