RU2012081C1

RU2012081C1 - Automatic flow line for packing up radioactive waste

Info

Publication number: RU2012081C1
Authority: RU
Inventors: Ф.С. Блик; В.П. Васильковский; В.В. Шевелев; И.Б. Гурвич; С.В. Глинберг
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Уральский завод тяжелого машиностроения"
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: nuclear power. SUBSTANCE: packing-up line has an in-line device, situated in a caisson, for filling bags with radioactive waste and for compacting them, a heavy-duty press for brevetting bags with radioactive waste, a briquette accumulator, a device for feeding and removing containers for briquettes, devices for measuring the thickness of briquettes. The briquette accumulator is made like a multiposition disk. The device for filling bags with radioactive waste and for compacting them is built up of a portioner, a packing-up press for repressing radioactive waste bags, if required, a subassembly for removing, placing and squeezing covers of bags. The briquetting press is provided with bags centering device and an additional briquette thickness meter. Mounted in the briquette accumulator are two opposite horizontal pushers. The device for supplying and discharging the briquetting press is combined with the device for feeding and removing containers and is made in the form of three-position plate. EFFECT: enhanced protection against operation hazard, increased production rate, more reliable operation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к упаковке твердых радиоактивных отходов с уменьшением их объема. The invention relates to the packaging of solid radioactive waste with a decrease in their volume.

Известен пресс для прессования отходов в бочках с помощью пресс-штемпеля и матрицы (гильзы), охватывающей бочку. Гильза в исходном положении находится ниже горизонтальной поверхности, на уровне которой перемещают бочки при загрузке пресса. После подачи бочки гильза поднимается, а при прессовании с помощью пресс-штемпеля опускается [1] . A known press for pressing waste in barrels with a press stamp and a matrix (sleeve) covering the barrel. The sleeve in the initial position is below the horizontal surface, at the level of which the barrels are moved when loading the press. After feeding the barrel, the sleeve rises, and when pressed with the help of a press stamp, it drops [1].

Недостаток такого пресса состоит в громоздкости подвижных частей, так как с гильзой перемещаются склизы, посредством которых загружаются бочки в пресс перед прессованием и удаляются полученнные брикеты после прессования. В прессе не осуществляется предварительное уплотнение отходов в бочках и укладка брикетов в контейнеры для захоронения, отсутствует автоматизация выполнения операций обработки отходов. The disadvantage of such a press is the bulkiness of the moving parts, since the slides move with the sleeve, by means of which barrels are loaded into the press before pressing and the resulting briquettes are removed after pressing. The press does not pre-compact waste in barrels and puts briquettes in containers for disposal, there is no automation of waste processing operations.

Известна линия для упаковки радиоактивных отходов, содержащая размещенные в кессоне в технологической последовательности брикетировочный пресс, устройство для подачи брикетов с радиоактивными отходами к брикетировочному прессу, устройство для удаления брикетов из пресса, укладчик брикетов, измеритель высоты брикетов, связанный с укладчиком брикетов, выполненный в виде приводного многопозиционного диска, устройство для подачи и удаления контейнеров под брикеты, систему программного управления [2] . A known line for packing radioactive waste containing briquetting press placed in a caisson in a technological sequence, a device for feeding briquettes with radioactive waste to a briquetting press, a device for removing briquettes from the press, a briquette stacker, a briquette height meter associated with the briquette stacker, made in the form of drive multi-position disk, a device for feeding and removing containers for briquettes, a program control system [2].

Для такой линии характерен низкий коэффициент уплотнения радиоактивных отходов из-за отсутствия предварительного уплотнения отходов в пакетах. Отсутствие центрирования пакетов с радиоактивными отходами по оси брикетировочного пресса приводит к получению брикетов неодинаковой формы, т. е. к отклонению образующей поверхности брикета от цилиндрической непараллельности торцов. Это влечет за собой уменьшение полезной заполняемости контейнеров. Such a line is characterized by a low compaction coefficient of radioactive waste due to the lack of preliminary compaction of waste in packages. The lack of centering of packages with radioactive waste along the axis of the briquetting press leads to the production of briquettes of an uneven shape, i.e., to the deviation of the forming surface of the briquette from the cylindrical parallelism of the ends. This entails a decrease in useful fillability of containers.

