CZ2018582A3 - Robotická manipulační a technologická sestava horké komory robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků - Google Patents

Abstract

Horká komora (3) je klíčovým prostorem haly (1) s horkou komorou, která je součástí robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků. Horká komora (3) na jedné straně navazuje na komoru (2) přípravy přepravních obalových souborů a na straně druhé na komoru (4) přísunu úložných obalových souborů. Horká (3) komora je vybavena robotickým manipulátorem (34) s podélným pojezdem (35), na němž jsou umístěny čtyři příčné pojezdy. Primárním příčným pojezdem (36) s trojicí vertikálních ramen (37) s elektromagnetickou hlavou (21) pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru, šroubovací hlavou (22) vík přepravního obalového souboru a efektorem (38) pro manipulaci s vyhořelými palivovými články. Sekundárním příčným pojezdem (39) se čtveřicí vertikálních ramen (37) se dvěma efektory (38) pro manipulaci s vyhořelými palivovými články a dvěma efektory (40) pro manipulaci s víky úložného obalového souboru. Terciárním příčným pojezdem (41) se čtveřicí vertikálních ramen (37) se dvěma efektory (40) pro manipulaci s víky úložného obalového souboru a dvěma svařovacími efektory (42). Kvarterním příčným pojezdem (43) s dvojicí vertikálních ramen (37)a dvěma vakuovacími efektory (44).

Description

Robotická manipulační a technologická sestava horké komory robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků

Oblast techniky

Manipulace s vyhořelými palivovými články v horké komoře, která je součástí robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků, respektive komplexu zařízení hlubinného úložiště jaderného odpadu, zahrnuté do oblasti ukládání vyhořelého jaderného paliva z atomových elektráren.

Dosavadní stav techniky

Radioaktivní odpady vznikající v jaderné energetice představují vysoce aktivní materiál, který lze uložit, s ohledem na životní prostředí takovým způsobem, aby nebylo znehodnocováno a aby po celou dobu jeho další existence nemohlo dojít k ohrožení člověka a jeho zdraví. Jedním z cílů konečného řešení je další využití jaderného paliva uloženého v hlubinném úložišti, podle daných zákonů, s následnou permanentní kontrolou. Uložení a izolování odpadu je zabezpečeno ve specializovaných úložištích s využitím nej modernějších technologií. Existují různá řešení hlubinných úložišť vyhořelého jaderného paliva, v závislosti na konkrétních normách provádějícího státu, vybraném systému úložiště, technologickém postupu ukládání a použitých technologií. Nedílnou součástí hlubinného úložiště vyhořelého jaderného paliva je jeho povrchové pracoviště, do kterého je vyhořelé jaderné palivo transportováno, kde probíhá předisponování palivových článků z přepravních obalových souborů (kastorů) do úložných obalových souborů, tedy proces jejich plnění a uzavírání včetně finální kontroly těsnosti, následně pak jejich transport do hlubinného úložiště prostřednictvím svislé šachty, úpadního tunelu nebo spirálového tunelu. V současné době existují ve světě různé koncepce povrchových pracovišť, jejichž provedení je závislé na požadované konstrukci úložných obalových souborů a navrženém způsobu jejich konečného uložení v úložišti. V České republice existují orientační návrhy provedení povrchových pracovišť, která ale v plném rozsahu nemohou respektovat konečnou konstrukci úložných obalových souborů, vzhledem k tomu, že konečný a závazný návrh jejich konstrukčního provedení v současné době neexistuje. Specifické technologie povrchového pracoviště hlubinného úložiště a technologické postupy transportu, plnění a uzavírání úložných obalových souborů musí synchronizovat s konečným konstrukčním provedením úložných obalových souborů. V současné době byl zpracován projekt provedení úložných obalových souborů, jehož součástí je i jasné definování tvaru vnějšího přebalu a zejména sekundárního víka, jeho konečný tvar a speciální uchopovací prvky, v několika variantách. Součástí projektu konstrukce úložných obalových souborů je i návrh uchopovacího a manipulačního efektoru budoucí robotické linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků. Navrhovaná robotická linka plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelého jaderného paliva je nadčasovým řešením, které vychází z nejnovějších poznatků řešení robotických systémů a technologií, respektuje nejpravděpodobnější konstrukční řešení úložných obalových souborů a technologický postup jejich plnění, uzavírání a jejich následnou expedici do hlubinného úložiště. Klíčovou součástí robotické linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelého jaderného paliva je horká komora, jejíž dispoziční řešení a technologické vybavení bylo navrženo tak, aby v ní mohl být komplexně realizován nejen proces plnění úložných obalových souborů vyhořelými palivovými články, ale také následný proces uzavírání a kontroly úložného obalového souboru tak, aby byl zcela připraven na transport a uložení na ukládacím horizontu hlubinného úložiště. Součástí návrhu jsou i přesně definované robotické technologie a principy jejich řešení, včetně popisu jejich fůnkce.

