CZ307344B6 - Materiálový přestupník pro transport radioaktivního materiálu - Google Patents

Abstract

Materiálový přestupník pro transport radioaktivního materiálu je umístěný na rámu (1) ve stínicí stěně (6) a zahrnuje jako transportní prvek otočnou část (5) ve tvaru válce s vertikální osou otáčení. Otočná část (5) je vytvořena ve tvaru válce s vertikální osou, který má poloměr větší než je tloušťka stínicí stěny (6) a který je seříznutý rovnoběžně s vertikální osou v rovnou stěnu pro zarovnání otočné části (5) s vnější stranou těsnicího límce (2), ke kterému je umístitelný stíněný hermeticky uzavřený box (3, 8). Otočná část (5) je na straně oproti rovné stěně válce opatřena vysouvací schránkou (7).

Description

Oblast techniky

Předmětem tohoto vynálezu je materiálový přestupník pro transport radioaktivního materiálu, umístěný ve stínící stěně.

Dosavadní stav techniky

Materiálové přestupníky jsou běžně používány na pracovištích pracujících s radioaktivními materiály. Jsou založeny na mnoha principech, jako jsou dvojité dveře, otáčející se bubny, atd., ale vždy musí zaručovat, že přes ně nedojde k šíření kontaminace ven, tedy hermetičnost, a musí mít dostatečné stínící účinky. Materiálový přestupník, který spojuje hermeticky dvě komory, které lze za provozu odpojit a nahradit jinými, dosud nebyl realizován.

Běžně provozované přestupníky jsou zasazeny ve stíněných stěnách a jsou pevně spojeny se stíněnými prostory. Nový koncept horkých komor, který pracuje se stálým stíněním a s vyjímatelnou hermetickou složkou, tedy boxem, nemůže využívat běžně dostupná řešení. Za běžného provozu je nutné umožnit jak vyjmutí hermetické složky společně s technologií uvnitř boxu, tak provádění experimentů uvnitř komory a tedy i transport materiálu pomocí přestupníku.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny materiálovým přestupníkem pro transport radioaktivního materiálu, umístěným ve stínící stěně, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že obsahuje rám s horní a dolní částí pevně usazený ve stínící stěně, opatřený po svých stranách těsnicími límci s uzavíratelnými dvířky. Mezi horní a dolní částí rámuje umístěna otočná část ve tvaru válce s vertikální osou otáčení a poloměrem větším než je tloušťka stínící stěny. Otočná část je na jedné své straně výhodně opatřena vysouvací schránkou a na protilehlé straně rovnou stěnou pro zarovnání otočné části s vnější stranou těsnicí stěny, čímž je umožněna výměna boxu. K těsnicí stěně jsou umístitelné stíněné hermeticky uzavřené boxy.

Povrch rámu je s výhodou utěsněn těsnicími sváry. Stíněné hermeticky uzavřené boxy jsou s výhodou opatřeny zařízením pro vytvoření podtlaku.

Materiálový přestupník je s výhodou vyplněn ocelovými a olověnými pláty pro zaručení stínícího účinku. Otočná část materiálového přestupníku může být opatřena servopohonem.

Otočná část se otáčí uvnitř rámu a je ve tvaru válce, který má poloměr větší, než je tloušťka stěny a rámu. Z jedné strany je válec zarovnán se stínící stěnou. Druhá strana vyčnívá do prostoru. Ve válci je vysouvací schránka, zásuvka, ve které se nachází transportovaný materiál. Tato část zasahuje za hranu boxu a umožňuje tak obsluhu zařízení z boxu. Poslední část, těsnicí límec s dvířky, spojuje hermeticky boxy, tedy hermetický prostor boxů šrámem přestupníku. Vzhledem k tomu, že povrch částí rámu je utěsněn těsnicími svary, není možné, aby se kontaminace šířila z přestupníku do stěn stínění. Límce jsou opatřeny na straně boxu uzavíratelnými dvířky. Při uzavření obou dvířek dochází k vytvoření čtyř hermeticky oddělených prostor, a to jsou první box, druhý box, prostor uvnitř přestupníku společně s límci a prostor mimo boxy a přestupník. Během provozu se natáčí pohyblivá otočná část mezi dvěma polohami a tím dochází k transportu materiálu. Během přesunu materiálu z a do otočné části se otevřou dvířka na jedné straně a dojde ke spojení prostoru daného boxu a vnitřní části přestupníku. Nedojde tedy k porušení hermetičnosti boxu. Poté dojde k rozpojení uzavřením dvířek, otočení pohyblivé části, tedy transportu, a následuje napojení na druhý box otevřením druhých dvířek. Po celou dobu provozu