Кроме того недостатками линии являются низкая производительность из-за невозможности выполнения загрузки и выгрузки брикетировочного пресса одновременно с подачей и удалением контейнеров, а также большие габариты, так как для выполнения каждой из указанных выше операций используется отдельное устройство. In addition, the disadvantages of the line are low productivity due to the inability to load and unload the briquetting press simultaneously with the feeding and removal of containers, as well as the large dimensions, since a separate device is used to perform each of the above operations.

В основу изобретения положена задача создания такой автоматизированной линии, которая обеспечивала бы высокую производительность, высокий коэффициент уплотнения отходов, имела бы небольшие габариты и была бы удобна в обслуживании. The basis of the invention is the creation of such an automated line, which would ensure high productivity, high coefficient of compaction of waste, would be small in size and would be convenient to maintain.

Эта задача решается тем, что автоматизированная поточная линия для упаковки радиоактивных отходов, содержащая размещенные в кессоне в технологической последовательности оборудование, согласно изобретению снабжена устройством для заполнения пакетов радиоактивными отходами и их уплотнения, выполненным в виде дозатора, пакетировочного пресса, связанного с дозатором с возможностью многократной подпрессовки РАО в пакетах, узла съема, укладки и обжатия крышек пакетов, центрователем пакетов, дополнительным измерителем толщины брикетов, установленными на брикетировочном прессе, двумя встречными горизонтальными толкателями брикетов, установленным в плане на одной оси с укладчиком брикетов и одной из позиций диска накопителя, при этом устройство загрузки и выгрузки брикетировочного пресса объединено с устройством подачи и удаления контейнеров и выполнено в виде трехпозиционной транспортной силовой плиты, установленной на основании брикетировочного пресса с возможностью перемещения на ход Н, где Н - расстояние между позицией установки пакетов перед брикетировочным прессом и позицией брикетирования пакетов с РАО, а также это - расстояние между позицией брикетирования и позицией укладки брикетов в контейнер. This problem is solved in that the automated production line for packaging radioactive waste containing equipment located in the caisson in the technological sequence, according to the invention, is equipped with a device for filling the packages with radioactive waste and compaction, made in the form of a dispenser, a baling press connected with a dispenser with the possibility of multiple prepressing RW in packages, a unit for removal, stacking and crimping of the covers of packages, the centering of packages, an additional measure of the thickness of briquettes, installed on the briquetting press, two oncoming horizontal pushers of briquettes, installed in plan on the same axis as the briquette stacker and one of the positions of the drive disk, while the device for loading and unloading the briquetting press is combined with a container feeding and removing device and made in the form of a three-position transport power plate installed on the basis of the briquetting press with the ability to move on the move N, where N is the distance between the position of the installation of packages in front of the briquetting ssom and the position of briquetting packages with radioactive waste, as well as this is the distance between the position of briquetting and the position of placing briquettes in a container.

На фиг. 1 показана автоматизированная поточная линия, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows an automated production line, top view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Автоматизированная поточная линия для упаковки радиоактивных отходов (РАО), расположенная в кессоне К, снабженном входным и выходным шлюзами Ш, содержит пресс 1 для предварительного уплотнения РАО в пакетах, гидравлический пресс 2 для брикетирования пакетов с РАО, устройство 3 для передачи пакетов между прессами, устройство 4 загрузки и разгрузки пресса для брикетирования, измеритель 5 высоты брикетов, укладчик 6 брикетов, накопитель 7 брикетов, устройство 8 подачи и удаления контейнеров с брикетами, а также систему программного управления. An automated production line for packing radioactive waste (RW), located in the caisson K, equipped with inlet and outlet locks Ш, contains a press 1 for preliminary compaction of RW in packages, a hydraulic press 2 for briquetting packages with RW, a device 3 for transferring packages between presses, a briquette press loading and unloading device 4, a briquette height meter 5, a briquette stacker 6, a briquette stacker 7, a briquette container supply and removal device 8, and a program control system.