- 1 CZ 2018 - 582 A3

Podstata vynálezu

Nevýhody současných návrhů horkých komor povrchových pracovišť hlubinných úložišť úložných obalových souborů, řeší navrhované řešení haly s horkou komorou robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků, skládající se z komory přípravy přepravních obalových souborů, která má přes prostor přísunu přepravních obalových souborů vazbu na halu příjmu, z horké komory a z komory přísunu úložných obalových souborů, která má prostřednictvím prostoru přísunu přepravních obalových souborů vazbu na sklad prázdných úložných obalových souborů a na níž dále navazuje výstupní komora, ve které je obsažen sklad plných úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem. Prostor přísunu přepravních obalových souborů, na nějž navazuje dolní podlaží komory přípravy přepravního obalového souboru, opatřené kolejemi přísunu přepravních obalových souborů, kolejovou točnou a kolejí přepravních obalových souborů pod horkou komorou, po kterých se pohybuje převážecí vůz přepravních obalových souborů. V hale s horkou komorou procesně následuje po komoře přípravy přepravních obalových souborů prostor horké komory, prostor přísunu úložných obalových souborů s komorou přísunu úložných obalových souborů, na níž navazuje výstupní komora. Uvedené komory jsou opatřeny paralelními kolejemi plnění úložných obalových souborů s převážecím vozem plnění úložných obalových souborů, přičemž komora přípravy přepravních obalových souborů je rozdělena horizontálně na dvě podlaží a to na dolní podlaží komory přípravy přepravního obalového souboru s prostorem pro technologické zázemí komory přípravy přepravního obalového souboru, a horní podlaží komory přípravy přepravního obalového souboru, ve kterém je otvor komory přípravy přepravního obalového souboru, přičemž v horním podlaží komory přípravy přepravního obalového souboru je dále v jeho horním prostoru robotický manipulátor komory přípravy přepravního obalového souboru s podélným pojezdem robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru a s příčným pojezdem robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru, na nichž se pohybuje jednak první vertikální rameno robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru opatřené na svém dolním konci šroubovací hlavou vík komory přípravy přepravního obalového souboru, tak i druhé vertikální rameno robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru opatřené na svém dolním konci elektromagnetickou hlavou pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru. V horním podlaží komory přípravy přepravního obalového souboru je dále odkládací místo sekundárních vík přepravního obalového souboru. V dolním podlaží komory přípravy přepravního obalového souboru se souose s otvorem komory přípravy přepravního obalového souboru umístěném ve stropu horního podlaží komory přípravy přepravních obalových soborů nachází kolejová točna, na níž navazuje kolej přepravních obalových souborů pod horkou komorou. Na komoru přípravy přepravních obalových souborů navazuje horká komora jako vstupem opatřená kolejí přepravních obalových souborů pod horkou komorou, přičemž dále na výstupu je horká komora opatřena dvojicí paralelních kolejí plnění úložných obalových souborů. Horká komora je rozdělena na dolní podlaží horké komory a horní podlaží horké komory, přičemž ve střední části horké komory v dolním podlaží horké komory je umístěn sklad vyhořelých palivových článků v horké komoře a prostor pro technologické zázemí horké komory, a v horním podlaží horké komory je prostor s otvorem horké komory přepravního obalového souboru doplněný na své spodní straně těsnicím vlnovcem přepravního obalového souboru a na své horní straně opatřený víkem otvoru horké komory přepravního obalového souboru, přičemž tyto tři prvky se nachází nad koleji přepravních obalových souborů pod horkou komorou, přičemž horní prostor horké komory je dále opatřen dvěma otvory horké komory úložného obalového souboru doplněnými na své spodní straně těsnicím vlnovcem úložného obalového souboru a na své horní straně opatřený víkem otvoru horké komory úložného obalového souboru. Horní podlaží horké komory je dále opatřeno robotickým manipulátorem horké komory, sestávajícím z podélného pojezdu robotického manipulátoru horké komory, na němž se pohybuje jednak primární příčný pojezd robotického manipulátoru horké komory opatřený třemi vertikálními rameny robotického manipulátoru horké komory s elektromagnetickou hlavou pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru, šroubovací hlavou vík přepravního obalového souboru a efektorem pro manipulaci s vyhořelými palivovými

-2CZ 2018 - 582 A3 články, a jednak sekundární příčný pojezd robotického manipulátoru horké komory opatřený čtyřmi vertikálními rameny robotického manipulátoru horké komory se dvěma efektory pro manipulaci s víky úložného obalového souboru a dvěma efektory pro manipulaci s vyhořelými palivovými články, a jednak terciární příčný pojezd robotického manipulátoru horké komory opatřený čtyřmi vertikálními rameny robotického manipulátoru horké komory se dvěma efektory pro manipulaci s víky úložného obalového souboru a dvěma svařovacími efektory, a jednak kvartemí příčný pojezd robotického manipulátoru horké komory opatřený dvěma vertikálními rameny robotického manipulátoru horké komory, na jejichž dolních koncích jsou uchyceny vakuovací efektory. Horní podlaží horké komory je dále vybaveno odkládacím místem pro sekundární víko přepravního obalového souboru, odkládacím místem pro primární víko úložného obalového souboru, vakuovacím agregátem a filtrační jednotkou horké komory. Komora přísunu úložných obalových souborů navazuje prostorem přísunu úložných obalových souborů na sklad prázdných úložných obalů, přičemž na podlaze má uloženou dvojicí paralelních kolejí plnění úložných obalových souborů, po které se pohybují převážecí vozy plnění úložných obalových souborů a ve stropní části je umístěn portálový jeřáb skladu prázdných úložných obalových souborů. Hala s horkou komorou je ukončena výstupní komorou pouze s přízemním podlažím, kde je situován sklad plných úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem.

