Способ восстановления частично поврежденной двухпучковой топливной сборки ядерного реактора, камера для разделки и фальштвэл для восстановления топливной сборки

Способ восстановления частично поврежденной двухпучковой топливной сборки ядерного реактора, камера для разделки и фальштвэл для восстановления топливной сборки

Реферат

 

Сущность: способ осуществляется в камере разделки и включает установку поврежденного пучка твэлов в пенал кантователя, извлечение поврежденного твэла и установку на его место фальштвэла с последующей фиксацией. При этом, поврежденный твэл до его извлечения из пучка проворачивают вдоль его продольной оси и вытягивают из силовой решетки, а при установке фальштвэла в пучок твэлов вначале его перемещают относительно неподвижного пучка, а затем относительно неподвижного фальштвэла перемешивают пучок твэлов. Камера разделки снабжена комплектом сменных приспособлений, устанавливаемых в отрезной станок камеры разделки, чехол кантователя снабжен центрирующей втулкой, а в пенале выполнены продольные пазы. 3 с.п.ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к способам ремонта топливных сборок ядерных реакторов и может быть использовано для восстановления частично поврежденной двухпучковой топливной сборки. Кроме того, данное изобретение касается камеры для разделки частично поврежденной двухпучковой топливной сборки и касается конструкции фальштвэла для восстановления топливной сборки.

Ранее был предложен способ разделки двухпучковой топливной сборки и камера разделки для его осуществления (Оборудование отделения разделки, комплекс 552. Технические условия на поставку. N государственной регистрации 1323414, ЦКБМ, 1977). Построенная на Ленинградской АЭС с реактором типа РБМК камера разделки содержит кран, кантователь с чехлом, отрезной станок, зажимное устройство и манипулятор. Процесс разделки топливной сборки, осуществляемый в этой камере, длителен во времени, что обусловлено многократным перемещением самой топливной сборки, чехла кантователя и топливной сборки совместно с чехлом между оборудованием камеры разделки. Сама же камера разделки не приспособлена к тому, чтобы в ней проводить восстановление поврежденной топливной сборки.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому является способ частичного восстановления поврежденной топливной сборки, разработанной фирмой Westinghause Еlectric Corp (Nuclear Еngineering International 1987, v. 32, N 401, p.p. 39 41). При ремонте топливная сборка помещается в контейнер, контейнер поворачивается на 180^o, удаляется концевой элемент сборки. Твэл, имеющий протечку, извлекается и заменяется на фальштвэл. Затем устанавливается концевой элемент, сборка вновь поворачивается на 180^o, извлекается из контейнера и после этого она готова к установке в реактор.

Рассмотренный способ не может быть применен для ремонта пучков твэлов двухпучковой топливной сборки. Конструкция пучка твэлов такова, что после удаления концевой детали (нижней или верхней в зависимости от того, какой пучок твэлов ремонтируется) поврежденный твэл не может быть удален из пучка. Это объясняется тем, что все твэлы с одной его стороны жестко закреплены в силовой решетке и не могут быть вытянуты через нее. Их невозможно вытянуть и с противоположной стороны пучка, поскольку твэлы в пучке плотно размещены и не представляется возможным захватить одиночный твэл. Кроме того, после нахождения в реакторе в месте контакта конца твэла с силовой решеткой образуется прочное соединение и при попытке вытягивания твэла он может быть разрушен.

Оборудование для осуществления по вышеуказанному способу разделки и ремонта топливной сборки размещено в бассейне выдержки и включает мостовой кран бассейна выдержки, подъемник с контейнером для топливной сборки, инструмент для удаления концевых элементов топливной сборки, средство захвата для удаления и установки твэлов и фальштвэлов в топливную сборку.

C помощью указанного оборудования не представляется возможность осуществить ремонт пучков твэлов двухпучковой топливной сборки, так как нет возможности захватить твэл для его удаления из пучка твэлов. Кроме того, с помощью этого оборудования невозможно установить в пучок твэлов фальштвэл, так как установка фальштвэла в рассмотренном способе осуществляется только путем его заталкивания, что может в случае возникновения сопротивления при проталкивании фальштвэла через дистанционирующие и силовую решетки привести к повреждению пучка твэлов.