При этом пресс 1 для предварительного уплотнения РАО, включающий ползун с гильзой, пресс-штемпель, прикрепленный к главному цилиндру, содержащий механизм 9 засыпки РАО в пакеты, передвижной стол 10 и приспособление 11 для съема, укладки и обжатия крышек пакетов. Устройство 4 загрузки и разгрузки пресса 2 объединено с устройством 8 и выполнено в виде трехпозиционной транспортно-силовой плиты 12, установленной на основании 13 пресса 2 с возможностью возвратно-поступательного движения на ход Н, равный расстоянию между позициями. При этом первая позиция 14 соответствует месту установки пакетов 15 перед прессом 2, вторая позиция 16 - рабочей зоне получения брикетов 17 на прессе 2, третья позиция 18 - зоне укладчика 6 брикетов в контейнер 19. At the same time, a press 1 for preliminary compaction of radioactive waste, including a slider with a sleeve, a stamp attached to the main cylinder, comprising a mechanism 9 for filling the radioactive waste into packages, a mobile table 10 and a device 11 for removing, stacking and crimping the covers of the packages. The device 4 for loading and unloading the press 2 is combined with the device 8 and is made in the form of a three-position transport and power plate 12, mounted on the base 13 of the press 2 with the possibility of reciprocating movement on stroke N equal to the distance between the positions. In this case, the first position 14 corresponds to the place of installation of the packages 15 in front of the press 2, the second position 16 to the working area for receiving briquettes 17 on the press 2, the third position 18 to the area of the stacker 6 of briquettes in the container 19.

Кроме того, пресс 2 снабжен центрователем 20 и дополнительным измерителем 21 толщины брикетов, связанным с главным ползуном 22, к которому прикреплен пресс-штемпель 23, усилие главного ползуна развивается посредством рабочего цилиндра 24, а обратный ход осуществляется от гидроцилиндров 25. На прессе 2 предусмотрен вспомогательный (нижний) ползун 26, в который вмонтирована прессующая гильза 27, перемещение нижнего ползуна осуществляется от гидроцилиндров 28, перемещение транспортно-силовой плиты 12 производится, например, от гидроцилиндров 29 (толкающего типа). Укладчик 6 брикетов содержит вертикальную штангу, на нижнем конце которой установлены клещевые захваты 30, перемещаемые посредством гидроцилиндров 31. In addition, the press 2 is equipped with a centralizer 20 and an additional meter 21 of the thickness of the briquettes, connected with the main slider 22, to which the press stamp 23 is attached, the force of the main slider is developed by means of the working cylinder 24, and the return stroke is provided from the hydraulic cylinders 25. The press 2 is provided auxiliary (lower) slider 26, in which the pressing sleeve 27 is mounted, the lower slide is moved from the hydraulic cylinders 28, the transport-power plate 12 is moved, for example, from the hydraulic cylinders 29 (sense type). The briquette stacker 6 comprises a vertical rod, at the lower end of which there are mite clamps 30, which are moved by means of hydraulic cylinders 31.

Накопитель 7 брикетов выполнен в виде многопозиционного диска 32 установленного с возможностью его поворота вокруг вертикальной оси посредством электромеханического привода 33 и снабжен двумя горизонтальными толкателями 34 и 35, первый передает брикет от укладчика 6 в накопитель 7, а второй из накопителя на позицию укладчика, при этом толкатели 34 и 35 расположены в плане на одной оси 36 с укладчиком 6 и одной из позиций диска (в данном примере на ближайшей позиции к укладчику). The briquette drive 7 is made in the form of a multi-position disk 32 mounted with the possibility of its rotation around the vertical axis by means of an electromechanical drive 33 and equipped with two horizontal pushers 34 and 35, the first transfers the briquette from the stacker 6 to the accumulator 7, and the second from the drive to the stacker position, the pushers 34 and 35 are located in plan on the same axis 36 with the stacker 6 and one of the disk positions (in this example, at the closest position to the stacker).

Поточная линия работает следующим образом. The production line works as follows.

