КАНТОВАТЕЛЬ ОТРАБОТАВШИХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК (ОТВС)
TILTER FOR SPENT FUELS ASSEMBLY (SFA)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к радиохимической промышленности, и предназначено для использования в технологической линии промышленной переработки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС), облученных в ядерных реакторах, для кантования их в зоне переработки.
В известной конструкции для кантования длинномерных изделий (см. Авторское свидетельство SU №1465389, B65G 47/22, 04.02.1987) кантуемое изделие устанавливают на поворотную раму в опорную плиту, выполненную в виде L-образной каретки с ложементами и устройствами фиксации изделия. Каретку с изделием перемещают в заданное положение для создания оптимального момента кантования. Изделие кантуют из вертикального положения в горизонтальное или наоборот. Недостаток этого устройства в том, что изделие возможно кантовать в горизонтальное положение верхним концом только в одну сторону. Также устройство не предназначено для работы в условиях радиации из-за расположения привода внутри конструкции, в «грязной» зоне.
В известной конструкции кантователя деталей (см. Авторское свидетельство SU №1079401, B23Q 7/00, 14.05.1982) кантуемую деталь устанавливают вертикально в кассету, размещенную на тележке с возможностью перемещения вдоль оси детали и поворота в горизонтальное положение. Недостаток этого устройства то, что деталь можно кантовать в горизонтальное положение верхним концом только в одну сторону. Кантователь невозможно встроить в одну линию с механизмом подачи для переработки ОТВС, т.к., из-за наличия тележки, невозможно перемещение изделия общим толкателем.
За прототип (см. патент РФ №2065628 G21C 19/02, 23.03.2013 г.) принят кантователь длинномерных изделий, содержащий шахту, подвижную тележку, установленную в шахте, чехол для размещения изделий, смонтированный на тележке с возможностью поворота под действием привода, и датчики путевой автоматики. Кантуемое изделие (ОТВС) устанавливают в чехол и при помощи тележки, связанной тросом с лебедкой, перемещают вверх по направляющим шахты до срабатывания настроенных путевых выключателей. ОТВС зажимают тисками и обрабатывают. Чехол закрывают крышками и при помощи привода поворачивают на 180°. После зажатия ОТВС в тисках производят обработку другого конца и далее ОТВС извлекают. Горизонтальное положение ОТВС не предусмотрено.
Недостаток указанного кантователя состоит в сложности конструкции. Кантователь не возможно встроить в линию переработки ОТВС.
В предлагаемом техническом решении задача состоит в упрощении конструкции и расширении функций кантователя, ориентированного на установку внутри единой технологической линии промышленной переработки ОТВС, а это - обеспечение укладки ОТВС при повороте на 90° из вертикального положения в горизонтальное, либо вперед головкой, либо хвостовиком по ходу продвижения к месту переработки. Этот выбор необходим при наличии каких-либо дефектов в ОТВС, когда ее продвижение к месту переработки каким-либо концом затруднительно. При этом упрощена конструкция кантователя, снижена его стоимость, энергопотребление, повышается радиационная безопасность.
Если установить кантователь вне единой технологической линии продвижения ОТВС, то для перемещения, поворота и укладки ОТВС в горизонтальном положении на ложе в зоне переработки требуется использование дополнительного оборудования в «грязной» зоне -специального крана-манипулятора.
В кантователе отработавших тепловыделяющих сборок, предлагаемом для решения поставленных задач сконструирован чехол с двумя протяженными гнездами для размещения ОТВС. Вал вращения чехла жестко связан с ним в его центре тяжести с установленной ОТВС. Вал вращения кантователя выведен через проходку в защитной стене наружу и соединен с приводом. В нижней части каждого гнезда чехла установлена поворотная опора, на которую краном вертикально устанавливают ОТВС.ОТВС может быть установлена в правое (см. фиг. 1) или левое (см. фиг. 2) гнездо чехла. В зависимости от гнезда, в которое установлена ОТВС, кантователь поворачивают в ту или другую сторону горизонтально, чтобы ОТВС находилась выше оси его вращения. Таким образом, ОТВС принимает положение с ориентацией ее вперед головкой или хвостовиком по ходу продвижения к месту переработки.