Сам фальштвэл, являющийся по своей форме и внешним габаритам полной копией (имитатором) твэла, содержащем оболочку с концевым элементом под силовую решетку пучка твэлов, также не может быть применен для ремонта пучков двухпучковой сборки в силу невозможности его крепления в силовой решетке пучка твэлов.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявляемому устройству является (Камера разделки топливных сборок ядерного реактора, патент РФ N 1250081, кл. G 21 F 7/06), содержащая перемещающейся в камере кран, шахту разделки, установленный в шахте разделки с возможностью вертикального перемещения кантователь с поворотным чехлом, отрезной станок со шпинделем и зажимное устройство, смонтированное с возможностью его установки соосно шахте разделки, и манипулятор с рабочим органом.

Указанная камера разделки не позволяет осуществить с помощью имеющегося в камере оборудования для ремонта пучков твэлов.

Технической задачей предложенного изобретения является разработка способа восстановления частично поврежденной двухпучковой топливной сборки ядерного реактора путем ремонта пучков твэлов, а также создание камеры для разделки частично поврежденной двухпучковой топливной сборки путем расширения технологических возможностей известной камеры разделки. Еще одной задачей предложенного изобретения является создание такой конструкции фальштвэла, которая позволила бы осуществить простую и надежную фиксацию фальштвэла в силовой решетке пучка твэлов.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ восстановления частично поврежденной двухпучковой топливной сборки ядерного реактора, по которому можно было бы осуществить ремонт пучков твэлов, создать камеру разделки для реализации указанного способа и создать фальштвэл, конструктивное выполнение которых позволила бы осуществить восстановление двухпучковой топливной сборки наилучшим образом.

Эта задача решается тем, что в способе восстановления частично поврежденной двухпучковой топливной сборки ядерного реактора, включающем раздельный ремонт ее пучков путем установки поврежденного пучка в кантователь, поворот кантователя на 180^o, извлечение из пучка поврежденного твэла, установку на его место фальштвэла с последующей его фиксацией в пучке, поворот кантователя в исходное положение и извлечение пучка из кантователя, согласно изобретению после установки пучка твэлов в кантователь осуществляют его центровку, срыв стопорной шайбы с головки поврежденного твэла, проворот головки в силовой решетке пучка и выталкивание головки поврежденного твэла из силовой решетки, а перед установкой фальштвэла пучок твэлов размещают в пенале, при этом установку фальштвэла осуществляют в два этапа, перемещая вначале относительно неподвижного пучка фальштвэла, а затем пучок относительно неподвижного фальштвэла.

Указанная задача решается также тем, что в камере для разделки частично поврежденной двухпучковой топливной сборки, содержащей перемещающийся в камере кран, шахту разделки, установленный в шахте с возможностью вертикального перемещения кантователь с поворотным чехлом, отрезной станок со шпинделем и зажимное устройство, смонтированное с возможностью его установки соосно шахте разделки, и манипулятор с рабочим органом, согласно изобретению камера снабжена пеналом, размещенным в чехле и состоящим из двух секций, при этом на нижней секции пенала вдоль ее образующей выполнен по крайней мере один паз, чехол кантователя снабжен съемной центрирующей втулкой, зажимное устройство снабжено сменными вставками, манипулятор снабжен приспособлением для срыва стопорной шайбы, устанавливаемым в его рабочий орган, а станок снабжен приспособлением для проворота головки твэла, захватом и вилкой, поочередно устанавливаемых в его шпиндель и имеющих соответствующие исполнительные органы для взаимодействия с элементами твэла и фальштвэла.

Кроме того, указанная задача решается также тем, что в фальштвэле для восстановления топливной сборки, содержащем оболочку с концевым элементом под силовую решетку пучка твэлов согласно изобретению на концевом элементе выполнена выступающая из силовой решетки тонкостенная юбка, охватывающая съемную головку, снабженную двумя канавками, отстоящими друг от друга на величину, превышающую ширину дистанционирующей решетки пучка твэлов.

Такое конструктивное выполнение камеры для разделки двухпучковой топливной сборки ядерного реактора и конструкция фальштвэла, предназначенные для осуществления способа восстановления частично поврежденной сборки, согласно изобретению обеспечивают простой и надежный ремонт пучков твэлов, а также обеспечивают восстановление из отремонтированных пучков твэлов двухпучковой топливной сборки.