Výhody horké komory robotizované linky plnění a přípravy a plnění úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků, oproti doposud navrhovaným uspořádáním povrchových pracovišť hlubinných úložišť úložných obalových souborů jsou dány:

Navržený robotizovaný proces plnění a přípravy úložných obalových souborů minimalizuje vstup vozidel do horké komory v rámci technologického procesu plnění a uzavírání úložného obalového souboru na jeden jediný. Do horké komory přijíždí vůz s kompletním prázdným úložným obalovým souborem včetně primárního a sekundárního (případně terciálního) víka. Víka úložného obalového souboru jsou robotickým manipulátorem horké komory sejmuta z úložného obalového souboru a odložena na definovaná odkládací místa. Po naplnění vyhořelými palivovými články je zpět na úložný obalový soubor nasazeno primární víko, je provedeno jeho přivaření a kontrola těsnosti svaru heliem. Následně je nasazeno sekundární víko, opět proběhne svařování a kontrola těsnosti svaru. Následuje vakuování vnitřního prostoru sekundárního pláště úložného obalového souboru a plnění dusíkem. Úložný obalový soubor s vyhořelým jaderným palivem opouští horkou komoru komplexně připraven pro uložení na ukládacím horizontu hlubinného úložiště. Za účelem realizace výše uvedeného postupu je robotický manipulátor horké komory vybaven terciárním a kvartemím příčným pojezdem s vertikálními rameny se svařovacími a vakuovacími efektory. Počet ramen robotického manipulátoru horké komory a jejich efektorů je navržen tak, aby proces plnění a uzavírání úložných obalových souborů mohl probíhat paralelně na dvou linkách, tedy na dvou úložných obalových souborech vložených ve dvou převážecích vozech plnění úložných obalových souborů stojících na dvou paralelních kolejích plnění úložných obalových souborů v dolním podlaží horké komory.

Výhodou navrhovaného řešení je úplná eliminace transportních procesů s úložným obalových souborem naplněným vyhořelým jaderným palivem, který je pouze částečně uzavřen. Do horké komory přijíždí prázdný úložný obalový soubor a odjíždí nejen naplněn vyhořelým jaderným palivem, ale i kompletně uzavřen a připraven na hlubinné uložení.

Navrhovaná robotizovaná linka umožňuje proces plnění a přípravy úložných obalových souborů robotizovat použitím vhodných portálových robotických manipulátorů, kterými jsou vybaveny jednotlivé komory haly s horkou komorou. Velká část procesů toku materiálu tak byla přetransformována z přesunu kolejových vozů s úložnými obalovými soubory na procesy pohybu jednotlivých robotických manipulátorů. Tento přístup je energeticky i časově optimálnější.

Současně navrhované technologie povrchových pracovišť hlubinných úložišť předpokládají využití celé řady kolejových vozidel, které ve svých manipulačních mechanizmech využívají lana a lanové převody. Tento princip je dokonce navrhován i u manipulátoru horké komory, který

-3 CZ 2018 - 582 A3 manipuluje s vyhořelými palivovými články.

Navrhované řešení haly s horkou komorou obsahuje robotické manipulátory, které nevyužívají žádné lanové mechanizmy a systémy. Jejich konstrukce je tedy spolehlivější a s menšími nároky na servis a údržbu.

Objasnění výkresů

Na přiložených listech jsou znázorněny obrázky a legenda.

Obrázek k anotaci znázorňuje axonometrický pohled na horkou komoru, která je součástí robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků, v níž probíhá plně robotizovaný proces překládání vyhořelých palivových článků z přepravních obalových souborů do úložných obalových souborů a následně uzavírání vík úložného obalového souboru a jeho příprava pro uložení na ukládacím horizontu hlubinného úložiště

OBR. 1 Axonometrický pohled na horkou komoru, která je součástí robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků, v níž probíhá plně robotizovaný proces překládání vyhořelých palivových článků z přepravních obalových souborů do úložných obalových souborů a následně uzavírání vík úložného obalového souboru a jeho příprava pro uložení na ukládacím horizontu hlubinného úložiště

OBR. 2 Axonometrický pohled z druhé strany na horkou komoru, která je součástí robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků, v níž probíhá plně robotizovaný proces překládání vyhořelých palivových článků z přepravních obalových souborů do úložných obalových souborů a následně uzavírání vík úložného obalového souboru a jeho příprava pro uložení na ukládacím horizontu hlubinného úložiště