- 1 CZ 307344 B6 zařízení dochází ke spojení pouze dvou prostor, a to přestupníku vždy s jednou z komor. Tímto je zaručena pasivní hermetičnost.

Každý box horké komory je udržován v podtlaku vůči okolí. Standardně je ve všech boxech udržován stejný podtlak, ale mohou nastat případy, kdy je tomu z důvodu speciálních provozních stavů jinak. Podtlak je ale vytvořen vždy. Pokud by docházelo k netěsnostem mezi límcem přestupníku a boxem, bude vzdušnina nasávána vždy dovnitř boxu a nebude docházet k šíření kontaminace.

Při vyjímání boxu, hermetické schránky, se přestupník natočí zarovnanou stranou k tomuto boxu a tím umožní jeho vyndání bez kolize s pohyblivou částí přestupníku. Z vnitřní strany boxu se těsnicí límec odpojí a uloží v boxu. Vzniklý otvor je utěsněn krycím uzávěrem, který obnoví hermetičnost boxu. Následně dojde k vyjmutí boxu, jeho výměně a opětovnému napojení těsnicího límce a tím se obnoví plná hermetičnost přestupníku.

Materiálový přestupník je vyplněn ocelovými a olověnými pláty tak, aby byly zaručeny stínící účinky jako by v daném místě přestupník nebyl.

Řešení umožňuje transport materiálu mezi dvěma hermeticky oddělenými prostory, horkými komorami. Materiálový přestupník je založen na otáčení válce, disku, ve kterém je prostor na transport materiálu. Tento transport probíhá hermeticky vůči okolí, což zajišťují spojené prostory a přestupník. Dosažení hermetického napojení je docíleno pomocí těsnicích límců s dvířky, vedených z hermetických prostor, přičemž tyto límce dovolují odpojení a utěsnění přestupníku se spojenými prostory.

Kombinací prvků, což jsou speciální tvar válce a těsnicí límce, je možné měnit spojené prostory přestupníkem i za provozu a bez porušení hermetičnosti zbývajících prostor.

Tento přestupník je primárně určen k bezpečnému transportu radioaktivního materiálu mezi dvěma komorami, aniž by došlo k porušení hermetičnosti obou prostor. Tento materiálový přestupník však lze využít pro všechny hermeticky uzavřené, těžko dostupné, prostory.

Objasnění výkresů

Materiálový přestupník podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn půdorys přestupníku a jeho napojení na boxy přes těsnicí límce zaručující hermetický transport mezi boxy. Na obr. 2 je znázorněno natočení pohyblivého mechanismu vyčnívající částí do boxu 1, když vyčnívající část zasahuje hlouběji do boxu a umožňuje tak snadné vkládání transportovaného vzorku. Obr. 3 znázorňuje půdorys zařízení, včetně těsnicích dvířek ukončujících přestupník na stranách boxu. Obr. 4 znázorňuje bokorys přestupníku.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příkladný materiálový přestupník se skládá ze čtyř hlavních částí. Jsou jimi také dolní a horní část rámu 1 přestupníku, které jsou pevně usazeny ve stínící stěně 6. Povrch částí rámu 1 je utěsněn těsnicími svary. Není tedy možné, aby se kontaminace šířila z přestupníku do stínících stěn 6. Tyto části uzavírají pohyblivou otočnou část 5, která se otáčí uvnitř. Pohyblivá otočná část 5 je ve tvaru válce, který má poloměr větší, než je tloušťka stínící stěny 6 a rámu 1. Z jedné strany je válec zarovnán se stínící stěnou 6. Druhá strana, která vyčnívá do prostoru 10, nese vysouvací schránku 7, ve které se nachází transportovaný materiál 9. Tato část zasahuje za hranu boxu 3,8 a umožňuje tak obsluhu zařízení z boxu 3, 8. Poslední část, těsnicí límec 2 s dvířky 4, spojuje hermeticky boxy 3, 8, tedy hermetický prostor komor s rámem 1 přestupníku. Tyto límce