На фиг.1 изображена двухпучковая топливная сборка, подлежащая разделке; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 вид в плане камеры разделки; на фиг. 4 разрез по Б-Б на фиг.3; на фиг.5 размещение топливной сборки и пенала в чехле кантователя; на фиг.6 маршрутная схема разделки двухпучковой топливной сборки: а) отрезка подвески, б) отрезка нижнего крепежного средства, в) удаление несущего стержня, г) удаление верхнего пучка твэлов, д) удаление верхней секции пенала, г) подготовка к повороту чехла на 180^o, ж) одевание крышки на чехол кантователя, з) поворот чехла кантователя на 180^o, и) исходное положение перед ремонтом пучка твэлов; на фиг.7 конструкция фальштвэла; на фиг.8 удаление стопорной шайбы; на фиг.9 вид по стр. В на фиг.8; на фиг. 10 проворот головки твэла; на фиг.11 выталкиватель твэла из силовой решетки; на фиг. 12 установка фальштвэла в пучок приспособлением "оправка-захват" (первый этап установки), на фиг.13 установка фальштвэла в пучок приспособлением "оправка-захват" (второй этап установки); на фиг.14 - удаление поврежденного твэла; на фиг.15 разрез по Г-Г на фиг.13; на фиг.16 - установка фальштвэла в силовую решетку пучка; на фиг.17 фиксация фальштвэла в силовой решетке; на фиг.18 вид на силовую решетку пучка; на фиг.19 - разрез по Д-Д на фиг.18.

Двухпучковая топливная сборка 1 (фиг.1,2) состоит из двух пучков твэлов 2 и 3, образованных твэлами 4, размещенными в дистанционирующих решетках 5, которые жестко соединены с каркасной трубой 6. Через каркасную трубу 6 проходит несущий стержень 7. Нанизанные на несущий стержень 7 пучки твэлов 2 и 3 зафиксированы на стержень 7 с помощью верхнего 8 и нижнего 9 хвостовиков. Пучки твэлов 2 и 3 отделены друг от друга втулкой 10, размещенной на выступающих концах каркасной трубы 6. Нижний хвостовик 9 закреплен на несущем стержне 7 с помощью нижнего крепежного средства 11, выполненного в виде гайки, застопоренной на несущем стержне 7. К верхнему хвостовику 8 прикреплена подвеска 12. Каждый пучок твэлов 2 и 3 снабжен силовой решеткой 13, расположенной в той части пучков, которая примыкает соответственно к хвостовикам 8 и 9. Каждый твэл 4 имеет головку 14, которая проходит через силовую решетку 13 и фиксируется в ней с помощью стопорной шайбы 15 (фиг.9). При этом конструкция твэла 4 такова, что через силовую решетку 13 может пройти только его головка 14.

Патентуемая камера разделки 16 (фиг.3,4) двухпучковой топливной сборки 1, реализующая патентуемый способ, содержит приемное гнездо 17, в котором размещаются подлежащие разделке и ремонту топливные сборки. Кроме того, в камере находится кран 18, отрезной станок 19 со шпинделем 20 (фиг.10), зажимное устройство 21, смонтированное с возможностью его установки соосно шахте разделки 22, манипулятор 23 с рабочим органом 24, станок рубки 25, установленный над шахтой 26, с размещенным в ней чехлом 27 для несущих стержней 7 топливной сборки 1, кантователь 28 и транспортные контейнеры 29 для установки в них поврежденных пучков твэлов.

Кантователь 28 (фиг.4) выполнен в виде тележки 30, перемещающейся по направляющим 31, проложенным в шахте разделки 22. На тележке 30 закреплены два кронштейна 32, в опорах 33 которых расположен горизонтально поворотный шпиндель 34. В шпинделе 34 установлен и закреплен чехол 35, закрывающийся с обоих торцов съемными крышками 36. Тележка 30 перемещается трособлочным приводом, условно показанным в виде троса 37, барабана 38, лебедки 39, соединенной с мотор-редуктором 40, размещенным с наружной стороны камера разделки.

Чехол 35 кантователя имеет привод поворота, который для обеспечения поворота чехла на 180^o в автоматическом режиме выполнен в виде механизма (не показан), размещенного в поворотном шпинделе 34 и системы управления 41 (фиг.4).