OBR. 3 Půdorys, řez horním podlažím komory přípravy přepravních obalových souborů, horkou komorou a komorou přísunu úložných obalových souborů

OBR. 4 Půdorys, řez dolním podlažím prostorem přísunu přepravních obalových souborů, komorou přípravy přepravních obalových souborů, horkou komorou, komorou přísunu úložných obalových souborů a prostorem přísunu úložných obalových souborů

OBR. 5 Podélný řez převážecím vozem přepravního obalového souboru v prostředí dolního podlaží horké komory

OBR. 6 Příčný řez převážecím vozem plnění úložného obalového souboru v prostředí dolního podlaží horké komory

Příklady uskutečnění vynálezu

Klíčovou částí robotické manipulační a technologické sestavy horké komory robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků je hala 1 s horkou komorou, sestávající z komory 2 přípravy přepravních obalových souborů, horké komory 3, komory 4 přísunu úložných obalových souborů, na kterou dále navazuje výstupní komora, respektive sklad plných úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem. Hala 1 s horkou komorou je s dalšími prostorami robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků propojena v místě komory 3 přípravy přepravních obalových souborů prostorem 5 přísunu

-4CZ 2018 - 582 A3 přepravních obalových souborů a také v místě komory 4 přísunu úložných obalových souborů prostorem 6 přísunu úložných obalových souborů. V prostoru 5 přísunu přepravních obalových souborů se nachází kolej 7 přísunu přepravních obalových souborů, na kterou navazuje kolejová točna 8 a kolej 9 přepravních obalových souborů pod horkou komorou s převážecím vozem 10 přepravních obalových souborů. Horká komora 3, komora 4 přísunu úložných obalových souborů a další navazující výstupní komora jsou navzájem propojeny dvěma paralelními kolejemi 11 plnění úložných obalových souborů s dvěma převážecími vozy 12 plnění úložných obalových souborů.

Komora 2 přípravy přepravních obalových souborů je rozdělena na dolní podlaží 13 komory přípravy přepravního obalového souboru a horní podlaží 14 komory přípravy přepravního obalového souboru, ve kterém je volný otvor 15 komory přípravy přepravních obalových souborů. Na dolním podlaží 13 komory přípravy přepravního obalového souboru je uložena část koleje 7 přísunu přepravních obalových souborů, na kterou navazuje kolejová točna 8 a část navazující koleje 9 přepravních obalových souborů pod horkou komorou. Otvor 15 komory přípravy přepravního obalového souboru je souosý s osou rotace kolejové točny 8. Kromě výše uvedeného je v komoře 2 přípravy přepravních obalových souborů vyhrazen prostor 16 pro technologické zázemí komory přípravy přepravního obalového souboru. Horní podlaží 14 komory přípravy přepravního obalového souboru je vybaveno robotickým manipulátorem 17 komory přípravy přepravního obalového souboru, který sestává z podélného pojezdu 18 robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru, jednoho příčného pojezdu 19 robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru a dvou vertikálních ramen 20 robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru, na jejichž koncích jsou umístěny elektromagnetická hlava 21 pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru a šroubovací hlava 22 vík přepravního obalového souboru. Horní podlaží 14 komory přípravy přepravního obalového souboru je dále vybaveno odkládacím místem 23 sekundárních vík přepravního obalového souboru.

Horká komora 3 je rozdělena na dolní podlaží 24 horké komory a horní podlaží 25 horké komory. Dolní podlaží 24 horké komory je rozděleno na tři sekce, které obsahují kolej 9 přepravních obalových souborů pod horkou komorou, sklad 26 vyhořelých palivových článků v horké komoře a část obou paralelních kolejí H plnění úložných obalových souborů. Kromě výše uvedeného je na dolním podlaží 24 horké komory vyhrazen prostor 27 pro technologické zázemí horké komory. Horní podlaží 25 horké komory obsahuje otvor 28 horké komory přepravního obalového souboru, který je ze své spodní strany doplněn o těsnicí vlnovec 29 přepravního obalového souboru a shora zakrytý víkem 30 otvoru horké komory přepravního obalového souboru a který se nachází nad kolejí 9 přepravních obalových souborů pod horkou komorou. Horní podlaží 25 horké komory dále obsahuje dva otvory 31 horké komory úložného obalového souboru, které mají na své spodní straně těsnicí vlnovce 32 úložného obalového souboru a shora jsou zakryté víky 33 otvoru horké komory úložného obalového souboru, které jsou umístěny nad oběma paralelními kolejemi 11 plnění úložných obalových souborů. Horní podlaží 25 horké komory je vybaveno robotickým manipulátorem 34 horké komory, který sestává z podélného pojezdu 35 robotického manipulátoru horké komory, primárního příčného pojezdu 36 robotického manipulátoru horké komory s trojicí vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory, na jejichž koncích jsou umístěny elektromagnetická hlava 21 pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru, šroubovací hlava 22 vík přepravního obalového souboru a efektor 38 pro manipulaci s vyhořelými palivovými články. Robotický manipulátor 34 horké komory je dále tvořen sekundárním příčným pojezdem 39 robotického manipulátoru horké komory, který nese čtveřici vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory, jejichž konce jsou osazeny dvěma efektory 38 pro manipulaci s vyhořelými palivovými články a dvěma efektory 40 pro manipulaci s víky úložného obalového souboru a dále terciárním příčným pojezdem 41 robotického manipulátoru horké komory, který nese čtveřici vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory, jejichž konce jsou osazeny dvěma efektory 40 pro manipulaci s víky úložného obalového souboru a dvěma svařovacími efektory 42. Součástí robotického manipulátoru 34 horké komory je také kvartemí příčný pojezd 43 robotického

