[go: up one dir, main page]

RU2569336C1 - Pick-and-place device with transient unit for installation into and removal from nuclear reactor of core elements - Google Patents

Pick-and-place device with transient unit for installation into and removal from nuclear reactor of core elements Download PDF

Info

Publication number
RU2569336C1
RU2569336C1 RU2014135081/07A RU2014135081A RU2569336C1 RU 2569336 C1 RU2569336 C1 RU 2569336C1 RU 2014135081/07 A RU2014135081/07 A RU 2014135081/07A RU 2014135081 A RU2014135081 A RU 2014135081A RU 2569336 C1 RU2569336 C1 RU 2569336C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
guide
pipe
transient
container
Prior art date
Application number
RU2014135081/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Дмитриевич Васильев
Александр Павлович Иванов
Дмитрий Юрьевич Кузьмин
Андрей Владимирович Солнышков
Сергей Викторович Ларин
Валерий Александрович Щербаков
Вадим Аркадьевич Суменков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Госкорпорация "Росатом"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Госкорпорация "Росатом" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Госкорпорация "Росатом"
Priority to RU2014135081/07A priority Critical patent/RU2569336C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2569336C1 publication Critical patent/RU2569336C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: pick-and-place complex includes a conveying unit, a tight container with biological protection, a guide transient pipe and a transient unit. Movement of core elements to the tight container is performed inside the guide transient pipe tightly installed on a handling seat in a small turning plate of the reactor and attached to the container through the transient unit installed in the turning ceiling panel of the above-reactor room. The container is provided with a catch moved by means of load-carrying and control chains of the catch. The guide transient pipe is provided with a casing pipe to control the catch and a lifting device of the transient unit.
EFFECT: reduction of radiation doses on the personnel.
3 dwg

Description

Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано для установки и извлечения элементов активной зоны, имеющих размеры, не превышающие габариты тепловыделяющих сборок, из ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, в частности с натриевым.The invention relates to nuclear technology and can be used to install and remove core elements having dimensions not exceeding the dimensions of fuel assemblies from nuclear reactors with a liquid metal coolant, in particular with sodium.

Перегрузочное устройство для установки и извлечения из ядерного реактора элементов активной зоны является составным элементом транспортно-технологической системы реактора, предназначенной для проведения операций по обращению с внутриреакторными сборками. К элементам активной зоны, имеющим размеры, не превышающие габариты тепловыделяющих сборок, относятся, в частности, тепловыделяющие сборки (ТВС), рабочие органы системы управления и защиты, гильзы экспериментальных каналов и рабочих органов системы управления и защиты, сборки бокового экрана, изотопные сборки и штанги технологические. Перегрузка заключается в извлечении из реактора, охлаждаемого натриевым теплоносителем, элементов активной зоны типоразмера ТВС и установке на их место «свежих». Так как наиболее высокие требования по надежности и ремонтопригодности предъявляют к перегрузочному оборудованию, выполняющему выгрузку и транспортировку отработавшего ядерного топлива, а также загрузку свежего ядерного топлива, то перегрузочное устройство должно работать так, чтобы при любых отказах в любом оборудовании исключить возникновение ситуации, при которой невозможно было бы закончить операцию по перегрузке ядерного топлива или невозможно возвратить устройство в исходное положение с обеспечением безопасности. Поскольку между центральным залом и реактором имеется надреакторное помещение значительной высоты (6000 мм), то требуется в данном помещении создать тракт перегрузки, обеспечивающий при перегрузке необходимую защитную среду, исключающую возгорание натриевого теплоносителя.A reloading device for installing and extracting elements of the core from a nuclear reactor is an integral element of the transport and technological system of the reactor, designed for handling in-reactor assemblies. Elements of the core that have dimensions that do not exceed the dimensions of the fuel assemblies include, in particular, fuel assemblies (FAs), control and protection working bodies, sleeves of experimental channels and working bodies of the control and protection system, side screen assemblies, isotopic assemblies and technological rods. The overload consists in removing from the reactor cooled by the sodium coolant elements of the active zone of the fuel assembly size and installing “fresh” in their place. Since the highest requirements for reliability and maintainability are imposed on transshipment equipment performing the unloading and transportation of spent nuclear fuel, as well as the loading of fresh nuclear fuel, the transshipment device should operate in such a way that, in case of any failure in any equipment, it is impossible to exclude a situation in which it is impossible it would be possible to complete the operation for reloading nuclear fuel or it would be impossible to return the device to its original position with safety. Since there is an over-reactor room of considerable height (6000 mm) between the central hall and the reactor, it is required to create an overload path in this room, which provides the necessary protective environment during overloading, eliminating the ignition of the sodium coolant.

Известна перегрузочная машина ядерного реактора (патент RU №2397555 C1, G21C 19/00, G21C 19/10, опубл. 20.08.2010), содержащая рабочую штангу, вертикально установленную на тележке, и механизм подрыва с исполнительным устройством, взаимодействующим с рабочей штангой. Исполнительное устройство выполнено в виде электромеханических домкратов с жесткой кинематической связью.Known reloading machine of a nuclear reactor (patent RU No. 2397555 C1, G21C 19/00, G21C 19/10, publ. 08/20/2010) containing a working rod, vertically mounted on a trolley, and a blasting mechanism with an actuator interacting with the working rod. The actuator is made in the form of electromechanical jacks with a rigid kinematic connection.

Однако в данной машине в связи с тем, что подъем штанги производится при помощи троса, установка тепловыделяющих сборок в реактор становится проблематичной из-за необходимости преодоления силы трения, возникающей при установке сборок в соответствующие гнезда поворотных пробок реактора. Помимо этого данная перегрузочная машина не создает тракт, позволяющий производить перегрузку через надреакторное помещение.However, in this machine, due to the fact that the rod is lifted using a cable, the installation of fuel assemblies in the reactor becomes problematic because of the need to overcome the frictional force that arises when the assemblies are installed in the corresponding jacks of the reactor rotary plugs. In addition, this reloading machine does not create a path that allows overloading through the over-reactor room.