Внутри чехла 35 (фиг.5) устанавливается быстроразъемный пенал 42, состоящий из двух секций, нижней 43 и верхней 44. На нижнем конце нижней секции 43 пенала 42 имеется коническое отверстие 45, с которым контактирует нижний хвостовик 9 топливной сборки 1, центрируя ее в пенале. Через отверстие 45 проходит крепежное средство 11 топливной сборки 1 и имеется доступ к головкам 14 твэлов со стороны силовой решетки 13. Кроме того, на нижней секции 43 пенала вдоль ее образующей выполнен по крайней мере один продольный паз 46 (фиг. 13), практически проходящий вдоль всей длины секции 43, и элемент быстроразъемного соединения (не показан), расположенный на верхней части нижней секции 43 пенала. На нижней конце верхней секции 44 пенала 42 расположен ответный элемент быстроразъемного соединения (не показан), а на противоположном конце верхней секции 44 пенала расположены на разных уровнях равномерно по окружности зажимные 47 и центрирующие 48 элементы, имеющие концы 49 под рабочий орган 24 манипулятора 23. Зажимные и центрирующие элементы имеют возможность перемещения в направлении, перпендикулярном оси пенала. Их перемещение осуществляется с помощью известного привода типа винт-гайка при вращении концов 49 рабочим органом 24 манипулятора 23.

В камере разделки 16 имеются чехлы 50 для размещения в них разделанных пучков твэлов 2 и 3, которые не нужно ремонтировать и которые будут использованы для восстановления топливной сборки.

Для ремонта пучков твэлов применяется фальштвэл 51 (фиг.7), выполненный в виде оболочки 52 с концевым элементом под силовую решетку пучка твэлов и съемной головки 53, причем на концевом элементе выполнена выступающая из силовой решетки тонкостенная юбка 54, охватывающая головку 53, снабженную двумя канавками 55 и 56, отстоящими друг от друга на величину, превышающую ширину дистанционирующей решетки 5 пучка твэлов топливной сборки 1. На съемной головке 53 имеются заходной конец 57 и квадрат 58.

Для осуществления ремонта пучков твэлов камера разделки снабжена приспособлением для срыва 59 стопорной шайбы 15, устанавливаемым в рабочий орган 24 манипулятора 23 и выполненным в виде вязального крючка (фиг.8). Кроме того, камера разделки снабжена комплексом сменных приспособлений 60, 61, 62 и 63, устанавливаемых в шпиндель 20 отрезного станка 19 и имеющих соответствующие исполнительные органы для взаимодействия с твэлами и фальштвэлом. Приспособление 60 (фиг. 10), предназначенное для проворота твэла, содержит конический хвостовик 64, винт 65, упругую цангу 66 и корпус 67, на нижнем конце которого выполнен конус в виде двух разъемных втулок для взаимодействия с упругой цангой. Приспособление 61 (фиг.11) предназначено для выталкивания твэла 4 из силовой решетки 13 и содержит конический хвостовик 64, подпружиненный толкатель 68, один конец которого взаимодействует с головкой твэла 14, а противоположный с индикатором нагрузки 69, размещенным с помощью скобы 70 на корпусе 71 приспособления 61.

Приспособление 62 оправка-захват (фиг.12) предназначено для установки фальштвэла 51 и содержит конический хвостовик 64, корпус 72 и схват 73. Сведение и разведение рычагов схвата 73 осуществляется известным способом при вращении квадрата 74 рабочим органом 24 манипулятора 23.

Приспособление 63 оправа-вилка (фиг.13) предназначено для удержания фальштвэла 51 при ремонте пучка твэлов. Приспособление 63 содержит конический хвостовик 64, корпус 75, поступательно перемещающуюся вилку 76, чье перемещение осуществляется известным способом при взаимодействии с квадратом 77 рабочего органа 24 манипулятора 23.

Для удаления поврежденного твэла из пучка твэлов и для переноса фальштвэла применяется захват 78 (фиг.14), подвешиваемый на крючке крана 18. Зажимное устройство 21 снабжено сменными вставками 79 (фиг.17), предназначенными для фиксации фальштвэла в пучке твэла путем деформации тонкостенной юбки 54. Чехол 35 кантователя 28 снабжен съемной центрирующей втулкой 80, устанавливаемый во время удаления поврежденного твэла из пучка твэлов.