Пустой пакет 15 с крышкой ходом стола 10, передается через рабочую зону пресса 1 к приспособлению 11, которое производит съем крышки, после чего также пакет ходом стола 10 подается на ось пресса 1, в пакет заводится гильза пресса. Предварительно разделанные и подготовленные радиоактивнозагрязненные материалы подаются в загрузочное устройство пресса 1, где посредством механизма 9 выполняется засыпка РАО в гильзу, заведенную в пакет 15, переданный столом 10 на ось пресса. Наблюдение за процессом заполнения пакета РАО ведет через окно в ползуне пресса, закрытое специальным стеклом. Затем посредством пресс-штемпеля РАО уплотняются в пакете, при этом совершается несколько циклов засыпки и уплотнений РАО в пакете до полного заполнения последнего, после чего заполненный пакет передается столом 10 к приспособлению 11, которое опускает крышку на пакет и завальцовывает ее. Далее пакет захватывается устройством 3 и передается к прессу 2 на позицию 14. An empty bag 15 with a lid by the stroke of the table 10, is transmitted through the working area of the press 1 to the device 11, which removes the lid, after which the bag is also sent by the course of the table 10 to the axis of the press 1, the press sleeve is inserted into the bag. Pre-cut and prepared radioactively contaminated materials are fed into the loading device of the press 1, where, by means of mechanism 9, RW is backfilled into a sleeve brought into bag 15 transferred to table 10 by the axis of the press. Monitoring the process of filling the package of radioactive waste is conducted through a window in the slider of the press, closed with a special glass. Then, by means of a press stamp, the radioactive waste is sealed in the bag, and several cycles of filling and sealing of the radioactive waste in the bag are completed until the latter is completely filled, after which the filled bag is transferred to table 10 to the device 11, which lowers the lid onto the bag and rolls it. Next, the package is captured by the device 3 and transferred to the press 2 at position 14.

От гидропривода пресса 2 жидкость высокого давления подается в правый цилиндр 29 передвижения плиты, а левый цилиндр соединяется со сливом, плита 12 перемещается справа налево до упоров и пакет 15 передается на позицию 16 - на ось пресса. Далее срабатывает центрователь 20 и центровочные вилки, перемещаясь навстречу друг другу, совмещают пакет 15 с осью пресса. From the hydraulic drive of the press 2, the high-pressure liquid is supplied to the right cylinder 29 of movement of the plate, and the left cylinder is connected to the drain, the plate 12 is moved from right to left until it stops and package 15 is transferred to position 16 - to the axis of the press. Next, the centralizer 20 and the centering forks are triggered, moving towards each other, combine the package 15 with the axis of the press.

После возвращения вилок центрователя в исходное положение гидроцилиндры 28 соединяются со сливом, отчего нижний ползун 26 опускается до упора гильзы 27 в опору плиты 12, при этом пакет 15 оказывается внутри гильзы 27. Главный ползун 22 опускается до касания пресс-штемпеля 23 с пакетом 15, при этом полость рабочего цилиндра 24 заполняется жидкостью наполнения. Далее подается жидкость высокого давления в рабочий цилиндр 24, совершается рабочий ход пресса - получение брикета 17, высота брикета и, следовательно, рабочий ход пресса, величины переменные, зависящие от плотности РАО, поэтому окончание рабочего хода определяется получением наибольшего давления жидкости в рабочем цилиндре и выдержкой при этом давлении в течение 1. . . 5 с, при этом измеритель 21 замеряет положение главного ползуна 22 и определяет фактическую высоту полученного брикета. After the forks of the centralizer return to their initial position, the hydraulic cylinders 28 are connected to the drain, so that the lower slider 26 is lowered all the way to the sleeve 27 in the support of the plate 12, while the packet 15 is inside the sleeve 27. The main slider 22 is lowered to touch the press stamp 23 with the packet 15, wherein the cavity of the working cylinder 24 is filled with a filling fluid. Next, a high-pressure liquid is supplied to the working cylinder 24, the working stroke of the press is performed - obtaining the briquette 17, the briquette height and, therefore, the working stroke of the press, variables that depend on the density of the radioactive waste, so the end of the working stroke is determined by obtaining the highest fluid pressure in the working cylinder and holding at this pressure for 1.. . 5 s, while the meter 21 measures the position of the main slider 22 and determines the actual height of the resulting briquette.