-5 CZ 2018 - 582 A3 manipulátoru horké komory, který nese dvojici vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory, jejichž konce jsou osazeny vakuovacími efektory 44. Horní podlaží 25 horké komory je dále vybaveno odkládacím místem 45 primárního víka přepravního obalového souboru, dvojicí odkládacích míst 46 sekundárního víka úložného obalového souboru, dvojicí odkládacích míst 47 primárního víka úložného obalového souboru, vakuovacím agregátem 49 a filtrační jednotkou 48 horké komory.

Komora 4 přísunu úložných obalových souborů není rozdělena na dvě podlaží. Celý prostor je vybaven pouze částí paralelních kolejí 11 plnění úložných obalových souborů a částí portálového jeřábu 50 skladu prázdných úložných obalových souborů.

Funkce

Popis funkce jev podstatě dán popisem toku materiálu robotizované linky, proto je podle toku materiálu funkce zařízení popisována.

Do horké komory 3 vstupují přes komoru 2 přípravy přepravních obalových souborů přepravní obalové soubory s vyhořelým jaderným palivem. Z druhé strany vstupují do horké komory 3 přes komoru 4 přísunu úložných obalových souborů prázdné úložné obalové soubory. V horké komoře 3 dochází pomocí robotického manipulátoru 34 horké komory k přeložení vyhořelého jaderného paliva v podobě palivových článků z přepravních obalových souborů do úložných obalových souborů a následnému uzavření a přípravě úložných obalových souborů pro uložení na ukládacím horizontu hlubinného úložiště.

Převážecí vůz 10 přepravních obalových souborů s plným přepravním obalovým souborem přijede prostorem 5 přísunu přepravních obalových souborů po koleji 7 přísunu přepravních obalových souborů do středu kolejové točny 8, nacházející se na dolním podlaží 13 komory přípravy přepravního obalového souboru, pod otvor 15 komory přípravy přepravního obalového souboru v komoře 2 přípravy přepravních obalových souborů. V této poloze je vrchní část přepravního obalového souboru pomocí zdvíhacího mechanizmu převážecího vozu 10 přepravních obalových souborů vyzvednuta skrz otvor 15 komory přípravy přepravního obalového souboru nad úroveň horního podlaží 14 komory přípravy přepravního obalového souboru, kde jsou pomocí šroubovací hlavy 22 vík přepravního obalového souboru umístěné na jednom ze dvou vertikálních ramen 20 robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru, neseném příčným pojezdem 19 robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru, pohybujícím se na podélném pojezdu 18 robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru u robotického manipulátoru 17 komory přípravy přepravního obalového souboru postupně povoleny šrouby sekundárního víka přepravního obalového souboru. Sekundární víko přepravního obalového souboru je následně pomocí elektromagnetické hlavy 21 pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru umístěné na jednom ze dvou vertikálních ramen 20 robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru robotického manipulátoru 17 komory přípravy přepravního obalového souboru sejmuto z přepravního obalového souboru a odloženo na odkládací místo 23 pro sekundární víka přepravního obalového souboru na horním podlaží 14 komory přípravy přepravního obalového souboru. Po vykonání těchto operací klesne přepravní obalový soubor pomocí zdvihacího mechanizmu převážecího vozu 10 přepravních obalových souborů do přepravní polohy. Kolejová točna 8 se pootočí o 90° tak, aby navazovala na kolej 9 přepravních obalových souborů pod horkou komorou, po které se převážecí vůz 10 přepravního obalového souboru přesune pod otvor 28 horké komory přepravního obalového souboru. Zde je přepravní obalový soubor s vyhořelými palivovými články přizvednut mechanizmem převážecího vozu 10 přepravních obalových souborů a přistykován dosedacími plochami již odejmutého sekundárního víka přepravního obalového souboru k těsnicímu vlnovci 29 přepravního obalového souboru, který je na spodní straně horního podlaží 25 horké komory, čímž je zajištěno těsné spojení přepravního obalového souboru a horké komory 3. Poté je odklopeno víko 30 otvoru horké komory přepravního obalového souboru. Šroubovací hlava 22 vík přepravního obalového