Работы по восстановлению частично поврежденной двухпучковой топливной сборки осуществляется в следующей последовательности. Топливную сборку разделяют на два пучка твэлов. Затем осуществляют ремонт поврежденного пучка твэлов путем удаления из него поврежденного твэла и установки на его место фальштвэла. После этого осуществляют монтаж топливной сборки из отремонтированных пучков твэлов.

I. Разделка топливной сборки. Исходное положение: тележка 30 кантователя 28 находится в нижнем положении шахты разделки 22. Нижний конец чехла 35 кантователя закрыт крышкой 36, с верхнего конца чехла такая крышка удалена. В чехле 35 установлен пенал 42.

Подлежащую разборке двухпучковую топливную сборку 1 извлекают из приемного гнезда 17 и краном 18 устанавливают в пенал 42, при этом нижний наконечник 9 топливной сборки контактирует с коническим отверстием 45, а крепежное средство 11 проходит через отверстие 45 и располагается ниже торца пенала 42. С помощью центрирующих элементов 48, воздействующих на силовую решетку 13, топливную сборку 1 выверяют по продольной оси пенала, а затем зажимными элементами 47, воздействующими на верхний хвостовик 8, фиксируют в пенале.

Зажимным устройством 21 осуществляют фиксацию пенала 42. Шпиндель 20 отрезного станка 19 с режущим инструментом известным способом подводят к подвеске 12 и отрезают ее (фиг.6а). Краном 18 подвеску переносят в станок рубки 25, где осуществляют ее разделку на мерные заготовки, которые затем складируют в чехол 27 шахты 26. После этого отводят: шпиндель 29 станка резки, центрирующие элементы 48 и зажимное устройство 21. Краном 18 (фиг.6б) с повешенным на нем новым захватным органом (захватные органы заменяются дистанционно известным способом) пенал 42 совместно с двумя пучками твэлов поднимается из чехла 35 кантователя 28 до положения, при котором крепежное средство 11 топливной сборки окажется в зоне реза станка 19. Зажимным устройством 21 нижний хвостовик 8 фиксируют, а затем отрезают крепежное средство 11. Манипулятором 23 отрезанная часть нижнего хвостовика переносится в чехол для отходов.

После этого зажимное устройство 21 и шпиндель 20 отрезного станка 19 отводят, а пенал 42 опускают в чехол 35 кантователя 28. Зажимные элементы 47 отводят в исходное положение, а краном 18 с новым захватным органом удаляют верхний хвостовик 8, несущий стержень 7 и переносят их в станок рубки 25, где осуществляют их разделку на мерные заготовки, которые затем складывают в чехол 27 (фиг.6в).

После этого краном 18 удаляют верхний пучок твэлов 2 (фиг.6г). Поврежденный пучок переносят в контейнер 29, а если пучок не поврежден, то его устанавливают в один из чехлов 50, находящихся в камере разделки 16.

Затем поднимают тележку 30 кантователя в среднее положение шахты 26 (фиг. 6д), фиксируют нижнюю секцию 43 пенала в зажимном устройстве 21, расцепляют быстроразъемный замок пенала 42 и краном 18 удаляют его верхнюю секцию 44. Манипулятором 23 удаляют втулку 10 топливной сборки 1 и одевают на чехол 35 крышку 28. Таким образом в чехле кантователя остались нижняя секция 43 пенала 42, нижний пучок твэлов 3 и часть нижнего хвостовика 9. Теперь приступают к повороту чехла 35 кантователя на 180^o. Для этого включают мотор-редуктор 40 перемещения тележки 30, которую с помощью лебедки 39, барабана 38 и троса 37 перемещают вверх по направляющим 31 шахты 26. При подходе механизма поворота, размещенного в поворотном шпинделе 34, к системе управления 41 известным способом происходит автоматическое замедление скорости перемещения тележки 30, поворот чехла 35 кантователя 28 на 180^o, реверс мотор-редуктора 40 на опускание тележки 30 вниз и остановка тележки 30 в среднем положении шахты 26 (фиг.6e,6з).