Известна машина для перегрузки тепловыделяющих сборок ядерного реактора (патент RU №2236052 С2, G21C 19/10, G21C 19/18, G21C 19/19 опубл. 10.09.2004), содержащая телескопическую штангу с качающимся захватом, управляемым канатным приводом. Качающийся захват управляется силой натяжения каната. Обеспечивается завершение операции по перегрузке тепловыделяющей сборки и расцепление с ТВС при выходе из строя органа управления захватом.A known machine for reloading fuel assemblies of a nuclear reactor (patent RU No. 2236052 C2, G21C 19/10, G21C 19/18, G21C 19/19 publ. 09/10/2004) containing a telescopic rod with a swinging grip controlled by a cable drive. The swinging grip is controlled by the rope tension force. The completion of the operation for overloading the fuel assembly and disengaging from the fuel assembly upon failure of the gripper control body is ensured.

Недостатком данной машины является возможность падения ТВС в случае отказа захвата и невозможность создать тракт перегрузки в надреакторном помещении.The disadvantage of this machine is the possibility of a fuel assembly dropping in the event of a capture failure and the inability to create an overload path in the over-reactor room.

Известна разгрузочно-загрузочная машина (РЗМ) (Доллежаль Н.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор, М., Атомиздат, 1980), позволяющая осуществлять перегрузку канального ядерного реактора на любом уровне мощности, а также после его остановки и расхолаживания. Основными частями РЗМ являются: кран, состоящий из моста и тележки, которая перемещается по мосту; скафандр; контейнер с подвижной биологической защитой, включающий привод перемещения и управления захватом и захват, перемещаемый и управляемый с помощью двух цепей, выполненных из швеллерообразных звеньев с втулками и роликами в шарнирах; ферма с технологическим оборудованием (насосы, сильфонные вентили, клапаны, емкости, баллоны сжатого воздуха), электрооборудованием и контрольно-измерительными приборами; две системы точного наведения; шлейфы и органы управления.A known loading and unloading machine (REM) (Dollezhal N.A., Emelyanov I.Ya. Channel nuclear power reactor, M., Atomizdat, 1980), which allows overloading a channel nuclear reactor at any power level, as well as after it is stopped and dampening. The main parts of the REM are: a crane, consisting of a bridge and a trolley that moves along the bridge; spacesuit; a container with movable biological protection, including a drive for moving and controlling the gripper and a gripper that is movable and controlled by two chains made of channel-shaped links with bushings and rollers in hinges; farm with technological equipment (pumps, bellows valves, valves, containers, compressed air cylinders), electrical equipment and instrumentation; two precision guidance systems; loops and controls.

РЗМ также не создает тракт, позволяющий производить перегрузку через надреакторное помещение. Кроме того, захваты РЗМ, управляемые цепями, имеют значительные габариты, что делает невозможным применение их в условиях стесненного расположения оборудования на поворотных пробках ядерного реактора.REM also does not create a path allowing overload through the over-reactor room. In addition, REM captures controlled by chains have significant dimensions, which makes it impossible to use them in the confined arrangement of equipment on the rotary plugs of a nuclear reactor.

Наиболее близкой по технической сущности является перегрузочная машина для реактора на быстрых нейтронах (А.с. SU №397094 А, G21C 19/10, опубл. 20.07.1971), содержащая транспортное устройство, герметичный контейнер, систему охлаждения тепловыделяющей сборки во время перегрузки, шибер и манипулирующее устройство, выполненное в виде штанги из двух коаксиальных труб, снабженных приводами, одна труба из которых соединена с системой охлаждения, а другая перемещается относительно первой и снабжена приспособлением для соединения с тепловыделяющей сборкой.The closest in technical essence is a reloading machine for a fast neutron reactor (AS SU No. 397094 A, G21C 19/10, publ. 07/20/1971), containing a transport device, a sealed container, a cooling system of a fuel assembly during overload, a gate and a manipulating device made in the form of a rod of two coaxial pipes equipped with drives, one pipe of which is connected to the cooling system, and the other moves relative to the first and is equipped with a device for connecting to the fuel assembly.

К недостаткам этой перегрузочной машины можно отнести:The disadvantages of this reloading machine include:

- необходимость применения протяженной штанги манипулирующего устройства;- the need to use an extended rod of the manipulating device;

- отсутствие единого канала, позволяющего производить перегрузку через надреакторное помещение с обеспечением безопасности;- the absence of a single channel that allows for overloading through the over-reactor room with safety;

- возможность механической деформации перегружаемых изделий.- the possibility of mechanical deformation of overloaded products.

В основу изобретения положена задача разработки конструкции перегрузочного устройства, позволяющего при проведении транспортно-технологических операций по перегрузке элементов активной зоны исключить механические повреждения перегружаемых элементов, обеспечить надежную защиту персонала, предотвратить недопустимый выход радиоактивности, обеспечить пожарную и физическую безопасность.The invention is based on the task of developing the design of a reloading device, which allows, during transport and technological operations to reload elements of the core, to eliminate mechanical damage to overloaded elements, to provide reliable protection for personnel, to prevent unacceptable release of radioactivity, and to ensure fire and physical safety.