-2CZ 307344 B6 jsou opatřeny na straně boxu 3, 8 uzavíratelnými dvířky 4. Při uzavření obou dvířek 4 dochází k vytvoření čtyř hermeticky oddělených prostor, což jsou první box 3, druhý box 8, prostor uvnitř přestupníku společně s límci 2 a prostor mimo boxy 3,8 a přestupník. Během provozu se natáčí pohyblivá otočná část 5 mezi dvěma polohami a tím dochází k transportu materiálu 9. Během přesunu materiálu 9 z a do pohyblivé otočné části 5 se otevřou dvířka 4 na jedné straně a dojde ke spojení prostoru daného boxu 3, 8 a vnitřní části přestupníku. Nedojde tedy k porušení hermetičnosti boxu 3, 8. Poté dojde k rozpojení uzavřením dvířek 4, otočení pohyblivé otočné části 5 a opětovné napojení na druhý box 8, 3 otevřením druhých dvířek 4. Po celou dobu provozu zařízení dochází ke spojení pouze dvou prostor, a to přestupníku vždy s jednou z komor boxu 3, 8. Tímto je zaručena pasivní hermetičnost.

Každý box 3, 8 horké komory je udržován v podtlaku vůči okolí. Standardně je ve všech boxech udržován stejný podtlak, ale mohou nastat případy, kdy je tomu z důvodu speciálních provozních stavů jinak. Podtlak je ale vytvořen vždy. Pokud by docházelo k netěsnostem mezi límcem 2 přestupníku a boxem 3, 8, bude vzdušnina nasávána vždy dovnitř boxu 3,8 a nebude docházet k šíření kontaminace.

Při vyjímání hermetické schránky z boxu 3, 8 se přestupník natočí zarovnanou stranou k tomuto boxu 3, 8, a tím umožní jeho vyjmutí bez kolize s pohyblivou otočnou částí 5 přestupníku. Z vnitřní strany boxu 3, 8 se těsnicí límec 2 odpojí a schránka se uloží v boxu 3, 8. Vzniklý otvor je utěsněn krycím uzávěrem, který obnoví hermetičnost boxu 3, 8. Následně dojde k vyjmutí schránky z boxu 3, 8, jeho výměně, opětovnému napojení těsnicího límce 2 a tím se obnoví plná hermetičnost přestupníku. Materiálový přestupník je vyplněn ocelovými a olověnými pláty tak, aby byly zaručeny stínící účinky jako by v daném místě přestupník nebyl.

Příkladný přestupník se skládá z rámu 1, tvořeném ocelovým svařencem o rozměrech přední strany 1200 x 1200 x 300 mm a zadní strany 1000 x 1000 x 200 mm. Na obr. 3 je vyobrazen půdorys zařízení a na obr. 4 je jeho bokorys. V rámu 1 je vloženo tělo přestupníku, tzv. karusel válcového tvaru s odříznutou cca % válce, přičemž odříznutí lícuje s rámem 1 přestupníku. Neodříznutá část přesahuje v podélné ose rám 1 přestupníku. Karusel je svařenec ocelových plechů. V neodříznuté části je dutina pro vkládání schránek s ozářeným materiálem 9. Karusel leží v ložisku a otáčení je realizováno ručním kolem přes hřídel a převodovku zmenšující potřebný moment. Ruční pohon může být nahrazen servopohonem. Převodovka je umístěna v dutině rámu 1 přestupníku nad karuselem a je dodatečně stíněna olověnými tvarovanými cihličkami, které doplňují stínící vlastnosti chybějícího materiálu.