После того как тележка 30 остановилась в среднем положении шахты 26, манипулятором 23 удаляют крышку 36, краном 18 извлекают из чехла кантователя нижнюю секцию 43 пенала 42, а затем вновь манипулятором 23 извлекают оставшуюся часть нижнего хвостовика 9. На этом операцию по разделке двухпучковой топливной сборки на два пучка твэлов заканчивают. В чехле 35 кантователя 28 остался пучок твэлов 3. Если этот пучок не поврежден, то его краном 18 переносят в один из чехлов 50, если же пучок поврежден, то приступают к его ремонту.

II. Ремонт пучка твэлов. Исходное положение: тележка 30 кантователя 28 находится в среднем положении шахты 22. Нижний конец чехла 35 кантователя закрыт крышкой 36, с верхнего конца этого чехла крышка удалена. В чехле 35 кантователя размещен подлежащий ремонту один пучок твэлов, например 3, при этом пучок твэлов находится в положении, которое он занимал на последней стадии разделки удалении оставшейся части нижнего хвостовика 9, т.е. силовая решетка 13 пучка твэла находится сверху.

На чехол 35 (фиг.6и) кантователя 28 устанавливают центрирующую втулку 80, через которую частично проходит и возвышается над ней силовая решетка 13. В манипулятор 23 устанавливают приспособление 59 для срыва стопорной шайбы 15 и после ввода этого приспособления в ушко стопорной шайбы (фиг.8) и соответствующего перемещения манипулятора шайба срывается. Затем в шпиндель 20 отрезного станка 19 устанавливают приспособление 60 для поворота твэлов 4 в силовой решетке 13. Приспособление 60 опускают до соприкосновения с головкой 14 твэла. Вращают шпиндель 20 в требуемую сторону, корпус 67 удерживают от вращения манипулятором 23. Корпус 67 опускается вниз по винту 65 и обжимает упругую цангу 66, которая зажимает головку 14 твэла. Вращением шпинделя 20 осуществляется поворот приспособления 60 и проворот твэла в силовой решетке 13.

После этого известным способом осуществляют замену приспособления 60 для проворота твэла на приспособление 61 для выталкивания твэла из силовой решетки 13. Толкатель 68 располагают над удаляемым твэлом и путем опускания шпинделя 20 осуществляет выталкивание твэла из силовой решетки на определенную величину. Эта операция осуществляется при контроле прикладываемой к твэлу нагрузки. Толкатель, перемещаясь в корпусе 71, преодолевает усилие пружины. Величина преодолеваемого усилия определяется по индикатору нагрузки 69. В силу того, что перед этой операцией был осуществлен проворот твэла в силовой решетки, то усилие, с которым выталкивается твэл, всегда меньше допустимого и поэтому эта операция является абсолютно безопасной и она не приводит к разрушению твэла или всего пучка.

Приспособление 61 отводят, удаляют центрирующую втулку 80, а на чехол кантователя одевают крышку 36. Осуществляют поворот чехла кантователя на 180^o, как это было описано ранее, осуществляют затем установку тележки 30 кантователя в среднем положении шахты разделки 22. С чехла кантователя удаляют крышку 36. На крюк крана 18 одевают захват 78, который после его наведения на удаляемый твэл (известным образом) без всякого затруднения сцепляют с удаляемым твэлом (удаляемый твэл поднят в результате операции выталкивания над остальными твэлами пучка). Теперь с помощью крана производят удаление поврежденного твэла из пучка твэлов.

Затем осуществляется штатная операция по повороту чехла кантователя на 180^o. Эта операция включает в себя одевание крышки на чехол кантователя, подъем чехла кантователя, его поворот в автоматическом режиме на 180^o, опускание тележки кантователя в среднее положение шахты разделки и удаление крышки с чехла кантователя. Теперь пучок твэлов расположен силовой решеткой 13 вверх. Краном 18 на пучок твэлов одевают нижнюю секцию 43 пенала 42. Снова осуществляют штатную операцию по повороту чехла кантователя на 180^o, но уже с секцией пенала, размещенной в чехле кантователя. По завершении этой операции пучок твэлов оказывается в положении, при котором его силовая решетка расположена внизу, и теперь в этом положении сверху в пучок твэлов на место удаленного твэла можно устанавливать фальштвэл.