После окончания рабочего хода автоматически сбрасывается давление из рабочего цилиндра 24, а также подается высокое давление жидкости в полости гидроцилиндров 25, совершается подъем главного ползуна 22 в промежуточное положение (на небольшой ход 250. . . 300 мм), остановка осуществляется автоматически по положению ползуна. After the end of the working stroke, the pressure from the working cylinder 24 is automatically relieved, and a high liquid pressure is applied to the cavity of the hydraulic cylinders 25, the main slide 22 is lifted to an intermediate position (for a short stroke 250 ... 300 mm), the stop is automatically performed according to the position of the slide.

Затем жидкость высокого давления подается в полость гидроцилиндров 28 и совершается подъем нижнего ползуна 26 с гильзой 27 также в промежуточное положение таким образом, чтобы брикет 17, удерживающийся в гильзе 27 за счет сил трения, не уперся в пресс-штемпель 23 (между пресс-штемпелем и гильзой обеспечивается гарантированный зазор 10. . . 50 мм) остановка нижнего ползуна должна производиться также автоматически по его положению. Then, the high-pressure liquid is fed into the cavity of the hydraulic cylinders 28 and the lower slide 26 with the sleeve 27 is lifted to an intermediate position so that the briquette 17, which is held in the sleeve 27 due to friction, does not abut the press stamp 23 (between the press stamp and the sleeve provides a guaranteed clearance of 10. ... 50 mm) the lower slide must also be stopped automatically according to its position.

Далее совершается ход плиты 12 в обратном направлении (слева - направо), жидкость высокого давления подается в левый гидроцилиндр 29, а правый гидроцилиндр соединяется со сливом, позиция 14 выдвигается из-под пресса на ось загрузки для укладки следующего пакета. Next, the plate 12 moves in the opposite direction (from left to right), the high-pressure liquid is supplied to the left hydraulic cylinder 29, and the right hydraulic cylinder is connected to the drain, position 14 is pushed out from under the press onto the loading axis for laying the next packet.

Вновь опускаются сначала нижний ползун 26 до касания гильзы 27 в опору плиты 12, затем главный ползун 22 до касания пресс-штемпелем 23 в брикет 17, далее нижний ползун 26 совершает подъем, выталкивая брикет 17 из гильзы 27 посредством неподвижно стоящего пресс-штемпеля. Подъем нижнего ползуна совершается до упора его в главный ползун, после чего включается подъем главного ползуна и оба ползуна занимают верхнее исходное положение, где автоматически останавливаются в положении "Стоп". First, the lower slider 26 is lowered again until the sleeve 27 touches the support of the plate 12, then the main slider 22 is touched by the press stamp 23 into the briquette 17, then the lower slider 26 is lifted by pushing the briquette 17 out of the sleeve 27 by means of a stationary stamp. The rise of the lower slider is made until it stops in the main slider, after which the rise of the main slider is turned on and both sliders occupy the upper initial position, where they automatically stop in the "Stop" position.

Затем совершается ход плиты 12 справа налево, при этом брикет 17 подается на позицию 18 на ось укладки брикетов, а новый пакет 15 перемещается в позицию 16 - на ось пресса и описанный выше цикл с новым пакетом повторяется. В позиции 18 в зависимости от высоты брикета (по данным измерителя 21) подается импульс либо на опускание штанги с клещевыми захватами 30 подъемника 6 на брикет 17, либо на перемещение толкателя 34. Then the plate 12 moves from right to left, with the briquette 17 being fed to position 18 on the briquette stacking axis, and the new packet 15 is being moved to position 16 — onto the press axis, and the above cycle is repeated with the new packet. At position 18, depending on the height of the briquette (according to the meter 21), a pulse is applied either to lower the rod with the tongs 30 of the elevator 6 onto the briquette 17, or to move the pusher 34.

Если по данным измерителя 21 высота брикета не позволяет осуществить оптимальное заполнение контейнера 19 (вычисление производит ЭВМ), штанга подъемника 6 остается в верхнем исходном положении, а срабатывает толкатель 34, передавая брикет 17 на свободную позицию накопителя 7. При получении нужной высоты брикета в позиции 18 штанга с клещевыми захватами 30 опускается до касания с брикетом, происходит смыкание захватов на брикете и последующий подъем в верхнее положение. If, according to the meter 21, the briquette height does not allow optimal filling of the container 19 (the computer performs the calculation), the hoist rod 6 remains in the upper initial position, and the pusher 34 is activated, transferring the briquette 17 to the free position of the accumulator 7. Upon receipt of the desired briquette height in position 18 the rod with tongs 30 drops to touch the briquette, the grippers are closed on the briquette and then rise to the upper position.