-6CZ 2018 - 582 A3 souboru umístěná na jednom ze tří vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory na primárním příčného pojezdu 36 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory povolí šrouby primárního víka přepravního obalového souboru a následně je primární víko přepravního obalového souboru sejmuto pomocí elektromagnetické hlavy 21 pro manipulace s víky přepravního obalového souboru, která je umístěná na jednom ze tří vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory primárního příčného pojezdu 36 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory a položeno na odkládací místo 45 pro primární víko přepravního obalového souboru. Poté jsou vyhořelé palivové články z přepravního obalového souboru vyjímány pomocí efektoru 38 pro manipulaci s vyhořelými palivovými články, který je umístěn na jednom ze tří vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory primárního příčného pojezdu 36 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory a vkládány buď do skladu 26 vyhořelých palivových článků v horké komoře a nebo přímo do připravených převážecích vozů 12 plnění úložných obalových souborů, které jsou nachystány na druhé straně horké komory 3 na paralelních kolejích 11 plnění úložných obalových souborů pod otvory 31 horké komory úložného obalového souboru. Proces vykládání vyhořelých palivových článků je ukončen zpětným nasazením primárního i sekundárního víka přepravního obalového souboru pomocí elektromagnetické hlavy 21 pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru a jejich utažení pomocí šroubovací hlavy 22 vík přepravního obalového souboru u robotického manipulátoru 34 horké komory a robotického manipulátoru 17 komory přípravy přepravního obalového souboru a dopravou prázdného přepravního obalového souboru obráceným postupem v převážecím voze 10 přepravního obalového souboru zpět na začátek koleje 7 přísunu přepravních obalových souborů.

Plnění, uzavírání a příprava úložných obalových souborů probíhá na dvou paralelních linkách haly 1 s horkou komorou, které jsou tvořeny dvěma paralelními kolejemi 11 plnění úložných obalových souborů, které prochází dolním podlažím horké komory 24, komory 4 přísunu úložných obalových souborů a dále pokračují do výstupní komory, respektive do skladu úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem. Připravené prázdné úložné obalové soubory jsou portálovým jeřábem 50 skladu prázdných úložných obalových souborů dopraveny přes prostor 6 přísunu úložných obalových souborů a vloženy do jednoho nebo dvou převážecích vozů 12 plnění úložných obalových souborů, které jsou připraveny na paralelních kolejích 11 plnění úložných obalových souborů v komoře 4 přísunu úložných obalových souborů. Obě paralelní linky plnění mohou pracovat současně nebo nezávisle na sobě. Převážecí vozy 12 plnění úložných obalových souborů s prázdnými úložnými obalovými soubory se přesunou po koleji 11 plnění úložných obalových souborů pod otvory 31 horké komory úložného obalového souboru, které jsou ve své spodní části opatřeny těsnicími vlnovci 32 úložného obalového souboru, ke kterým se převážecí vozy 12 plnění úložných obalových souborů přitisknou svými stínícími plášti. Po utěsnění mohou být otevřena obě víka 33 otvoru horké komory úložného obalového souboru a zdvihací mechanizmus převážecích vozů 12 plnění úložných obalových souborů může vyzdvihnout úložné obalové soubory nad úroveň horního podlaží 25 horké komory. Efektory 40 pro manipulaci s víky úložného obalového souboru na dvou ze čtyř vertikálních ramenech 37 robotického manipulátoru horké komory sekundárního příčného pojezdu 39 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory sejmou z prázdných úložných obalových souborů sekundární víka úložných obalových souborů a odloží je na odkládací místa 46 pro sekundární víka úložného obalového souboru a následně sejmou primární víka úložných obalových souborů a odloží je na odkládací místa 47 pro primární víka úložného obalového souboru na horním podlaží 25 horké komory. Do takto připravených otevřených prázdných úložných obalových souborů mohou být pomocí efektorů 38 pro manipulací s vyhořelými palivovými články dvou ze čtyř vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory sekundárního příčného pojezdu 39 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory vkládány vyhořelé palivové články ze skladu 26 vyhořelých palivových článků v horké komoře. Vyhořelé palivové články mohou být také do úložných obalových souborů vkládány přímo z přepravního obalového souboru pomocí efektorů 38 pro manipulaci s vyhořelými palivovými články na jednom ze tří vertikálních ramen 37

-7CZ 2018 - 582 A3 robotického manipulátoru horké komory primárního příčného pojezdu 36 robotického manipulátoru horké komory robotického manipulátoru 34 horké komory.

Po naložení vyhořelých palivových článků do úložných obalových souborů jsou plné úložné obalové soubory pomocí efektorů 40 pro manipulaci s víky úložného obalového souboru na dvou ze čtyř vertikálních ramenech 37 robotického manipulátoru horké komory sekundárního příčného pojezdu 39 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory uzavřeny primárními víky. Následně jsou pomocí svařovacích efektorů 42 dvou ze čtyř vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory terciárního příčného pojezdu 41 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory zavařena primární víka úložných obalových souborů. Poté je pomocí dvojice vakuovacích efektorů 44 umístěných na vertikálních ramenech 37 robotického manipulátoru horké komory kvartemího příčného pojezdu 43 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory a s pomocí vakuovacích agregátů 49 uvnitř primárních pouzder úložného obalového souboru vytvořeno vakuum, aby mohly být následně naplněny heliem a proveden test těsnosti svaru primárních vík úložných obalových souborů.