С помощью захвата 78 и манипулятора фальштвэл вводят в пустое гнездо дистанционирующей решетки. Наличие заходного конуса на головке фальштвэла упрощает эту операцию. Затем в шпиндель станка устанавливают приспособление 62 оправка-захват. Приспособление 62 подводят к висящему на захвате 78 фальштвэлу. Рабочим органом 24 манипулятора вращают квадрат 74 приспособления 62 и сводят рычаги схвата 73 на имитаторе 52 фальштвэла.

Теперь при прослаблении троса подвески крюка крана 18 выдвижением шпинделя 20 станка 19 осуществляют проталкивание фальштвэла в пустующее гнездо пучка твэлов на величину хода шпинделя. Затем схват 73 разводят, шпиндель станка поднимают вверх, снова сводят схват 73 и вновь фальштвэл проталкивают на величину хода шпинделя в пучок твэлов, не забывая осуществить прослабление троса подвески крюка крана 18. Эта операция по установке фальштвэла в пучок осуществляется при неподвижном пучке твэлов, размещенном в нижней секции 43 пенала 42.

После того как фальштвэл протолкнут в пучок твэлов на величину двух-трех дистанционирующих решеток 5 и он устойчиво находится в пучке твэлов, захват 78 расцепляют с фальштвэлом. В шпиндель станка вместо приспособления 62 устанавливают приспособление 63 захват-вилка, а нижнюю секцию 43 пенала 42 сцепляют известным способом с крюком крана 18 и поднимают из чехла кантователя до уровня, при котором вилка 76, введенная через продольный паз 46 секции пенала, разместится в канавке 55 фальштвэла. Теперь при неподвижном шпинделе станка подъемом нижней секции пенала осуществляют установку фальштвэла в пучок твэлов. Подъем секции чехла осуществляют до тех пор, пока вилка 76 не подойдет к очередной дистанционирующей решетке 5. После этого вилка выводится из канавки путем вращения квадрата 77 приспособления 63, шпиндель станка опускается вниз до уровня канавки 56 после чего вилка 76 вводится в эту канавку. Эти операции осуществляют до тех пор, пока практически весь фальштвэл не будет установлен в пучке твэлов. В этом положении заходной конус 57 и квадрат 58, расположенные на съемной головке 53, пройдут сквозь гнездо силовой решетки и отверстие 45 нижней секции пенала 42.

Нижнюю секцию 43 поднимают до уровня зажимного устройства 21 и зажимают этим устройством квадрат 58 фальштвэла. Нижнюю секцию 43 пенала 42 поднимают краном 18 вверх, концевой элемент фальштвэла плотно заходит в гнездо силовой решетки 13, а его тонкостенная юбка 54 оказывается ниже силовой решетки 13. Съемную головку 53 отделяют известным способом от концевого элемента фальштвэла, в зажимное устройство 21 устанавливают сменные вставки 78 и осуществляют деформацию юбки, за счет чего добиваются крепления фальштвэла в силовой решетке 13 (фиг. 17-19).

На этом операция по ремонту пучка твэлов заканчивается. Имея отремонтированными два пучка твэлов, приступают к монтажу топливной сборки.

III. Монтаж топливной сборки. Исходное положение: чехол 35 кантователя 28 находится в среднем положении шахты 22. Нижний конец чехла 35 закрыт крышкой 36. Краном 18 в чехол 35 кантователя устанавливают пучок твэлов 3 силовой решеткой 13 вверх. Манипулятором 23 в этот пучок твэлов устанавливается новый нижний хвостовик 9. Краном 18 устанавливается в чехол 35 нижняя секция 43 пенала 42, при этом коническое отверстие 45 располагается на нижнем хвостовике 9. После этого на чехол 35 одевают крышку 36 и осуществляют автоматический цикл кантования, при котором, как было описано ранее, тележка 30 поднимается, чехол 35 поворачивается на 180^o, тележка 30 опускается вниз и останавливается в среднем положении шахты 22.

Затем манипулятором 23 удаляется крышка 36, а на пучок твэлов 3 устанавливают втулку 10. Краном 18 на нижнюю секцию пенала 43 устанавливается его верхняя секция 44 и осуществляется известным способом соединение секций пенала. Тележку 30 опускают в нижнее положение шахты разделки 22. Краном 18 на пучок твэлов 3 устанавливают пучок твэлов 2, а затем через оба пучка твэлов, втулку 10 и нижний хвостовик 9 краном 18 вводят несущий стержень 7 с верхним хвостовиком 8 и подвеской 12.

