ТЕЛЕЖКА ЧЕХЛА ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА

Полезная модель относится к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к устройствам для перегрузки в сухом хранилище ампул с пучками тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора РБМК-1000 из транспортного чехла в пеналы хранения.
Известен способ обращения с отработавшим ядерным топливом (см. проект «Комплекс основного технологического оборудования для транспортно-технологических операций в камере комплектации пеналов. Руководство по эксплуатации 1694-00-0003 РЭ» разработки ОАО «Центральное конструкторское бюро машиностроения», г. Санкт-Петербург), включающий установку доставленного на сухое хранилище защитного контейнера с транспортным чехлом (патент РФ №2324241), загруженным ампулами с пучками твэлов, на передаточную платформу, подачу передаточной платформы под приемное гнездо камеры комплектации пеналов (далее по тексту - ККП), извлечение транспортного чехла с ампулами из контейнера и установку его в приемном гнезде на подкатываемую под транспортный чехол тележку. Далее из транспортного чехла с помощью электромеханического манипулятора грузоподъемностью 500 кг извлекают по одной ампуле с пучком твэлов и устанавливают их в ячейки решетки пенала. Перегрузку ампул с пучками твэлов осуществляют дистанционно электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором грузоподъемностью 500 кг (проект 1697-20-0002 разработки ОАО «Центральное конструкторское бюро машиностроения»). После полного заполнения пенала ампулами с пучками твэлов, на корпус пенала устанавливают крышку, соединяют ее с корпусом на сварке, осуществляют через клапан крышки вакуумирование и заполнение пенала азотно-гелиевой смесью с избыточным давлением, после чего герметизируют клапан сваркой. Транспортировку загруженных пеналов в гнезда хранения осуществляют мостовым краном-манипулятором грузоподъемностью 4000 кг, линия действия которого совпадает с продольной центральной осью ККП, по которой и расположены вертикальные оси приемного гнезда с транспортным чехлом и гнезд с загружаемыми ампулами пеналами.
Перегрузка ампул с пучками твэлов из транспортного чехла в пеналы, осуществляемая в ККП электромеханическими некопирующими мостовыми манипуляторами по одной ампуле, занимает продолжительное время.
Известна тележка чехла, применяемая при перегрузке ампул известным способом, выполненная по проекту 1695-00-0001 ОАО «Центральное конструкторское бюро машиностроения», включающая в себя тележку, установленную на рельсах в приемном гнезде ККП, и привод ее перемещения, размещенный за защитной плитой и соединенный ходовым винтом с гайкой, закрепленной на тележке.
При вращении приводом перемещения ходового винта тележка чехла устанавливается в крайнее положение, освобождая проем приемного гнезда ККП для прохождения в нем транспортного чехла. После поднятия транспортного чехла по проему выше тележки, тележка чехла приводом перемещения устанавливается под транспортным чехлом, который затем устанавливается на нее, после чего осуществляется выгрузка ампул электромеханическим некопирующим манипулятором.
Также известен способ обращения с отработавшим ядерным топливом (см. патент №2491665 Кл. G21F 19/06), включающий размещение пучков тепловыделяющих элементов в ампулах, загрузку части ампул с пучками твэлов в съемные решетки, размещенные в гнездах чехла, а части ампул - в ячейки чехла, размещенные между гнездами. В сухом хранилище краном-манипулятором должны поочередно извлекаться из транспортного чехла решетки с ампулами и устанавливаться в корпуса пеналов, а ампулы из ячеек чехла перегружаться в корпус пенала с помощью электромеханического манипулятора. Указанный способ позволяет значительно сократить продолжительность перегрузки ампул из транспортного чехла в пеналы хранения. При этом все ампулы, установленные в отдельных ячейках, располагаются в зоне действия электромеханического некопирующего манипулятора и могут быть им извлечены.
Однако при установке транспортного чехла с четырьмя гнездами на известную тележку, только два гнезда будут располагаться по линии действия крана-манипулятора и съемные решетки с ампулами могут быть из них извлечены. Извлечение же съемных решеток с ампулами из двух оставшихся гнезд возможно только при совмещении их вертикальных осей с линией действия крана-манипулятора, достигаемым поворотом транспортного чехла на 90°. В случае применения транспортного чехла с тремя гнездами, выведение их вертикальных осей на линию действия крана-манипулятора будет осуществляться последовательными поворотами транспортного чехла на 120°.
Недостатком известной тележки является то, что ею не может быть осуществлен поворот транспортного чехла для выведения вертикальных осей его гнезд на линию действия крана-манипулятора при реализации известного способа обращения с отработавшим ядерным топливом по патенту №2491665.
Технический результат - расширение функциональных возможностей тележки чехла с созданием возможности поворота транспортного чехла на тележке.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной тележке чехла, включающей тележку, установленную в приемном гнезде на рельсах, привод перемещения тележки, соединенный через проходку в защитной плите с ходовым винтом, на котором установлена гайка, прикрепленная к тележке, на тележке на опорном подшипнике смонтирован поворотный стол с прикрепленным к нему зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с вал-шестерней. Вал-шестерня установлена в подшипниковой опоре, прикрепленной к тележке со стороны, противоположной прикреплению гайки. Вал-шестерня при достижении тележкой положения для установки на нее чехла соединяется сцепной муфтой с промежуточным валом, соединенным с приводом поворота и установленным в выполненной в защитной стене проходке.