Для решения поставленной задачи разработана конструкция перегрузочного устройства с переходным блоком для установки и извлечения из ядерного реактора элементов активной зоны. Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что перегрузочное устройство с переходным блоком, содержащее транспортное устройство и герметичный контейнер с биологической защитой, предложено дополнительно снабдить направляющей переходной трубой и переходным блоком, которые позволяют организовать тракт перегрузки через надреакторное помещение. Задача изобретения решается тем, что перемещение элементов активной зоны в герметичный контейнер осуществляется внутри направляющей переходной трубы, герметично установленной на гнездо перегрузки в малой поворотной плите реактора и состыкованной с контейнером через переходный блок, установленный в поворотной плите перекрытия надреакторного помещения. Данное техническое решение позволяет обеспечивать при перегрузке необходимую защитную среду и исключает возможность механической деформации перегружаемых изделий. Направляющая переходная труба и состыкованный с ней переходный блок еще выполняют функцию непрерывной биологической защиты по всей высоте надреакторного помещения. При этом герметичный контейнер оснащен захватом, перемещаемым при помощи несущей и управляющей цепей захвата, а направляющая переходная труба снабжена обсадной трубой для управления захватом и устройством для подъема переходного блока.To solve this problem, a design of a reloading device with a transition unit for installing and extracting core elements from a nuclear reactor has been developed. The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the transshipment device with the adapter block, containing the transport device and a sealed container with biological protection, it is proposed to additionally provide a guide adapter pipe and adapter block, which allow you to organize an overload path through the over-reactor room. The objective of the invention is solved in that the movement of the core elements into an airtight container is carried out inside the adapter transition pipe, hermetically mounted on the overload socket in the small rotary plate of the reactor and docked with the container through the transition block installed in the rotary plate of the over-reactor room. This technical solution allows to provide the necessary protective environment during overloading and eliminates the possibility of mechanical deformation of overloaded products. The guide adapter tube and the adapter block docked with it still perform the function of continuous biological protection along the entire height of the reactor chamber. In this case, the sealed container is equipped with a gripper that is moved by means of the carrier and control gripper chains, and the guide adapter pipe is equipped with a casing for controlling the gripper and a device for lifting the adapter block.

Технический результат, который может быть получен при использовании предлагаемого изобретения, заключается в:The technical result that can be obtained using the proposed invention is:

- возможности производить перегрузку элементов активной зоны в штатном режиме из «гнезда выгрузки» (постоянно назначенной ячейки);- the ability to overload the elements of the active zone in the normal mode from the "discharge socket" (permanently assigned cell);

- возможности перегрузки (при необходимости) элементов активной зоны с обеспечением фиксации соседних элементов;- the possibility of overloading (if necessary) the elements of the active zone with the provision of fixation of neighboring elements;

- возможности перегрузки элементов активной зоны из реактора через надреакторное помещение;- the possibility of overloading the elements of the active zone from the reactor through the over-reactor room;

- возможности производить перемещение элементов активной зоны внутри перегрузочного устройства, исключая механические повреждения;- the ability to move the elements of the active zone inside the reloading device, excluding mechanical damage;

- снижении дозовых нагрузок на обслуживающий персонал;- reduction of dose loads for staff;

- повышении надежности и безопасности работы, в т.ч. исключении падения на пол центрального зала сборок, а также посторонних предметов и сред в полость реактора.- improving the reliability and safety of work, including exclusion of falling onto the floor of the central assembly hall, as well as foreign objects and media into the reactor cavity.

Технический результат достигается тем, что:The technical result is achieved by the fact that:

- контейнер оснащен захватом, перемещаемым при помощи несущей и управляющей цепей, что позволяет производить установку в реактор элементов активной зоны с преодолением сил трения, возникающих в среде теплоносителя;- the container is equipped with a gripper moved by means of a carrier and a control circuit, which allows the installation of reactor core elements in the reactor to overcome the friction forces arising in the coolant;

- герметично установленная на поворотную плиту реактора направляющая переходная труба состыкована с переходным блоком, что создает тракт для перегрузки элементов активной зоны в надреакторном помещении с функцией непрерывной биологической защиты и позволяет производить перегрузку внутри него с обеспечением защиты элементов активной зоны еще и от механических повреждений;- the guide adapter tube sealed on the reactor rotary plate is docked with the adapter block, which creates a path for overloading the core elements in the over-reactor room with the function of continuous biological protection and allows overloading inside it while protecting core elements from mechanical damage;

- направляющая переходная труба оснащена съемной обсадной трубой с приводом вертикального перемещения, что при необходимости позволяет обеспечивать и фиксацию соседних элементов активной зоны.- the guide adapter pipe is equipped with a removable casing pipe with a vertical displacement drive, which, if necessary, allows for the fixation of neighboring elements of the active zone.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами фиг. 1-3:The invention is illustrated by drawings of FIG. 1-3:

на фиг. 1 - общий вид конструкции перегрузочного устройства с переходным блоком в исходном положении;in FIG. 1 is a general view of the design of a reloading device with a transition block in its initial position;

на фиг. 2 - в рабочем положении (захват расположен на головке сборки в активной зоне);in FIG. 2 - in the working position (the gripper is located on the assembly head in the active zone);

на фиг. 3 - выносной элемент А на фиг. 2 (нижняя часть конструкции захвата).in FIG. 3 - remote element A in FIG. 2 (lower part of the grip structure).

На фиг. 1 изображена конструкция перегрузочного устройства с переходным блоком для установки и извлечения из ядерного реактора элементов активной зоны, которая содержит: транспортное устройство 1, герметичный контейнер 2 с биологической защитой 3, направляющую переходную трубу 4 и переходный блок 5.In FIG. 1 shows the design of a reloading device with a transition block for installing and removing core elements from a nuclear reactor, which comprises: a transport device 1, a sealed container 2 with biological protection 3, a guide transition pipe 4 and a transition block 5.