Přestupník je spojen s oběma komorami boxů 3, 4 těsnicím límcem 2, vyrobeným z vlnovce, přírub a dveří 4. Dveře 4 jsou ovládány z vnitřních prostor komor boxů 3, 8 a otevírají se vždy jen jedny, aby byl zachován směr proudění vzduchu.

Vzorky materiálu 9 jsou přepravovány v kontejneru tvaru válce s podstavou o průměru 100 mm a výškou 160 mm. Nakládku, transport a vykládku, vzhledem k povaze manipulovaného vzorku, provádí obsluha za pomoci dálkových kopírovacích manipulátorů při maximální přípustné působící síle 50 N.

Nakládka kontejneru na přestupník začíná otevřením dveří 4 tunelu, odjištěním západky, tedy otočením proti směru hodinových ručiček o 270° nerezové zásuvky, která se pohybuje po loži z materiálu odolného radiaci se samomaznými vlastnostmi. Po odjištění zásuvky musí obsluha zásuvku vysunout z otočného karuselu a následně na něj umístí přepravovaný kontejner. Zásuvku i s kontejnerem obsluha zasune do otočného karuselu a zajistí ji západkou otočením po směru hodinových ručiček o 270°. Po uzavření dveří tunelu může obsluha za pomocí ovládacího kola, nebo servopohonu, otáčet otočným karuselem. Pohyb karuselu je vymezen krajními polohami, které zajišťují šroubem připevněné kameny. Po dosažení krajní polohy, odlišné od počáteční, je možné na druhé straně transportní kontejner vyložit v pořadí opačně shodném s nakládkou.

-3 CZ 307344 B6

Průmyslová využitelnost

Hermetický materiálový přestupník podle tohoto vynálezu je zařízení, které lze použít jako základní prvek pro transport radioaktivního materiálu mezi dvěma stíněnými prostory, horkými komorami. Přestupník se uplatní zejména na každém radiačním pracovišti, kde je potřeba bezpečně přepravit radioaktivní materiál mezi dvěma komorami, aniž by došlo k ozáření personálu. Při vhodně zvoleném stínícím materiálu, mající stínící účinky alfa, beta, gama nebo neutrony, lze přestupník využít na jakémkoliv radiačním pracovišti pracujícím s ozářeným konstrukčním materiálem, vyhořelým palivem, pokrytím paliva nebo při výrobě zářičů.

Claims (5)

1. Materiálový přestupník pro transport radioaktivního materiálu, umístěný na rámu (1) ve stínící stěně (6) a zahrnující jako transportní prvek otočnou část (5) ve tvaru válce s vertikální osou otáčení, vyznačující se tím, že otočná část (5) je ve tvaru válce s vertikální osou, který má poloměr větší než je tloušťka stínící stěny (6) a který je seříznutý rovnoběžně s vertikální osou v rovnou stěnu pro zarovnání otočné části (5) s vnější stranou těsnicího límce (2), ke kterému je umístitelný stíněný hermeticky uzavřený box (3, 8), přičemž otočná část (5) je na straně oproti rovné stěně válce opatřena vysouvací schránkou (7).

2. Materiálový přestupník podle nároku 1, vyznačující se tím, že povrch rámu (1) je utěsněn těsnicími svary.

3. Materiálový přestupník podle nároku 1, vyznačující se tím, že stíněný hermeticky uzavřený box (3, 8) je opatřen zařízením pro vytvoření podtlaku v uzavřeném boxu (3, 8).

4. Materiálový přestupník podle nároku 1, vyznačující se tím, že otočná část (5) a rám (1) přestupníku jsou vyplněny ocelovými a olověnými pláty pro zaručení stínícího účinku.

5. Materiálový přestupník podle nároku 1, vyznačující se tím, že otočná část (5) je opatřena servopohonem.