СИСТЕМА ДЛЯ СБОРА И УПАКОВКИ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ С ДНИЩА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Система предназначена для подводных и надводных работ в реакторных резервуарах под давлением, в бассейнах хранения тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, в баках и трубопроводах атомных электростанций и в ядерной промышленности.
Известно устройство (Авт. сввд. CCCP N 1231126, МПК 6 Е 02 В 15/10, 198б)с помощью которого можно удалять отходы с днища ядерного реактора, бассейнов хранения отработавшего топлива ядерных реакторов. Устройство содержит захватывающее устройство, выполненное в виде воронки, поставленной основанием вниз, гибкий шланг для отвода отходов, механизм для опускания и подъема воронки, вакуум-насос, ресивер, соединенный с вакуум-насосом с помощью запорной арматуры
Устройство работает следующим образом. С помощью механизма захватывающее устройство опускают на дно резервуара, включают вакуум-насос, который создает вакуум в ресивера куда устремляется поток воды по гибкому шлангу через захватывающее устройство.
Известное устройство не обеспечивает удаление твердых остатков со дна резервуара, а также не решает проблему утилизации радиоактивных отходов.
Известна система очистки воды бассейнов /Охрана окружающей среды на предприятиях атомной промышленности/. Ф.З.Ширяев, В.И.Карпов, В.М.Крупчатников и др. - М. Энергоиздат > 1982 с. 145/. Она включает узел фильтрации (очистки воды от механических примесей), узел обессоливания воды на ионообменных колоннах, узел сбора и выгрузки твердых
радиоактивных отходов. При очистке воду прокачивает через узел фильтрации, где она очищается только от взвесей, твердые отходы не собираются. После выработки ресурса фильтры и другие отходы перемещают в специальные контейнеры, которые хранят тем же или отправляют на захоронение.
Вышеуказанный недостаток устраняется тем, что система для сбора и упаковки твердых отходов с днища ядерного реактора состоит из устройства для сбора твердых отходов и пенала дня их упаковки, причем устройство для сбора содержит емкость для сбора твердых отходов, имеющую в верхней части патрубки дли присоединения к трубопроводу сжатого воздуха и через ресивер к трубопроводу вакуумной системы, а в нижней части конусообразное сужение с отверстием, внутри которой расположен с возможностью продольного перемещения и фиксации на различной высоте всасывающий трубопровод, диаметр которого сопряжен с диаметром отверстия емкости, соединенный с отделителем твердых частиц конусообразной формы с косыми ребрами, для придания вращательного движения потоку воды, а пенал представляет собой сосуд, имеющий в нижней части фильтр, а в верxнeй части конусообразное сужение с отверстием, диаметр которого сопряжен с диаметром всасывающего трубопровода.
Емкость для сбора твердых отходов представляет из себя сосуд, имеющий в нижней части сужение конусообразной формы с отверстием, диаметр которого сопряжен с диаметром всасывающего трубопровода, а в верхней части патрубки для присоединения к трубопроводу сжатого воздуха и вакуумной системе через ресивер.
Всасывющий трубопровод, имеющий возможность перемещаться внутри емкости с помощью исполнительного механизма, выполняет функции отсоса твердых частиц и запорного устройства в нижнем положении.
Отделитель твердых частиц, расположенный в верхней части всасывающего трубопровода, представляет собой конусообразный отбойник с приваренными к нему ребрами под углом для придания потоку воды с твердыми частицами вращательного движения.
Пенал для упаковки и последующей транспортировки твердым частиц представляет собой сосуд в верхней части которого имеется конусообразное сужение с отверстием, которое сопряжено с диаметром всасывающего трубопровода, а в нижней части фильтр.
На рисунке представлена система для сбора и упаковки твердых отходов с днища ядерного реактора где: устройство для сбора отходов - 1 содержит 2 - емкость для сбора твердых отходов, 3 - всасывающий трубопровод, 4 - завихритель, 5 - клапан для сжатого воздуха, 6 - клапан вакуумной системы, 7 - ресивер, 8 - устройство для упаковки.
С помощью грузоподъемного механизма устройство для сбора твердых отходов устанавливают в ячейку активной зоны доступной до днища реактора Всасьвающий трубопровод находится зафиксированным в нижнем положении. Клапаны 5 и 6 закрыты При открытии клапана 5 в емкость 2 начинает поступать сжатый воздух, вытесняя воду из внутренней полости емкости. Клапан 5 закрывают при достижении давления равного высоте столба воды в реакторе. Затем открывают клапан б вакуумной системы, давление во внутренней полости емкости резко падает до 0.2 ата (ΔВ), За счет давления столба воды и вакуума создается движущий напор до 20 мм в. ст. Клапан 6 закрывают при достижении определенного уровня воды в емкости по сигналу датчика.
При таком движущем напоре, который выше в три раза, чем создаваемый другими устройствами (насос, инжектор и т.д.), в нижней части всасывающего трубопровода скорость движения воды достигает до 8 м/сек. При такой скорости захватываются твердые частицы диаметром до 20 мм. и транспортируются в емкость для сбора
Затем устройство для сбора твердых отходов грузоподъемным механизмом устанавливают над пеналом для упаковки твердых отходов, всасывающий патрубок поднимают в верхнее- положение, при котором открывается отверстие для сброса твердых частиц. Подачей сжатого воздуха вода с твердыми, отходами вытесняется из устройства в пенал На этом цикл сбора и выгрузки твердых частиц заканчивается.
Для обеспечения ядерной безопасности по сбору и упаковке топливных частиц проводят при необходимой концентрации борной кислоты в воде реактора, величина которой, как и размеры пенала, определяют расчетным путем по НГД Госатомнадзора