Транспортное устройство 1 состоит из козлового кранового электрического самоходного моста 6 и крановой электрической самоходной тележки 7 и перемещается по центральному залу. Мост 6 предназначен для перемещения вдоль оси центрального зала и оборудован системой точного наведения на заданные координаты. Электроснабжение и управление осуществляется по шлейфу, размещаемому в каньоне центрального зала. Тележка 7 предназначена для перемещения герметичного контейнера 2 поперек оси центрального зала и также оборудована системой точного наведения на заданные координаты.The transport device 1 consists of a gantry crane electric self-propelled bridge 6 and a crane electric self-propelled trolley 7 and moves around the central hall. Bridge 6 is designed to move along the axis of the central hall and is equipped with a system of precise guidance to the specified coordinates. Power supply and control is carried out by a cable located in the canyon of the central hall. The trolley 7 is designed to move the airtight container 2 across the axis of the central hall and is also equipped with an accurate guidance system at the specified coordinates.

Герметичный контейнер 2 размещен на тележке 7 транспортного устройства 1. Герметичный контейнер 2 предназначен для обеспечения радиационной и физической безопасности при извлечении, установке, транспортировании и хранении перегружаемых элементов активной зоны. Тепловая и биологическая защита 3 герметичного контейнера 2 обеспечивается послойной установкой съемных листов теплоизоляции, замедлителя нейтронов и листов поглотителя, что позволяет упростить процесс монтажа устройства, повышает его ремонтопригодность и оптимизирует массу биологической защиты. Герметичный контейнер 2 содержит шибер 8 для герметизации контейнера и стыковки с переходным блоком 5, несущую 9 и управляющую 10 цепи захвата, привод 11 несущей цепи захвата, привод 12 управляющей цепи захвата, цепеприемники 13, направляющую трубу 14, привод 15 направляющей трубы, захват 16, привод 17 поворота захвата, ТВ-камеры 18. Захват 16, движение которого в направляющей трубе 14 ограничивают верхние концевые упоры 19 и нижние упоры «сухари» 20, включает корпус 21, штангу 22 с фиксирующей втулкой 23 и лапками 24, вилку 25. Захват 16 перемещают внутри направляющей трубы 14 при помощи привода 11 несущей цепи захвата, толкающей несущей цепи 9 захвата и звездочек 26 несущей и 27 управляющей цепей захвата. Направляющую трубу 14 перемещают внутри контейнера 2 через реечную передачу с помощью привода 15 направляющей трубы. Управление захватом 16 осуществляют приводом 12 управляющей цепи захвата через управляющую цепь 10 захвата. Размыкание захвата 16 осуществляют за счет подъема штанги 22 с втулкой 23 с помощью управляющей цепи 10 захвата. При осуществлении операции по ориентации элемента активной зоны, в частности ТВС (далее - сборка 28), захват 16 имеет фиксированное расположение по высоте, т.е. находится в крайнем верхнем положении, что исключает возможность механических деформаций перегружаемых изделий. Контроль за положением сборки 28 осуществляют с помощью трех ТВ-камер 18, размещенных в нижней части герметичного контейнера 2.The sealed container 2 is placed on the trolley 7 of the transport device 1. The sealed container 2 is designed to ensure radiation and physical safety when removing, installing, transporting and storing overloaded core elements. Thermal and biological protection 3 of the airtight container 2 is provided by layer-by-layer installation of removable sheets of thermal insulation, neutron moderator and absorber sheets, which simplifies the installation process of the device, increases its maintainability and optimizes the mass of biological protection. The sealed container 2 contains a gate 8 for sealing the container and docking with the adapter block 5, the carrier 9 and the control 10 of the capture chain, the drive 11 of the carrier chain of the capture, the drive 12 of the control chain of the capture, chain receivers 13, the guide pipe 14, the drive 15 of the guide pipe, the capture 16 , drive 17 for turning the gripper, TV camera 18. The gripper 16, the movement of which in the guide tube 14 is limited by the upper end stops 19 and the lower stops “crackers” 20, includes a housing 21, a rod 22 with a locking sleeve 23 and tabs 24, a plug 25. Capture 16 move inside the guide conductive tube 14 by the actuator 11, the carrier capture circuit pushing the carrier capture circuit 9 and sprockets 26 and 27 of the carrier capture control circuits. The guide tube 14 is moved inside the container 2 through the rack and pinion using the drive tube 15. The control of the capture 16 is carried out by the drive 12 of the control circuit of the capture through the control circuit 10 of the capture. The opening of the capture 16 is carried out by lifting the rod 22 with the sleeve 23 using the control circuit 10 of the capture. When performing an operation to orient an element of the core, in particular a fuel assembly (hereinafter referred to as assembly 28), the gripper 16 has a fixed height position, i.e. is in the highest position, which eliminates the possibility of mechanical deformation of the overloaded products. Monitoring the position of the assembly 28 is carried out using three TV cameras 18 located in the lower part of the sealed container 2.

Направляющая переходная труба 4 (фиг. 1) предназначена для организации и обеспечения герметичности тракта перегрузки 29 между реактором и верхним перекрытием центрального зала, что позволяет обеспечивать радиационную безопасность в надреакторном пространстве и центральном зале во время проведения перегрузочных операций. Направляющая переходная труба 4, установленная на гнездо перегрузки 30 в малой поворотной плите 31 реактора, которая расположена на большой поворотной плите 32 реактора, состоит из корпуса 33 направляющей переходной трубы, обсадной трубы 34, которая является съемной, и привода 35 вертикального перемещения обсадной трубы. Обсадной трубой 34 осуществляют и фиксацию соседних шести сборок от подергивания. В комплект направляющей переходной трубы 4 также входят: подъемное устройство 36, обеспечивающее перемещение переходного блока 5 при стыковке с герметичным контейнером 2, шибер 37, перекрывающий проходное сечение направляющей переходной трубы 4 при перегрузке и шлюзовании, и система замены сред 38. Принудительное охлаждение отработавших элементов активной зоны осуществляется при нахождении их в крайнем верхнем положении за счет продувки охлаждающим аргоном автономного газового контура. В случае обесточивания приводов подъема при нахождении отработавших элементов активной зоны в промежуточном положении предусмотрено автоматическое отсоединение подъемного устройства 36 от приводов для обеспечения самопроизвольного опускания элементов активной зоны в полость реактора.The guide adapter pipe 4 (Fig. 1) is designed to organize and ensure the tightness of the overload path 29 between the reactor and the upper floor of the central hall, which allows for radiation safety in the over-reactor space and the central hall during transshipment operations. The guide adapter pipe 4 mounted on the overload socket 30 in the small reactor rotary plate 31, which is located on the large reactor rotary plate 32, consists of the adapter guide body 33, the casing 34, which is removable, and the vertical casing pipe drive 35. Casing pipe 34 carry out and fixation of the neighboring six assemblies from twitching. The adapter transition pipe 4 also includes: a lifting device 36, which allows the adapter 5 to move when docked with an airtight container 2, a gate 37 that overlaps the passage section of the adapter pipe 4 when overloaded and locked, and a media replacement system 38. Forced cooling of exhaust elements the active zone is carried out when they are in their highest position due to purging by cooling argon of the autonomous gas circuit. In the case of de-energized lift drives when the spent core elements are in an intermediate position, the lifting device 36 is automatically disconnected from the drives to ensure spontaneous lowering of the core elements into the reactor cavity.

