установка для электрохимической дезактивации обоймы верхнего тракта уран-графитовых ядерных реакторов

Формула изобретения

Установка для электрохимической дезактивации обоймы верхнего тракта уран-графитовых ядерных реакторов, содержащая помещенный в заполненную электролитом ванну и подключенный к источнику постоянного тока катод в виде концентрично расположенных внутренней и внешней труб, обращенных открытым торцем к зеркалу электролита, имеющий с противоположного конца внешней трубы торцевую опору, причем внутренняя труба через торцевую опору соединена с расположенным над зеркалом электролита соосно катоду кольцевым коллектором обмывочной воды с установленными на открытом ее конце и коллектора форсунками и подключенный по схеме анода токоподвод обоймы, отличающаяся тем, что токоподвод обоймы расположен на внутренней поверхности внешней трубы и выполнен в виде изолированного от внешней трубы кольца с внутренним конусом, обращенным вершиной к обойме.

Описание изобретения к патенту

Предложенное техническое решение относится к технике эксплуатации атомных станций и предназначено для дезактивации отдельных конструкций аппарата при проведении ремонтных работ на канальных аппаратах типа РБМК-1000 и 1500.

Известна установка для электрохимической дезактивации обоймы верхнего тракта уран-графитовых ядерных реакторов, выполненная в виде помещенного в заполненную электролитом ванну и подключенного к источнику постоянного тока катода, содержащего концентрично расположенные в обойме внутреннюю и внешнюю трубы, обращенные открытым торцом к зеркалу электролита и имеющего с противоположного конца внешней трубы торцевую опору, причем внутренняя труба соединена через торцевую опору с расположенным над зеркалом электролита соосно катоду кольцевым коллектором подачи обмывочной воды и на ее открытом конце и на коллекторе установлены под углом к зеркалу электролита форсунки, при этом обойма подключена к источнику постоянного тока по схеме анода токоподводом, содержащим смонтированный на торцевой опоре и изолированный от катода радиально разжимной патрон с обращенным вершиной к зеркалу электролита внутренним опорным конусом, а на внутренней и внешней трубах катода установлены центраторы обоймы.

Недостатком известной установки является ограниченный срок службы, что объясняется анодным растворением и, в силу этого, утонением лепестков радиально разжимного патрона, являющегося токоподводом к обойме. В результате после 120-150 циклов дезактивации обойм в установке необходимо заменять радиально разжимной патрон. Кроме того, имели место нештатные случаи механического повреждения лепестков патрона при самопроизвольном раскрывании захвата и падении обойм на патрон.

Задачей настоящего технического решения является увеличение срока службы установки без периодического обслуживания и повышение ее надежности.

Поставленная задача решается за счет того, что в установке для электрохимической дезактивации обойм верхнего тракта уран-графитовых ядерных реакторов, содержащей помещенный в заполненную электролитом ванну и подключенный в источнику постоянного тока катод в виде концентрично расположенных внутренней и внешней труб, обращенных открытым торцом к зеркалу электролита и имеющий с противоположного торца внешней трубы торцевую опору, причем внутренняя труба через торцевую опору соединена с расположенным над зеркалом электролита соосно катоду кольцевым коллектором подачи обмывочной воды с установленными на открытом ее конце и коллекторе форсунками и подключенный по схеме анода токоподвод обоймы, токоподвод обоймы расположен на внутренней поверхности внешней трубы и выполнен в виде изолированного от внешней трубы кольца с внутренним конусом, обращенным вершиной к обойме.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволил выявить отличительные признаки, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения "новизна".

Технические решения, сходные с отличительными признаками заявляемого решения не обнаружены, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения "изобретательский уровень".

Суть предложенного технического решения поясняется из рассмотрения чертежей, на которых представлено:

фиг. 1 - общий вид установки для электрохимической дезактивации обойм, фиг. 2 - вид А с фиг. 1, фиг. 3 - разрез Б-Б с фиг. 2, фиг. 4 - разрез В-В с фиг. 2, фиг. 5 сечение - Г-Г с фиг. 4, фиг. 6 - сечение Д-Д с фиг. 4, фиг. 7 - разрез Е-Е с фиг. 4, фиг. 8 - сечение Ж-Ж с фиг. 1, фиг. 9 - сечение З-З с фиг. 1, фиг. 10 - разрез И-И с фиг. 9, фиг. 11 - разрез К-К с фиг. 9, фиг. 12 - разрез Л-Л с фиг. 3.

Установка электрохимической дезактивации обоймы верхнего тракта уран-графитовых ядерных реакторов состоит из заполненной электролитом ванны 1 с системой подачи воздуха на барботаж и слива электролита, и помешенными в ее полость катодом 2 и анодом 3. Анодом является подлежащая дезактивации обойма 4, которая подключена к положительному полюсу источника постоянного тока (на фиг. не показан), а катод - к отрицательному. Установка снабжена устройством 5 (фиг. 2, фиг. 4) подачи на обойму 4 обмывочной воды под давлением, выполненным в виде расположенного над зеркалом электролита и установленного соосно обойме 4 кольцевого коллектора 6 с радиально расположенными по отношению к обойме 4 форсунками 7 под углом к зеркалу электролита. Кольцевой коллектор 6 имеет дополнительную опору в виде вертикально передвижной планки 8 (фиг. 3, фиг. 12), закрепленной посредством клеммового зажима на токоподводе 9 (фиг. 3) к катоду 2. Катод выполнен в виде двух труб 10 и 11, расположенных концентрично обойме 4. При этом труба 11 опирается на косынки ванны 1 своим фланцем (фиг. 4) и является по отношению к обойме 4 внешней, а труба 10 - внутренней. Обе трубы 10, 11 катода 2 обращены открытым торцом к кольцевому коллектору 6, а внешняя труба 11 с противоположной стороны имеет торцевую опору 12 со сквозными окнами для циркуляции электролита и удаления шламовых отложений с обоймы 4. Внешняя труба 11 для удобства монтажа и демонтажа изготовлена из трех соединяемых на резьбе частей 13, 14, 15.