Primární příčný pojezd 36 robotického manipulátoru horké komory, sekundární příčný pojezd 39 robotického manipulátoru horké komory, terciární příčný pojezd 41 robotického manipulátoru horké komory a kvartemí příčný pojezd 43 robotického manipulátoru horké komory se navzájem závisle pohybují po podélném pojezdu 35 robotického manipulátoru horké komory za účelem provádění manipulačních a technologických operací, přičemž pracovní prostor robotického manipulátoru 34 horké komory je dimenzován s ohledem na rozměry horké komory 3, respektive vzájemnou polohu otvoru 28 horké komory přepravního obalového souboru, skladu 26 vyhořelých palivových článků v horké komoře a otvorů 31 horké komory úložných obalových souborů nad dvojicí paralelních kolejí 11 plnění úložných obalových souborů.

Po provedení testů následuje nasazení sekundárních vík úložných obalových souborů efektory 40 pro manipulaci s víky úložného obalového souboru dvou ze čtyř vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory terciárního příčného pojezdu 41 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory a jejich zavaření pomocí svařovacích efektorů 42 druhých dvou ze čtyř vertikálních ramen 37 robotického manipulátoru horké komory terciárního příčného pojezdu 41 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory. Následně je pomocí dvojice vakuovacích efektorů 44 umístěných na vertikálních ramenech 37 robotického manipulátoru horké komory kvartemího příčného pojezdu 43 robotického manipulátoru horké komory u robotického manipulátoru 34 horké komory a s pomocí vakuovacích agregátů 49 uvnitř sekundárních pouzder úložného obalového souboru vytvořeno vakuum, aby mohly být následně naplněny heliem a proveden test těsnosti svaru sekundárních vík úložných obalových souborů. Po ukončení testu je helium pomocí vakuovacích efektorů 44 a vakuovacích agregátů 49 vypumpováno a daný prostor je naplněn inertním plynem - dusíkem. Proces plnění a uzavírání úložných obalových souborů je u konce, úložné obalové soubory s vyhořelým jaderným palivem jsou připraveny pro uložení na ukládací horizont hlubinného úložiště.

Převážecí vozy 12 plnění úložných obalových souborů spustí úložné obalové soubory do přepravní polohy, víka 33 otvorů horké komory úložného obalového souboru uzavřou horkou komoru 3 a převážecí vozy 12 plnění úložných obalových souborů odtěsní své stínící pláště od těsnicích vlnovců 32 úložného obalového souboru ve spodní části horního podlaží 25 horké komory. Převážecí vozy 12 plnění úložných obalových souborů se po paralelních kolejích 11 plnění úložných obalových souborů přesunou přes komoru 4 přísunu úložných obalových souborů do výstupní komory, kde je situován sklad úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem.

Robotický manipulátor 17 komory přípravy přepravních obalových souborů a robotický manipulátor 34 horké komory, všechny jejich efektory i přidružená technologická zařízení mají

- 8 CZ 2018 - 582 A3 svá technická zázemí v prostoru 16 pro technologické zázemí komory přípravy přepravních obalových souborů, respektive v prostoru 27 pro technologické zázemí horké komory. Potřebná regulace klimatických podmínek v prostředí horké komory je zajištěna filtrační jednotkou 48 horké komory.

Průmyslová využitelnost

Horká komora robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků je primárně koncipována pro práci s přepravními úložnými soubory typu CASTOR 440/84, CASROT 440/84M a CASTOR 1000/19 a vyhořelými palivovými články typu WER 440 a WER 1000. Oběma typům paliva odpovídají typy úložných obalových souborů, které pojmou buď 7 ks WER 440 anebo 3 ks WER 1000. Rozměry a kapacity všech skladů respektují tyto skutečnosti a jejich kapacita je dimenzována v poměru odpovídajícímu skladbě vyhořelých palivových článků z obou jaderných elektráren v ČR.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Robotická manipulační a technologická sestava horké komory robotizované linky plnění a přípravy úložných obalových souborů pro hlubinné ukládání vyhořelých palivových článků, vyznačující se tím, že hala (1) s horkou komorou navazuje na vstupní halu komorou (
2. 2) přípravy přepravních obalových souborů, konkrétně její částí prostorem (5) přísunu přepravních obalových souborů opatřeným kolejemi (7) přísunu přepravních obalových souborů, kolejovou točnou (8) a kolejí (9) přepravních obalových souborů pod horkou komorou (
3. 3), uzpůsobených pro pohyb převážecího vozu (10) přepravních obalových souborů, přičemž v hale (1) s horkou komorou následuje procesně po komoře (2) přípravy přepravních obalových souborů prostor horké komory (3), prostor (6) přísunu úložných obalových souborů s komorou (
4. 4) přísunu úložných obalových souborů, na níž navazuje výstupní komora, jejíž součástí je sklad plných úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem, přičemž komora (2) přípravy přepravních obalových souborů je rozdělena horizontálně na dvě podlaží, a to na dolní podlaží (13) komory přípravy přepravního obalového souboru s prostorem (16) pro technologické zázemí komory přípravy přepravního obalového souboru, a horní podlaží (14) komory přípravy přepravního obalového souboru, ve kterém je otvor (15) komory přípravy přepravního obalového souboru, přičemž v horním podlaží (14) komory přípravy přepravního obalového souboru je dále v jeho horním prostoru robotický manipulátor (17) komory přípravy přepravního obalového souboru s podélným pojezdem (18) robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru a s příčným pojezdem (19) robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru, které jsou uzpůsobeny pro pohyb jednak prvního vertikálního ramena (20a) robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru opatřené na svém dolním konci šroubovací hlavou (22) vík přepravního obalového souboru, a jednak druhého vertikálního ramena (20b) robotického manipulátoru komory přípravy přepravního obalového souboru opatřené na svém dolním konci elektromagnetickou hlavou (21) pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru,