В каждом гнезде чехла плоскость, обращенная к оси поворота, конструктивно и по габаритам представляет собой часть общего ложа, по которому толкатель продвигает ОТВС на переработку. При повороте кантователя в горизонтальное положение уровень поверхности гнезда чехла, на котором размещена ОТВС, совпадает с общим уровнем ложа всей линии переработки.
Предлагаемое техническое решение поясняется графическим материалом.
На фиг. 1 показан общий вид кантователя в исходном и повернутом влево положении.
На фиг. 2 показан общий вид кантователя в исходном и повернутом вправо положении.
На фиг. 3 показано сечение А-А, при горизонтальном положении кантователя.
Кантователь отработавших тепловыделяющих сборок (см. фиг. 1, 2, 3) содержит чехол 1 с двумя гнездами 2 и 3 для установки ОТВС 4. Гнезда 2 и 3 соединены между собой пластинами 5. Вал 6 вращения кантователя расположен между гнездами 2, 3 чехла 1, а по длине - по центру устанавливаемой ОТВС. Вал 6 вращения кантователя выведен наружу через проходку 7 в защитной стене 8 и взаимодействует с приводом 9. Гнезда 2 и 3 снабжены скобами 10, удерживающими ОТВС 4 внутри гнезда. В скобах 10 выполнены разрезы 11, предназначенные для прохождения толкателя, перемещающего ОТВС по поверхности гнезда 2 или 3 чехла 1, находящегося в горизонтальном положении. В нижней части каждого гнезда 2, 3 чехла 1 расположена опора 12 с возможностью поворота. Она предназначена для установки ОТВС 4. Опора 12 имеет рычаг 13. При повороте чехла 1 в горизонтальное положение рычаг 13 взаимодействует с ограничителем - роликом 14. Опора 12, поворачиваясь в положение 15, освобождает торец гнезда для продвижения толкателем ОТВС 4. Опоры соединены пружиной возврата 16, которая возвращает опоры 12 в исходное, закрытое положение при повороте чехла 1 в вертикальное положение. Сверху над кантователем в потолочной плите имеется окно загрузки 17, закрываемое задвижкой 18.
Кантователь отработавших тепловыделяющих сборок работает следующим образом.
Исходное положение кантователя - вертикальное. ОТВС для переработки привозят в вертикальном положении краном по транспортному коридору из хранилища и останавливают над окном загрузки 17. Сдвигают задвижку 18, и опускают ОТВС 4 в запланированное гнездо 2 или 3 чехла 1, устанавливая ее на опору 12. Закрывают окно загрузки 17 задвижкой 18. Место установки ОТВС 4 в гнездо 2 или 3 чехла 1 фиксируют датчиками (на чертеже не показаны). Сигнал датчика показывает, в какое гнездо установлена ОТВС. Далее определяют направление вращения кантователя -влево или вправо, так, чтобы ОТВС оказываясь в горизонтальном положении в чехле, располагалась выше оси вращения. Приводом 9 через проходку 7 в защитной стене 8 при помощи вала 6 чехол 1 вместе с ОТВС 4 поворачивают на 90° в необходимую сторону. Таким образом ОТВС 4 принимает положение с ориентацией ее вперед головкой или хвостовиком по ходу продвижения к месту переработки, в зависимости от направления поворота. При повороте чехла 1 в горизонтальное положение, рычаг 13 опоры 12 взаимодействует с ограничителем - роликом 14, при этом опора 12 поворачивается в положение 15, открывая торец гнезда для продвижения ОТВС 4 толкателем.
После перемещения ОТВС 4 толкателем с поверхности гнезда 2 или 3, толкатель продвигает ОТВС 4 дальше по ложу. После окончания переработки толкатель возвращают в исходное положение, чехол 1 поворачивают в вертикальное положение. Цикл начинают сначала.
Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей кантователя в ограниченном пространстве технологической линии промышленной переработки ОТВС. Укладывая ОТВС при повороте на 90° из вертикального положения в горизонтальное, ориентируют вперед головкой или хвостовиком по ходу продвижения. Этот выбор необходим при наличии каких-либо дефектов в ОТВС, когда продвижение на переработку вперед каким-либо концом затруднительно. При этом, в общем упрощена конструкция кантователя, снижается его стоимость и энергопотребление, повышается радиационная безопасность.
В Конструкторско-технологическом филиале ИГиЛ СО РАН изготовлен и испытан макет кантователя.