В частном случае исполнения сцепная муфта содержит ведущую подпружиненную полумуфту с пазами, смонтированную на промежуточном вале, и установленную на вал-шестерне ведомую полумуфту с пальцами, входящими при сцеплении в пазы ведущей полу муфты.
Монтаж на тележке на опорном подшипнике поворотного стола с прикрепленным к нему зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с вал-шестерней, позволяет устанавливать транспортный чехол на поворотный стол и вращением вал-шестерни осуществлять вращательное движение поворотного стола и установленного на нем транспортного чехла, последовательно выводя вертикальные оси гнезд чехла на линию действия крана-манипулятора.
Установка вал-шестерни в подшипниковой опоре, прикрепленной к тележке со стороны, противоположной прикреплению гайки, позволяет, во-первых обеспечить сохранение параметров зубчатого зацепления вал-шестерни с зубчатым колесом при перемещениях тележки, во-вторых создает возможность установки привода поворота на свободной стороне приемного гнезда, противоположной стороне, занятой приводом перемещения тележки.
Соединение сцепной муфтой вал-шестерни и промежуточного вала, установленного в выполненной в защитной стене проходке и соединенного с приводом поворота при достижении тележкой положения для установки на нее транспортного чехла, позволяет автоматически соединять вал-шестерню с промежуточным валом при установке тележки над проемом приемного гнезда, и приводом поворота осуществлять вращательное движение поворотного стола и установленного на нем транспортного чехла.
Также соединение сцепной муфтой вал-шестерни и промежуточного вала позволяет автоматически разъединять их при удалении тележки от проема.
Установка промежуточного вала в выполненной в защитной стене проходке позволяет установить привод поворота за защитной стеной приемного гнезда, обеспечив безопасность его обслуживания.
Включение в сцепную муфту ведущей подпружиненной полу муфты с пазами, смонтированной на промежуточном вале, и установка на вал-шестерне ведомой полумуфты с пальцами, входящими в пазы ведущей полумуфты, позволяет облегчить кинематическое соединение и разъединение вал-шестерни с промежуточным валом и передать крутящий момент от привода поворота вал-шестерне.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируются чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 и фиг.2 - приемное гнездо в плане с открытым предлагаемой тележкой проемом;
на фиг.3 и фиг.4 - приемное гнездо в плане с закрытым предлагаемой тележкой проемом;
на фиг.5 - разрез А-А на фиг.3.
Предлагаемая тележка 1 (см. фиг.1 и 2) установлена на рельсах 2 в приемном гнезде 3 с возможностью перемещения приводом 4 с помощью ходового винта 5 и прикрепленной к плите 6 тележки 1 гайки 7. В одном из крайних положений тележка 1 освобождает выполненный в приемном гнезде 3 проем 8, в другом (см. фиг.3 и 4) устанавливается над проемом 8 и перекрывает его. На плиту 6 тележки 1 через опорный подшипник 9 (см. фиг.5) установлен поворотный круг 10, на который устанавливается загруженный транспортный чехол 11. К поворотному кругу 10 прикреплено зубчатое колесо 12, находящееся в зацеплении с вал-шестерней 13, установленной в подшипниковом узле 14, прикрепленном к плите 6 со стороны, противоположной размещению гайки 6. На вал-шестерню 13 установлена ведомая полу муфта 15 с пальцами 16.
В защитной стене соосно с вал-шестерней 13 выполнена проходка 17, в которой на подшипниках 18 установлен промежуточный вал 19, присоединенный к приводу 20 поворота. На конец промежуточного вала 19, выходящий в приемное гнездо 3, установлены пружина 21 и ведущая полумуфта 22 с пазами 23.
Предлагаемая тележка 1 работает следующим образом. Перед поднятием транспортного чехла 11 включением привода 4 тележка перемещается в крайнее правое положение, освобождая проем 8. Транспортный чехол 11, загруженный съемными решетками с ампулами и индивидуальными ампулами, поднимается по проему 8 выше тележки 1. Далее включением привода 4 тележка 1 перемещается в крайнее левое положение и устанавливается над проемом 8, при этом пальцы 16 ведомой полумуфты 15 входят в пазы 23 ведущей полумуфты 22. В случае их несовпадения пальцы 16, упираясь в торец ведущей полумуфты 22, передвигают ее по промежуточному валу 19, сжимая пружину 21. При вращении приводом 20 ведущей полу муфты 22 и совпадении пазов 23 и пальцев 16 пружина 21 выдвигает ведущую полумуфту 22, вводя пальцы 16 в пазы 23 и обеспечивая кинематическую связь привода 20 поворота и поворотного круга 10. Транспортный чехол 11 устанавливается на поворотный круг 10.
Далее осуществляется перегрузка ампул из отдельных ячеек транспортного чехла 11 в пеналы хранения электромеханическим некопирующим манипулятором. Для перегрузки съемных решеток из гнезд транспортного чехла 11 приводом 20 осуществляется поворот транспортного чехла 11, установленного на поворотном круге 10, с выведением вертикальных осей гнезд транспортного чехла 11 и размещенных в них съемных решеток с ампулами на линию действия крана-манипулятора. Съемные решетки с ампулами зацепляются захватом крана-манипулятора, извлекаются из гнезд транспортного чехла 11 и устанавливаются в пеналы хранения.