Переходный блок 5 является съемным, и его устанавливают в технологическое отверстие малой поворотной плиты 39 перекрытия надреакторного помещения, которая расположена на большой поворотной плите 40 перекрытия надреакторного помещения. Переходный блок 5 предназначен для обеспечения герметичной стыковки с герметичным контейнером 2.The adapter block 5 is removable, and it is installed in the technological hole of the small rotary plate 39 of the overlapping of the reactor room, which is located on the large rotary plate 40 of the overlapping of the reactor chamber. The adapter block 5 is designed to provide a tight dock with a sealed container 2.

Направляющая переходная труба 4, состыкованная через переходный блок 5 с направляющей трубой 14 герметичного контейнера 2, организует тракт перегрузки 29, обеспечивающий при перегрузке необходимую защитную среду.The guide adapter pipe 4, joined through the adapter unit 5 with the guide pipe 14 of the sealed container 2, organizes the overload path 29, which provides the necessary protective medium during overload.

Предлагаемое перегрузочное устройство с переходным блоком для установки и извлечения из ядерного реактора элементов активной зоны работает следующим образом.The proposed reloading device with a transition unit for installing and removing from the nuclear reactor the elements of the active zone operates as follows.

Исходное состояние перед началом перегрузки элементов активной зоны, в частном случае перегрузка ТВС (фиг. 1): реактор остановлен и расхоложен, установлены параметры реактора для режима перегрузки.The initial state before the beginning of the overload of the elements of the active zone, in the particular case, the overload of the fuel assemblies (Fig. 1): the reactor is stopped and located, the reactor parameters for the overload mode are set.

Для проведения перегрузки элементов активной зоны организовывают тракт перегрузки 29. Направляющую переходную трубу 4 устанавливают на малую поворотную плиту 31 реактора над гнездом перегрузки 30. Извлекают пробку защитную реактора (не показана). С малой поворотной плиты 39 перекрытия надреакторного помещения и направляющей переходной трубы 4 снимают технологические крышки (не показаны). Устанавливают переходный блок 5 на малую поворотную плиту 39 перекрытия надреакторного помещения и состыковывают с направляющей переходной трубой 4. С помощью транспортного устройства 1 наводят контейнер 2 на переходный блок 5, при этом шиберы 8 и 37 закрыты, захват 16 и направляющая труба 14 герметичного контейнера 2 находятся в крайнем верхнем положении. Совместным поворотом малой 31 и большой 32 поворотных плит реактора (при этом обсадная труба 34 приподнята над головками сборок 28), а также поворотом малой 39 и большой 40 поворотных плит перекрытия надреакторного помещения производят совмещение осей сборки 28, переходной направляющей трубы 4 и переходного блока 5, образуя тракт перегрузки 29. Вращением большой 32 и малой 31 поворотных плит реактора канал в малой поворотной плите 31 реактора выводят на ось перегружаемой сборки 28. Далее обсадную трубу 34 при помощи привода 35 вертикального перемещения обсадной трубы опускают и фиксируют головки шести сборок, окружающих выгружаемую сборку 28. При помощи моста 6 и тележки 7 совмещают ось герметичного контейнера 2 с осью тракта перегрузки 29. Затем герметичный контейнер 2 состыковывают с направляющей переходной трубой 4. Стыковка осуществляется за счет поднятия переходного блока 5 с помощью подъемного устройства 36 направляющей переходной трубы 4, до поджатия к корпусу герметичного контейнера 2. Производят замену среды в межшиберном пространстве на аргон при помощи системы замены сред 38.To carry out the overload of the core elements, an overload path 29 is organized. A guide adapter pipe 4 is mounted on a small rotary plate 31 of the reactor above the overload socket 30. The protective reactor plug (not shown) is removed. Technological covers (not shown) are removed from the small pivot plate 39 of the overlap of the reactor chamber and the adapter pipe guide 4. Install the adapter block 5 on a small rotary plate 39 of the over-reactor room and connect to the guide adapter pipe 4. Using the transport device 1, guide the container 2 onto the adapter block 5, while the sliders 8 and 37 are closed, the gripper 16 and the guide pipe 14 of the sealed container 2 are in the highest position. By joint rotation of the small 31 and large 32 of the rotary plates of the reactor (the casing 34 is raised above the heads of the assemblies 28), as well as the rotation of the small 39 and large 40 of the rotary plates of the overreactor room, the axes of the assembly 28, transition guide tube 4 and adapter block 5 are combined forming a path of overload 29. By rotating the large 32 and small 31 rotary plates of the reactor, the channel in the small rotary plate 31 of the reactor is brought to the axis of the overloaded assembly 28. Next, the casing 34 by means of a vertical displacement drive 35 the heads of six assemblies lowering and fixing the heads of the six assemblies surrounding the unloaded assembly 28. Using the bridge 6 and the trolley 7, the axis of the sealed container 2 is aligned with the axis of the overload path 29. Then the sealed container 2 is joined to the guide adapter pipe 4. Docking is carried out by raising the adapter block 5 using a lifting device 36 of the guide adapter pipe 4, before pressing against the body of the sealed container 2. Replace the medium in the interscale space with argon using a medium replacement system 38.

