Для
поддержания нормальной работы реактора необходимо выполнять в определенной последовательности
операции с топливом. К ним относятся: подготовка топлива к перегрузке, перегрузка
топлива и установка его в зоне выдержки для уменьшения радиационной и тепловой
активности.
Обычно
под термином "перегрузка топлива" подразумевается загрузка в активную зону реактора
свежего топлива и удаление отработанного, а также. перестановка тепловыделяющих
сборок внутри активной зоны. Все оборудование, при помощи которого проводится
перегрузка топлива, подразделяется на оборудование для установки свежего топлива
в реактор и удаления отработанного и оборудование для подготовки выполнения этих
операций. При помощи последнего проводится установка свежего топлива в перегрузочную
машину, подготовка загрузочных патрубков, приведение их в нормальное рабочее состояние
и т. д.
Перегрузочное
оборудование работает в тяжелых условиях, подвергаясь воздействию нейтронного
и g-излучений, а также коррозионной среды. В то же время перегрузочное оборудование
должно быть достаточно надежным, так как выход его из строя во время перегрузки
может привести либо к аварии, либо к длительному простою реактора. [an error occurred while processing this directive]
На
всех действующих, строящихся и проектируемых АЭС с ВВЭР перегрузка осуществляется
при остановленных реакторах и снижении давления в корпусе реактора до атмосферного.
Топливо из реактора удаляется только сверху. Существуют два способа перегрузки:
"сухая", когда ТВС, удаленные из реактора, перемещаются в зону в герметичном транспортном
контейнере, и "мокрая", когда ТВС, удаленные из реактора, перемещаются в зону
выдержки по каналам, заполненным водой.
Отличие
их заключается в различных способах транспортировки отработавших ТВС от зоны реактора
до зоны выдержки, а также в различном перегрузочном оборудовании: в "сухой" перегрузке
используют реакторный кран; манипулятор зоны реактора; транспортный контейнер;
контейнеропровод и манипулятор зоны выдержки, а в "мокрой" - только реакторный
кран и манипулятор. Правда, здесь для мокрой перегрузки указан состав перегрузочного
оборудования на вновь строящихся АЭС, на многих действующих АЭС единиц оборудования
имеется больше.
На
ВВЭР-1000 зона выдержки размещена вблизи зоны реактора. ТВС, извлеченная манипулятором
из активной зоны реактора, поступает под слоем воды к шлюзу, соединяющему зону
реактора с бассейном выдержки, в котором сборка устанавливается в стеллажи. Затем
манипулятор извлекает свежую сборку из стеллажей, расположенных рядом, и перемещает
ее по тому же пути к активной зона реактора, но в обратном направлении.
 |
Перегрузочная
машина ВВЭР 1
- мост; 2 - тележка |
Перегрузочная
машина предназначается для перемещения ТВС ядерного реактора под слоем воды с
выполнением следующих операций:
- выгрузка
отработавших ТВС из реактора, транспортировка и установка их в ячейки стеллажа
бассейна выдержки;
- выгрузка
свежих ТВС из герметичных пеналов в стеллажах бассейна выдержки;
- транспортировка
свежих ТВС из бассейна выдержки и установка их в реактор;
- перестановка
ТВС внутри реактора;
- выгрузка
ТВС из реактора, транспортировка и установка их в пеналы контроля герметичности
оболочек (КГО);
- установка-извлечение
пробок в пеналах КГО и герметичных пеналах;
- перегрузка
проверенных ТВС из пеналов КГО в реактор или бассейн выдержки в зависимости от
результатов контроля;
- зачистка
посадочных гнезд под ТВС с помощью специального устройства;
- осмотр
зоны реактора, посадочных гнезд под ТВС в днище корзины и наблюдение за проведением
операций по сцеплению-расцеплению рабочей штанги с транспортируемыми элементами
с помощью телевизионных камер.
Перегрузочная
машина состоит из напольного моста с установленной на нем передвижной тележкой
с рабочей штангой и другими механизмами. Управление машиной производится дистанционно
с пульта управления или с пульта местного управления вручную, установленного на
мосту в кабине.