После этого осуществляют выставление по продольной оси пенала 42 пучок твэлов 2 и 3 путем выдвижения центрирующих элементов 48, а после выставления осуществляют крепление верхней секции пенала на верхнем хвостовике 8 путем выдвижения зажимных элементов 47.

За подвеску 12 краном 18 пенал 42 со всеми частями топливной сборки поднимают вверх до положения, при котором нижний хвостовик 9, выступающий за пределы пенала 42, окажется в зоне манипулятора 23.

Манипулятором 23 на несущий стержень 7 устанавливают крепежное средство (условно показанное в виде гайки) и все части двухпучковой топливной сборки фиксируют на несущем стержне. Затем пенал и смонтированная двухпучковая топливная сборка опускаются в чехол кантователя. Удаляется краном 18 верхняя секция 44 пенала 42, а затем этим же краном удаляется восстановленная топливная сборка, которая может теперь устанавливается в реактор.

Таким образом, камера разделки, согласно изобретению реализующая способ восстановления двухпучковой топливной сборки, предназначена для разделки двухпучковой топливной сборки на два пучка, ремонта пучков твэлов, у которых поврежденными являются наружные в пучке твэла, и монтажа новой топливной сборки.

Способ разделки согласно изобретению позволяет повысить эффективность использования ядерного топлива путем дополнительного использования в топливном цикле твэлов, не достигших плановых выгораний.

Следует иметь в виду, что форма выполнения изобретения, показанная на чертежах и описанная выше, представляет собой только возможный предпочтительный вариант его осуществления. Однако, могут быть использованы и другие различные варианты в отношении формы, размеров и расположения отдельных элементов. Но все эти изменения не должны выходить за пределы сущности объема изобретения, сформулированного в приложенных патентных притязаниях.

Формула изобретения

1. Способ восстановления частично поврежденной двухпучковой топливной сборки ядерного реактора, включающий раздельный ремонт ее пучков путем установки поврежденного пучка в кантователь, поворот кантователя на 180^o, извлечение из пучка поврежденного твэла, установку на его место фальштвэла с последующей его фиксацией в пучке, поворот кантователя в исходное положение и извлечение пучка из кантователя, отличающийся тем, что после установки пучка твэлов в кантователь осуществляют его центровку, срыв стопорной шайбы с головки поврежденного твэла, поворот головки в силовой решетке пучка и выталкивание головки поврежденного твэла из силовой решетки, а перед установкой фальштвэла пучок твэлов размещают в пенале, при этом установку фальштвэла осуществляют в два этапа, перемещая вначале относительно неподвижного пучка фальштвэл, а затем пучок относительно неподвижного фальштвэла.

2. Камера для разделки частично поврежденной двухпучковой топливной сборки, содержащая перемещающийся в камере кран, шахту разделки, установленный в шахте с возможностью вертикального перемещения кантователь с поворотным чехлом, отрезной станок со шпинделем и зажимное устройство, смонтированное с возможностью его установки соосно шахте разделки, и манипулятор с рабочим органом, отличающаяся тем, что снабжена пеналом, размещенным в чехле и состоящем из двух секций, при этом на нижней секции пенала вдоль ее образующей выполнен по крайней мере один паз, чехол кантователя снабжен съемной центрирующей втулкой, зажимное устройство сменными вставками, манипулятор - приспособлением для срыва стопорной шайбы, устанавливаемым в его рабочий орган, а станок приспособлением для поворота головки твэла, приспособлением для выталкивания головки твэла, захватом и вилкой поочередно устанавливаемых в его шпиндель и имеющих соответствующие исполнительные органы для взаимодействия с элементами твэла и фальштвэла.

3. Фальштвэл для восстановления топливной сборки, содержащий оболочку с концевым элементом под силовую решетку пучка твэлов, отличающийся тем, что на концевом элементе выполнена выступающая из силовой решетки тонкостенная юбка, охватывающая съемную головку, снабженную двумя канавками, отстоящими одна от другой на величину, превышающую ширину дистанционирующей решетки пучка твэлов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13,