Открывают шибер 8 герметичного контейнера 2, затем шибер 37 направляющей переходной трубы 4 (фиг. 2). Захват 16 опускают на толкающей несущей цепи 9 до посадки на упоры «сухари» 20 направляющей трубы 14. Дальнейшее опускание захвата 16 осуществляют с помощью привода 15 направляющей трубы (реечного исполнения). Звездочки 26 и 27 несущей 9 и управляющей 10 цепей захвата отсоединены от приводов, вертикальное перемещение корпуса 21 захвата 16 в направляющей трубе 14 ограничено упорами «сухарями» 20 в пределах 150 мм. Производят опускание закрытого захвата 16 до контакта с головкой сборки 28. Приводом 35 вертикального перемещения обсадной трубы обсадную трубу 34 приподнимают вместе со штангой 22 с фиксирующей втулкой 23 захвата 16 до размыкания лапок 24 штанги 22 с вилкой 25, при этом захват 16 «просаживается» на головку сборки 28 за счет свободного хода. Приводом 35 вертикального перемещения обсадной трубы обсадную трубу 34 опускают до упора в головки соседних сборок, одновременно смыкая и фиксируя лапки 24 захвата 16. Для фиксации захвата 16 производят контрольное поджатие штанги 22 с втулкой 23 приводом 11 несущей цепи захвата через управляющую цепь 10 захвата до срабатывания муфты предельного момента привода. Приводом 15 направляющей трубы захват 16 со сборкой 28 извлекают из активной зоны до выхода направляющей трубы 14 на верхние концевые упоры 19. При этом происходит «рассухаривание» захвата 16 и подключение звездочек 26 и 27 несущей 9 и управляющей 10 цепей захвата к приводам. Дальнейший подъем сборки 28 осуществляют приводом 11 несущей цепи захвата до выхода в крайнее верхнее положение. На этом этапе подъема осуществляется видеофиксация ТВ-камерами 18 состояния сборки и считывание кода для внесения в систему учета. Закрывают шиберы 8, затем шибер 37 и производят продувку межшиберного пространства воздухом со сбросом сред в систему спецвентиляции.Open the gate 8 of the sealed container 2, then the gate 37 of the guide adapter pipe 4 (Fig. 2). The gripper 16 is lowered on the pushing carrier chain 9 until it is seated on the stops "crackers" 20 of the guide pipe 14. The further lowering of the gripper 16 is carried out using the drive 15 of the guide pipe (rack and pinion). The sprockets 26 and 27 of the carrier 9 and the control 10 of the gripper circuits are disconnected from the drives, the vertical movement of the housing 21 of the gripper 16 in the guide tube 14 is limited by stops "crackers" 20 within 150 mm. The closed grip 16 is lowered until it contacts the assembly head 28. With the drive 35 for vertical movement of the casing, the casing 34 is lifted together with the rod 22 with the fixing sleeve 23 of the grip 16 until the tabs 24 of the rod 22 with the fork 25 open, while the grip 16 is “sagged” onto assembly head 28 due to free play. With the drive 35 for vertical movement of the casing pipe, the casing 34 is lowered all the way into the heads of neighboring assemblies, while simultaneously locking and fixing the tabs 24 of the grip 16. To fix the grip 16, a control preload of the rod 22 with the sleeve 23 of the drive 11 of the grip chain through the control circuit 10 of the grip is activated clutch drive torque limit. The drive 15 of the guide tube capture 16 with the assembly 28 is removed from the active zone until the guide tube 14 reaches the upper end stops 19. In this case, “dry” of the capture 16 and the connection of the sprockets 26 and 27 of the carrier 9 and the control 10 of the capture circuit to the drives. Further raising of the assembly 28 is carried out by the drive 11 of the gripping carrier circuit until it reaches its highest position. At this stage of the upgrade, the video cameras 18 state the assembly state and read the code for entering into the accounting system. The gates 8 are closed, then the gates 37 and the inter-crib space is purged with air with the discharge of media into the special ventilation system.

С помощью подъемного устройства 36 направляющей переходной трубы 4 производят опускание переходного блока 5, герметичный контейнер 2 отстыковывают и перемещают к принимающему оборудованию транспортно-технологической части, где производится его стыковка по схеме, аналогичной схеме стыковки с направляющей переходной трубой 4. Отработавшую сборку 28 опускают в принимающее оборудование транспортно-технологической части с помощью захвата 16. По условиям компоновки принимающего оборудования по высоте размещения в процессе опускания может быть задействована и направляющая труба 14, например, при стыковке с гнездами защитных камер. Размыкание захвата 16 осуществляют за счет подъема штанги 22 с втулкой 23 с помощью управляющей 10 цепи захвата.Using the lifting device 36 of the guide adapter pipe 4, lower the adapter block 5, unseal the container 2 and open it to the receiving equipment of the transport and technological part, where it is docked according to a scheme similar to the scheme of docking with the guide adapter pipe 4. The spent assembly 28 is lowered into receiving equipment of the transport and technological part using the capture 16. According to the layout of the receiving equipment according to the height of placement during lowering, it could s is enabled and the guide tube 14, e.g., during docking with the slots protective cells. The opening of the capture 16 is carried out by lifting the rod 22 with the sleeve 23 using the control circuit 10 of the capture.