Контроль
наведения перегрузочной машины на заданную координату аппарата или бассейна выдержки
выполняется по шкалам сельсинов индикаторов, сигналы на которые подают сельсины-датчики
сельсинных блоков места и тележки. Визуальный контроль наведения осуществляется
также по индикатору наведения, установленному в кабине управления. Контроль за
работой машины над реактором или бассейном выдержки ведется по видеоконтрольному
устройству телевизионной системы, также расположенному в кабине. Кабина машины
снабжена принудительной циркуляцией и рассчитана на работу двух человек - оператора
и физика.
Работа
перегрузочной машины.
За
счет перемещения моста и тележки оператор с пульта управления наводит ось рабочей
штанги на заданную координату. С помощью механизма перемещения рабочей штанги,
установленного на тележке, производится опускание штанги до тех пор, пока захват
не состыкуется с выбранной кассетой для перегрузки.
Захватывание
кассеты осуществляется поворотом внутренней секция рабочей штанги на угол 90°
по часовой стрелке механизмом поворота. Подъемам рабочей штанги захваченная ТВС
извлекается из реактора и транспортируется в бассейн выдержки. Опусканием рабочей
штанги ТВС устанавливается в ячейку стеллажа (чехла, гермопенала) бассейна выдержки.
Поворотом внутренних секций на угол 90° против часовой стрелки с помощью механизма
поворота осуществляется расцепление захвата с ТВС. Подъемом перегрузочной штанги
захват выводится из зацепления с ТВС. Аналогично производится работа со всеми
перегружаемыми элементами.
Рабочая
штанга перегрузочной машины предназначена для захвата, переноса и установки элементов
ядерного реактора под слоем воды.
Штанга
расположена в направляющей трубе с бронзовыми вкладышами, которая крепится на
тележке. На направляющей трубе расположено приводное зубчатое колесо с реечным
приводом подъема, сцепляемое с рейкой, закрепленной на реечной секции. Приводное
зубчатое колесо предназначено для подъема, опускания и дожатия перегружаемого
элемента.
Штанга
выполнена телескопической и состоит из следующих узлов и механизмов:
- трех
подвижных секций-наружной (реечной), средней, внутренней (первой) секций, причем
первая секция снабжена захватной головкой;
- троссового
привода подъема, соединенного тросом с внутренней секцией для перемещения первой
секции относительно средней и реечной, соединенных в один узел, либо первой и
средней относительно, реечной;
- тросового
привода подъема (опускания) кластера, соединенного тросом с захватом) кластера,
для перемещения кластера относительно первой секции;
- секции
поворота, на которую насажена рама с зубчатым венцом для зацепления перегружаемого
элемента вращением относительно реечной, первой и средней секции;
- секции
поворота расположены между реечной и средней секциями и опираются через подшипниковые
узлы на реечную секцию;
- подшипниковые
узлы позволяют вращаться секции поворота вокруг своей оси со, средней и первой
секцией, расположенными в секции поворота.
Для
контроля угла поворота на штанге предусмотрены кинематический редуктор и командоаппарат
с сельсинами-датчиками. Кинематический редуктор соединяется с секцией поворота
через, зубчатую передачу. Привод, поворота, кинематический редуктор и командоаппарат
крепятся на, кронштейнах, прикрепленных к платформе. Платформа крепится на реечной
секции, причем положение платформы г на, реечной секции фиксируется штырем, входящим
в, паз основания платформы. Платформа является несущей конструкцией всей штанги
и подвешивается на тележке перегрузочной машины на тросах за кронштейны. На раме
с зубчатым венцом расположен механизм фиксации, предназначенный для фиксации средней,
секции в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях относительно секции поворота.
Первая секция рабочей штанги является одним из основных органов рабочей штанги
и состоит из фиксирующей трубы, направляющей трубы и захватной головки.
При
нормальной эксплуатации подъем секции осуществляется за рабочий трос, а в случае
обрыва рабочего троса нагрузка воспринимается аварийным тросом.
Для
уменьшения динамических нагрузок, возникающих при обрыве рабочего троса, и передачи
их на аварийный трос предусмотрена пружина, которая предварительно поджимается.
Захватная головка крепится болтами к первой секции и состоит из: стержня, фиксирующей
втулки, поджимаемой пружинами, ограничителя угла поворота, запрессованного в стержень.
Зацепление
рабочих элементов осуществляется головкой захвата за счет опускания и поворота
захвата со штангой при неподвижном рабочем элементе на угол 90° по часовой стрелке,
расцепление производится поворотом на этот же угол в другую сторону.