   -9CZ 2018 - 582 A3 přičemž v horním podlaží (14) komory přípravy přepravního obalového souboru je dále odkládací místo (23) sekundárních vík přepravního obalového souboru, přičemž v dolním podlaží (13) komory přípravy přepravního obalového souboru se nachází kolej (9) přepravních obalových souborů pod horkou komorou (3) s kolejovou točnou (8) na svém konci, přičemž na komoru (2) přípravy přepravních obalových souborů navazuje horká komora (3) vstupem opatřená kolejí (9) přepravních obalových souborů pod horkou komorou (3), přičemž je dále horká komora (3) opatřena následně kolejí (11) plnění úložných obalových souborů, přičemž horká komora (3) je rozdělena na dolní podlaží (24) horké komory a horní podlaží (25) horké komory, přičemž v horké komoře (3) v dolním podlaží (24) horké komory je umístěn sklad (26) vyhořelých palivových článků v horké komoře a prostor (27) pro technologické zázemí horké komory (3), a v horním podlaží (25) horké komory je prostor s otvorem (28) horké komory přepravního obalového souboru doplněný na své spodní straně těsnicím vlnovcem (29) přepravního obalového souboru a na své horní straně opatřený víkem (30) otvoru horké komory přepravního obalového souboru, přičemž otvor (28) horké komory přepravního obalového souboru, těsnicí vlnovce (29) přepravního obalového souboru a víko (30) otvoru horké komory přepravního souboru se nachází nad kolejí (9) přepravních obalových souborů pod horkou komorou (3), a dále je zde odkládací místo (45) pro primární víko přepravního obalového souboru, přičemž horní prostor horké komory (3) je dále opatřen dvěma otvory (31) horké komory úložného obalového souboru doplněnými na své spodní straně těsnicím vlnovcem (32) úložného obalového souboru a na své horní straně opatřený víkem (33) otvoru horké komory úložného obalového souboru, přičemž horní podlaží (25) horké komory je opatřeno robotickým manipulátorem (34) horké komory, sestávajícím z podélného pojezdu (35) robotického manipulátoru horké komory, jednak s primárním příčným pojezdem (36) robotického manipulátoru horké komory opatřeným třemi vertikálními rameny (37) robotického manipulátoru horké komory s elektromagnetickou hlavou (21) pro manipulaci s víky přepravního obalového souboru, šroubovací hlavou (22) vík přepravního obalového souboru a efektorem (38) pro manipulací s vyhořelými palivovými články, jednak sekundárním příčným pojezdem (39) robotického manipulátoru horké komory opatřeným čtyřmi vertikálními rameny (37) robotického manipulátoru horké komory s dvěma efektory (40) pro manipulaci s víky úložného obalového souboru a dvěma efektory (38) pro manipulaci s vyhořelými palivovými články, jednak terciárním příčným pojezdem (41) robotického manipulátoru horké komory opatřeným čtyřmi vertikálními rameny (37) robotického manipulátoru horké komory s dvěma efektory (40) pro manipulaci s víky úložného obalového souboru a dvěma svařovacími efektory (42), a jednak kvartemím příčným pojezdem (43) robotického manipulátoru horké komory opatřeným dvěma vertikálními rameny (37) robotického manipulátoru horké komory s dvěma vakuovacími efektory (44), přičemž toto horní podlaží (25) horké komory je dále vybaveno odkládacím místem (46) pro sekundární víko přepravního obalového souboru, odkládacím místem (47) pro primární víko úložného obalového souboru, vakuovacím agregátem (49) a filtrační jednotkou (48) horké komory, přičemž vstupní hala dále obsahuje ve sklad prázdných úložných obalů, který prostorem (6) přísunu úložných obalových souborů navazuje na komoru (4) přísunu úložných obalových

   - 10 CZ 2018 - 582 A3 souborů s na podlaze uloženou dvojicí paralelních kolejí (11) plnění úložných obalových souborů a ve stropní části umístěným portálovým jeřábem (50) skladu prázdných úložných obalových souborů,
5. 5 přičemž hala (1) s horkou komorou je ukončena výstupní komorou se skladem plných úložných obalových souborů s vyhořelým jaderným palivem, propojená a komorou (4) přísunu úložných obalových souborů dvojicí paralelních kolejí (11) plnění úložných obalových souborů.