Операцию по ориентации сборки 28 производят при нахождении захвата 16 в крайнем верхнем положении приводом 17 поворота захвата. Контроль за положением сборки 28 осуществляют с помощью трех ТВ-камер 18, размещенных в нижней части герметичного контейнера 2 таким образом, что нижний хвостовик сборки 28 с элементом шестигранника чехла находится в зоне обзора. Для обеспечения возможности видеофиксации состояния сборки 28 перемещение захвата 16 осуществляют в два этапа - сначала на несущей 9 и управляющей 10 цепях захвата захват 16 опускают до посадки на нижние упоры «сухари» 20 направляющей трубы 14. Производят отсоединение звездочек 26 и 27 цепей от приводов и взаимную блокировку звездочек. Включают привод 15 направляющей трубы 14 и дальнейшее опускание сборки 28 производят за ее счет до посадки на головку сборки 28, захват 16 при этом закрыт. Разматывание несущей 9 и управляющей 10 цепей захвата при этом осуществляется под собственным весом.The operation to orient the assembly 28 is performed when the gripper 16 is in its highest position by the drive 17 of the rotation of the gripper. Monitoring the position of the assembly 28 is carried out using three TV cameras 18 located in the lower part of the sealed container 2 so that the lower shank of the assembly 28 with the hexagon element of the cover is in the field of view. To enable video recording of the state of the assembly 28, the capture 16 is moved in two stages - first, on the carrier 9 and the control 10 of the capture chains, the capture 16 is lowered to fit the “crackers” 20 of the guide pipe 14 to the lower stops. The sprockets 26 and 27 of the chains are disconnected from the drives and deadlock stars. The drive 15 of the guide tube 14 is turned on, and the assembly 28 is further lowered to account for it being mounted on the assembly head 28; the gripper 16 is closed. The unwinding of the carrier 9 and the control 10 of the capture circuit is carried out under its own weight.

В случае обесточивания приводов при нахождении сборки 28 в промежуточном положении предусмотрено отсоединение механизмов подъема от приводов для обеспечения самопроизвольного опускания сборки 28 в полость реактора для обеспечения теплоотвода в среде теплоносителя.In the event of a blackout of the drives when the assembly 28 is in an intermediate position, it is provided that the lifting mechanisms are disconnected from the drives to ensure that the assembly 28 is spontaneously lowered into the reactor cavity to provide heat removal in the coolant medium.

Установку «свежих» сборок в реактор осуществляют в обратной последовательности. «Свежие» сборки перед загрузкой в реактор выдерживают в барабане свежих сборок. Загружают «свежую» сборку из барабана свежих сборок в верхнюю полость контейнера 2, закрывают шибер 8. С помощью транспортного устройства 1 перемещают герметичный контейнер 2 со «свежей» сборкой к тракту перегрузки 29. С помощью подъемного устройства 36 направляющей переходной трубы 4 производят вновь подъем переходного блока 5 до стыковки с герметичным контейнером 2. Открывают шибер 37 направляющей переходной трубы 4. Опускают обсадную трубу 34 для фиксации соседних сборок, затем открывают шибер 8 герметичного контейнера 2. Опускают «свежую» сборку в гнездо перегрузки 30. Открывают захват 16 на головке «свежей» сборки. Поднимают захват 16 в верхнюю полость герметичного контейнера 2. Закрывают шибер 8 герметичного контейнера 2, затем шибер 37 направляющей переходной трубы 4, производят продувку межшиберного пространства воздухом со сбросом среды в систему спецвентиляции. Производят отстыковку герметичного контейнера 2, опустив переходный блок 5.The installation of "fresh" assemblies in the reactor is carried out in the reverse order. “Fresh” assemblies are kept in the drum of fresh assemblies before loading into the reactor. Download the “fresh” assembly from the drum of the fresh assemblies into the upper cavity of the container 2, close the gate 8. Using the transport device 1, move the sealed container 2 with the “fresh” assembly to the overload path 29. Using the lifting device 36 of the guide adapter tube 4, lift again the adapter block 5 before docking with the sealed container 2. Open the gate 37 of the guide adapter 4. Lower the casing 34 to fix the neighboring assemblies, then open the gate 8 of the airtight container 2. Lower the “fresh” Orc overloaded socket 30. Open the grip 16 on the head of "fresh" assembly. Raise the gripper 16 into the upper cavity of the airtight container 2. Close the gate 8 of the airtight container 2, then the gate 37 of the guide adapter tube 4, purge the interscreen space with air and discharge the medium into the special ventilation system. Disconnect the sealed container 2 by lowering the adapter block 5.

Наводят перегрузочное устройство с переходным блоком для установки и извлечения из ядерного реактора элементов активной зоны на следующую пару ТВС и производят перегрузку.A reloading device with a transition block is inserted for installation and extraction of core elements from the nuclear reactor onto the next pair of fuel assemblies and overloading is performed.

Предложенное устройство обеспечивает требуемую безопасность работ, радиационную защиту персонала, а также защиту персонала от температурных воздействий, при этом:The proposed device provides the required safety of work, radiation protection of personnel, as well as protection of personnel from temperature effects, while:

- создается единый герметичный тракт перегрузки, обеспечивающий непрерывную биологическую защиту и необходимую защитную среду, исключающую возгорание натриевого теплоносителя;- creates a single sealed overload path, providing continuous biological protection and the necessary protective environment, eliminating the ignition of sodium coolant;

- выгрузка в герметичный контейнер облученных элементов активной зоны из реактора производится внутри перегрузочного устройства в защитной среде инертного газа, исключая попадание воздуха в реактор, через надреакторное помещение.- unloading the irradiated elements of the core from the reactor into a sealed container is carried out inside the reloading device in an inert gas protective environment, excluding air entering the reactor through the over-reactor room.

