СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ТРАКТОВ ТОПЛИВНЫХ ЯЧЕЕК ЯДЕРНОГО УРАН-ГРАФИТОВОГО РЕАКТОРА
METHOD OF RESTORING TELESCOPIC JOINTS OF CHANNELS OF FUEL CELLS OF NUCLEAR URANIUM-GRAPHITE REACTOR

Предлагаемое техническое решение относится к технике эксплуатации ядерных реакторов, в частности относится к восстановлению работоспособности телескопического соединения тракта топливной ячейки ядерного уран-графитового реактора, и может быть использовано при проведении ремонтов.
В трактах топливных ячеек ядерных уран-графитовых реакторов предусмотрено телескопическое соединение, содержащее верхний трубный тракт и соединительный патрубок, закрепленный в верхней защитной плите графитовой кладки. Проектный рабочий ход телескопического соединения тракта (ТСТ) равен величине 220 мм. Указанный параметр является одним из основных критериев, определяющих длительность эксплуатации реактора. Радиационная усадка кладки на величину равную или превышающую значение проектного рабочего хода ТСТ не допустима, т.к. это приведет к нарушению соосности верхнего трубного тракта и колонн графитовой кладки реактора. В опубликованных источниках информации обнаружен способ восстановления работоспособности ТСТ топливной ячейки ядерного уран-графитового реактора - патент РФ №2105358, приоритет 03.09.1996, МКИ G21С 1/12.
Указанное в патенте РФ №2105358 техническое решение взято в качестве ближайшего аналога. Восстановление работоспособности телескопического соединения выполняют следующим образом. На торце верхнего трубного тракта закрепляют направляющую, в которую опускают штангу-захват с подвеской. Защитную плиту приподнимают штангой-захватом на величину рабочего хода телескопического соединения, фиксируют ее на подвеске. Штангу-захват заменяют на манипулятор и в зазор, образовавшийся между верхней защитной плитой и графитовой кладкой, последовательно устанавливают сегментные элементы опорного вкладыша-компенсатора, имеющие характерный поперечный размер меньше диаметра канала кладки, до сопряжения их боковыми поверхностями, причем в первую очередь устанавливают противолежащие сегментные элементы, а затем на все вкладыши устанавливают верхнюю защитную плиту. Вкладыш-компенсатор устанавливался во всех топливных ячейках реактора для увеличения компенсирующей способности телескопических соединений трактов (ТСТ) с целью исключения их расцепления. Произведенные измерения фактических величин перекрытия ТСТ в ячейках реакторов Ленинградской АЭС показали, что скорость высотной усадки графитовых колонн, а следовательно, и скорость уменьшения величины зацепления ТСТ существенно отличается для различных ячеек. Усадка для различных ячеек отличается (максимально) в два с лишним раза, поэтому массовая установка опорных вкладышей экономически не целесообразна. Неравномерность высотной усадки графитовых колонн по объему активной зоны реактора связана с различием потока нейтронов и различием в свойствах графита (анизотропия с коэффициентом к=1.41 и степенью графитации). К настоящему времени в части ячеек энергоблоков реактора величина перекрытия ТСТ может оказаться близкой к исчерпанию. До конца установленного срока эксплуатации (45 лет), включая дополнительный срок эксплуатации, исчерпание величины перекрытия ТСТ произойдет примерно в половине ячеек реактора. Таким образом, в ячейки, имеющие значение величины перекрытия телескопического соединения трактов рабочего хода 15÷20мм, требуется установка вкладышей-компенсаторов.
Недостатками аналога являются недостаточная технологичность, большая трудоемкость работ и высокие экономические затраты.
Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении технологичности и снижении трудоемкости работ по восстановлению работоспособности телескопического соединения тракта топливной ячейки ядерного уран-графитового реактора.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в способе восстановления работоспособности телескопических соединений трактов топливных ячеек ядерного уран-графитового реактора, содержащих верхний трубный тракт и соединительный патрубок, закрепленный на верхней защитной плите графитовой кладки реактора путем установки между верхней защитной плитой и графитовой кладкой опорного вкладыша-компенсатора, выполненного из сегментных элементов, предложено производить замер величины рабочего хода телескопического соединения всех трактов топливных ячеек и устанавливать сегментные элементы опорного вкладыша-компенсатора в тракт топливной ячейки, где величина рабочего хода телескопического соединения достигла значения 15÷20 мм.
Выборочная установка вкладышей-компенсаторов снижает трудоемкость работ по восстановлению работоспособности телескопических соединений трактов топливных ячеек ядерного уран-графитового реактора и значительно снижает затраты на их выполнение.
Способ осуществляется следующим образом. На остановленном реакторе при расхоложенном КМПЦ проводят оценку остаточного ресурса телескопических соединений трактов топливных ячеек ядерного уран-графитового реактора путем измерения величины остаточного перекрытия каждого телескопического соединения. Результаты полученных измерений по каждой топливной ячейке сравнивают с предельно допустимой величиной. В качестве измерительного средства использован робот, имеющий возможность перемещаться по кольцевому экрану бокового отражателя активной зоны реактора и проникать между смежными рядами трактов. Видеоробот в период нахождения между рядами трактов последовательно позицируют на наружной поверхности телескопического соединения трактов, измеряя остаточную величину их перекрытия. Если величина рабочего хода телескопического соединения сократилась до значения 15÷20мм, то производят восстановление работоспособности (рабочего хода) телескопического соединения тракта путем установки опорного вкладыша между верхней защитной плитой и графитовой кладкой.
Способ проиллюстрирован графическим материалом, где на чертеже представлен тракт топливной ячейки ядерного уран-графитового реактора. Телескопическое соединение образовано верхним трубным трактом 1 и соединительным патрубком 2. Между верхней защитной плитой 3 и графитовой кладкой 4 установлен опорный вкладыш-компенсатор 5. Процесс установки вкладыша-компенсатора аналогичен тому, как это представлено в описании ближайшего аналога.
Предложенный способ позволяет восстановить работоспособность телескопических соединений трактов топливных ячеек ядерного уран-графитового реактора выборочно с учетом степени сокращения величины рабочего хода телескопического соединения.