Внутренняя труба 10 пропущена сквозь торцевую опору 12 и посредством патрубков 16 и 17 (фиг. 1, фиг. 8) соединена с кольцевым коллектором 6. Патрубок 17 прикреплен к внешней стороне трубы 11 при помощи кронштейнов 18 и прижимных планок 19 (фиг. 7). Для увеличения жесткости внутренней трубы 10 она изготовлена из двух концентрично расположенных труб 10 и 20 (фиг. 4), а к открытому ее торцу прикреплена форсунка 21 (фиг. 4), расположенная над зеркалом электролита и служащая для обмывки внутренней поверхности обоймы 4.

На внутренней поверхности внешней трубы 11 и на наружной поверхности внутренней трубы 10 закреплены центраторы 22, 23 обоймы 4, выполненные из диэлектрического материала и имеющие радиальные пазы для перемешивания электролита и удаления воздуха и образовавшихся газов (фиг. 10, фиг. 11). Центраторы 22, 23 (фиг. 4, 9) выполнены в виде наборных пакетов, состоящих из металлических втулок 24, 25, зажимных гаек 26, 27 и колец 28, 29, выполненных из электроизоляционного материала. На внутренней трубе 10 центраторы 23 зафиксированы с помощью пружинных колец 30 (фиг. 9, 10), во внешней трубе 11 центраторы 22 собраны по посадке в гнездо резьбового соединения труб 14, 15 между собой. Токоподвод от источника постоянного тока к катоду 2 осуществляется шиной 31, изготовленной из медного прутка, прикрепленной к фланцу внешней трубы 11 (фиг. 3). Токоподвод к аноду 3 - то есть обойме 4, осуществляется шинопроводом 32 (фиг. 1, фиг. 5), изолированным диэлектрической втулкой 33 от фланца внешней трубы 11 катода 2, через гнутое колено 34 к токоподводу 35 кольцевой формы, соприкасающемуся с конической поверхностью обоймы 4 (фиг. 4). Гнутое колено 34 изолировано от внешней трубы 2 катода диэлектрической втулкой 36. Кроме того колено 34 размещено в электроизоляционной оболочке.

Токоподвод 35 к аноду, то есть к обойме 4, выполнен в виде изолированного от внешней трубы 11 катода 2 кольца 37 с внутренним конусом, обращенным вершиной к обойме 4. Кольцевой токоподвод 35 состоит из наборного пакета металлических колец 38 и 39 диэлектрического кольца 40 и металлического токоподводящего кольца 37 (фиг. 4), имеющего радиальные пазы, обеспечивающие перемешивание электролита и удаление газов и воздуха ванны 1.

При хранении и перемещении установки в горизонтальном положении внутреннюю трубу 10 катоде 2 раскрепляют тремя центровочными болтами 41, что позволяет сохранить ее геометрическое положение относительно внешней трубы 11.

Установка работает следующим образом. Вырезанную и извлеченную из стояка верхнего тракта канального ядерного реактора обойму 4 вертикальным перемещением опускают в ванну 1 до посадки ее конической частью на токоподводящее кольцо 37, создавая под действием веса обоймы 4 плотный контакт, позволяющий пропускать достаточно большие токи. При этом совпадению осей токоподводящего кольца 37 и обоймы 4 способствует наличие центраторов 22, 23 на катодных трубках 10 и 11. Наличие центраторов, выполненных из диэлектрического материала, исключает замыкание разнополюсных деталей систем анод-катод. Включают источник постоянного тока и напряжения. При этом в растворах кислот происходит электрохимическое растворение поверхностных слоев анода, то есть материала обоймы 4 и частичное отслоение и ослабление связи поверхностно-активных отложений как с внутренней, так и с внешней поверхностей обоймы. Эффективности процесса способствует барботаж электролита. Эффективность процесса дезактивации зависит от величины тока и времени дезактивации. После чего отключают источник постоянного тока, захватывают обойму 4 и осевым вертикальным перемещением начинают извлекать ее из ванны 1. Одновременно с этим включают устройство 5 подачи на обойму 4 обмывочной воды. Вода подается из высоконапорной установки и распределяясь по кольцевому коллектору 6 и внутренней катодной трубе 10 через форсунки 7 и 21 воздействует на поверхности обоймы 4, сбивает и смывает отслоенные активные отложения, которые сквозь окна в торцевой опоре 12 оседают на дне ванны и при корректировке уровня и концентрации электролита в ванне 1 гидропотоками удаляются в баки трапных вод.

Таким образом, при извлечении обоймы 4 из ванны 1 вся ее поверхность оказывается подвергнута высоконапорной гидродинамической обработке устройством обмывочной воды. При полном извлечении обоймы 4 из ванны 1 устройство 5 отключают.

Указанное в данном техническом решении конструктивное выполнение узла токоподвода к обойме установки электрохимической дезактивации обойм позволяет при сохранении функциональных показателей установки увеличить ее эксплуатационный срок службы без остановок на профилактический ремонт.

Источники информации

"Установка для электрохимической дезактивации обоймы верхнего тракта уран-графитовых ядерных реакторов" Патент N 2096845 МПК⁶ G 21 F 9/34, опубликованный в бюллетене изобретений N 32 1997 г.