Claims (1)

Перегрузочное устройство с переходным блоком для установки и извлечения из ядерного реактора элементов активной зоны, содержащее транспортное устройство, герметичный контейнер, шибер, отличающееся тем, что дополнительно включает создающие тракт перегрузки направляющую переходную трубу и переходный блок, при этом направляющая переходная труба герметично установлена на поворотной плите реактора и оснащена подъемным устройством, обеспечивающим перемещение переходного блока, и съемной обсадной трубой с приводом вертикального перемещения, а переходный блок, обеспечивающий стыковку с герметичным контейнером, установлен в поворотной плите перекрытия надреакторного помещения, причем герметичный контейнер оснащен биологической защитой и захватом, перемещаемым при помощи несущей и управляющей цепей захвата. A transfer device with a transition block for installing and removing core elements from a nuclear reactor, comprising a transport device, an airtight container, a gate, characterized in that it further includes a guide transition tube and a transition block creating an overload path, wherein the guide transition tube is hermetically mounted on the swivel the reactor plate and is equipped with a lifting device for moving the adapter block, and a removable casing with a vertical displacement drive Nia, a transition block, providing the dock with the sealed container, is mounted in the rotary plate overlapping nadreaktornogo space, wherein the sealed container is equipped with a biological shielding and seizure, a carrier movable by means of the control and trapping circuits.
RU2014135081/07A 2014-08-26 2014-08-26 Pick-and-place device with transient unit for installation into and removal from nuclear reactor of core elements RU2569336C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014135081/07A RU2569336C1 (en) 2014-08-26 2014-08-26 Pick-and-place device with transient unit for installation into and removal from nuclear reactor of core elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014135081/07A RU2569336C1 (en) 2014-08-26 2014-08-26 Pick-and-place device with transient unit for installation into and removal from nuclear reactor of core elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2569336C1 true RU2569336C1 (en) 2015-11-20

Family

ID=54598418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014135081/07A RU2569336C1 (en) 2014-08-26 2014-08-26 Pick-and-place device with transient unit for installation into and removal from nuclear reactor of core elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2569336C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687244C1 (en) * 2018-06-27 2019-05-08 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" (АО "ЦКБМ") Device for installation of casing pipe unloading-loading machine
RU2717964C1 (en) * 2019-10-02 2020-03-27 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" (АО "ЦКБМ") Device for extraction of pipe of casing unloading-loading machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6359953B1 (en) * 1997-11-12 2002-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Loading machine for transferring closely adjacent elongate articles, in particular fuel elements, and method for simultaneously transferring fuel elements
RU2224307C2 (en) * 2002-01-08 2004-02-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "ГАММА-С" Fast reactor refueling method and system
UA22278U (en) * 2005-10-24 2007-04-25 Uzdaroji Akcine Bendrove Energ Protective chamber for loading a module with irradiated fuel elements into a transport container
US20130177124A1 (en) * 2010-09-15 2013-07-11 Areva Np Device for the dry handling of nuclear fuel assemblies

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6359953B1 (en) * 1997-11-12 2002-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Loading machine for transferring closely adjacent elongate articles, in particular fuel elements, and method for simultaneously transferring fuel elements
RU2224307C2 (en) * 2002-01-08 2004-02-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "ГАММА-С" Fast reactor refueling method and system
UA22278U (en) * 2005-10-24 2007-04-25 Uzdaroji Akcine Bendrove Energ Protective chamber for loading a module with irradiated fuel elements into a transport container
US20130177124A1 (en) * 2010-09-15 2013-07-11 Areva Np Device for the dry handling of nuclear fuel assemblies

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687244C1 (en) * 2018-06-27 2019-05-08 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" (АО "ЦКБМ") Device for installation of casing pipe unloading-loading machine
RU2717964C1 (en) * 2019-10-02 2020-03-27 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" (АО "ЦКБМ") Device for extraction of pipe of casing unloading-loading machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bachmann et al. Conceptual study of the remote maintenance of the DEMO breeding blanket
US11610694B2 (en) Nuclear reactor system with lift-out core assembly
US20140270043A1 (en) System and method for processing spent nuclear fuel
RU2569336C1 (en) Pick-and-place device with transient unit for installation into and removal from nuclear reactor of core elements
Bachmann et al. Progress in the development of the in-vessel transporter and the upper port cask for the remote replacement of the DEMO breeding blanket
Steinbacher et al. Design of the gripper interlock that engages with the DEMO breeding blanket during remote maintenance
CN111028968A (en) Reactor loading and unloading system and method thereof
JP2015221475A (en) Manipulator for radiation environment and fuel debris disassembling device
Sykes et al. Status of ITER neutral beam cell remote handling system
EP3133610B1 (en) Method of extracting plug and removable unit when refueling nuclear reactor
RU2323493C1 (en) Nuclear power station refueling method and device for afterburning
RU2580522C1 (en) Guide channel
Choi et al. Concept design of the upper port remote handling equipment for ITER neutral beam cell maintenance
RU2569334C1 (en) Pick-and-place device for installation and extraction from reactor of lengthy equipment
RU2371790C1 (en) Loadind device
US20210296016A1 (en) Fuel assembly handling device and handling assembly comprising such a device
Dechelette et al. Study and Evaluation of Innovative Fuel Handling Systems for Sodium‐Cooled Fast Reactors: Fuel Handling Route Optimization
JP4295733B2 (en) How to store in-furnace structures
Burgess et al. Remote maintenance of in-vessel components for ITER
RU103657U1 (en) REACTOR PIPE UNIT INSTALLATION AND DISASSEMBLY DEVICE
RU2580520C1 (en) Device for transportation of removable block
Freede SRE Core Recovery Program
RU2580925C1 (en) Overload device
Harrington Application of remote technology for spent fuel management as proposed for a potential repository at Yucca Mountain
CN121063123A (en) Automatic battery pack transfer system and control method