Далее совершается ход плиты 12 слева - направо, при этом бетонный контейнер 19 перемещается на позицию 18 на ось укладки брикетов, а позиции 14 и 16 подготавливаются для проведения новых циклов. При наличии контейнера 19 на позиции 18 штанга укладчика 6 опускается до упора брикета либо в дно контейнера, либо в предыдущий брикет, после разжатия захватов штанги 24 вновь занимает верхнее исходное положение. При этом измеритель 5, установленный на укладчике 6, непосредственно измеряет заполняемость контейнера. Then the plate 12 moves from left to right, while the concrete container 19 moves to position 18 on the briquette laying axis, and positions 14 and 16 are prepared for new cycles. If there is a container 19 at position 18, the stacker bar 6 is lowered to the stop of the briquette either in the bottom of the container or in the previous briquette, after the grips of the rod 24 have been unclenched, it again occupies the upper initial position. In this case, the meter 5 mounted on the stacker 6 directly measures the occupancy of the container.

В среднем один контейнер рассчитан на пять брикетов, поэтому четыре рабочих цикла в линии идут непрерывно, а на пятом цикле (на пятом брикете) возможно либо переполнение, либо незаполнение контейнера. Для оптимального заполнения некондиционнный пятый брикет передается в накопитель 7, а из накопителя может быть возвращен на ось подъемника посредством толкателя 35 брикет необходимой высоты, подача нужной позиции с брикетом на ось толкателя осуществляется поворотом диска 32 от электромеханического привода 33. On average, one container is designed for five briquettes, so four working cycles in a line go continuously, and in the fifth cycle (on the fifth briquette) either overflow or non-filling of the container is possible. For optimal filling, the substandard fifth briquette is transferred to the accumulator 7, and from the accumulator it can be returned to the elevator axis by means of the pusher 35 the briquette of the required height, the desired position with the briquette is fed to the axis of the pusher by turning the disk 32 from the electromechanical drive 33.

Следующим перемещением плиты 12 справа налево контейнер 19 выдвигается на ось установки контейнера и в случае его заполнения брикетами, о чем сообщает оператору пресса миникомпьютер (по результатам измерения толщины брикетов измерителем 5), контейнер передвижным краном убирается через шлюз в зону складирования и на его место устанавливается новый контейнер, после чего работа прессовой установки продолжается. The next movement of the plate 12 from right to left, the container 19 extends to the axis of installation of the container and if it is filled with briquettes, as the minicomputer informs the press operator (according to the results of measuring the thickness of the briquettes with meter 5), the container is removed with a mobile crane through the gateway to the storage area and installed in its place a new container, after which the operation of the press unit continues.

Claims

AUTOMATED FLOW LINE FOR PACKAGING RADIOACTIVE WASTE (RAW), containing a briquette press placed in a caisson in a technological sequence, a device for supplying packages of radioactive waste to the briquetting press, a device for removing briquettes from the press, a briquette stacker, a briquette height measuring device , briquette storage device, made in the form of a drive multi-position disk, a device for feeding and removing containers for briquettes, a software control system This is characterized by the fact that it is equipped with a device for filling the packages with radioactive waste and their compaction, made in the form of a dispenser, a baling press connected with a dispenser with the possibility of multiple pre-pressing of radioactive waste in packages, a unit for removing, stacking and crimping the covers of the packages, a bag centering device and an additional a briquette thickness gauge installed on the briquetting press, two counter horizontal briquette pushers, installed in plan on the same axis as the briquette stacker and one of the ska drive, while the device for loading and unloading briquetting press is combined with a device for feeding and removing containers and made in the form of a three-position transport and power plate mounted on the basis of the briquetting press with the ability to move on a stroke equal to the distance between the position of the packages in front of the briquetting press and the position briquetting packages with radioactive waste or between the position of briquetting and the position of placing briquettes in a container.