FI74834B

FI74834B - Saett foer inneslutning av hoeljeroer till foerbrukade braensleboxar foer braenslepatroner foer kaernkraftverk och valsverk foer genomfoerande av foerfarandet.

Info

Publication number: FI74834B
Application number: FI833330A
Authority: FI
Inventors: Antti Suvanto
Original assignee: Asea Atom Ab
Priority date: 1982-09-20
Filing date: 1983-09-19
Publication date: 1987-11-30
Also published as: JPH0354320B2; FI833330A0; SE8205362D0; DE3332581A1; US4566302A; DE3332581C2; SE434586B; SE8205362L; FI74834C; JPS5977399A; FI833330A

Description

1 74834

Tapa ympäröidä ydinvoimalaitoksen polttoainepatruunoiden loppuun käytettyjen polttoainekoteloiden vaippaputkia sekä valssauslaitteisto tavan suorittamista varten

Kiehutus- tai painevesityyppiä olevassa ydinvoimareaktoris-sa muodostuu reaktorin sydän suuresta joukosta polttoaine-patruunoita, jotka alhaalta nojaavat kannatuslevyjen muodostamaan alempaan ritilään ja ovat ylhäältä kiinnitetyt sydänritilään. Jokainen polttoainepatruuna sisältää joukon polttoainesauvoja, jotka ovat sijoitetut polttoainekoteloon. Polttoainekotelo muodostuu sirkoniumseosta olevasta vaippa-putkesta sekä vaikkaputken alemmassa päässä olevasta pohja-kappaleesta. Tämä pohjakappale ulottuu alaspäin kannatus-levyssä oleviin aukkoihin. Pohjakappale muodostaa jäähdytysvedelle tuloaukon ja vaippaputki muodostaa ohjausputken jäähdytysveden virtauksen ohjaamiseksi polttoainesauvojen ympäri.

Polttoainekotelo ei ole varsinainen kulutusartikkeli, mutta sen elinikä on rajoitettu johtuen relaksaation, korroosion ja väsymisen aiheuttamasta muodonmuutoksesta. Koska vaippa-putkeen kohdistuu käytössä intensiivinen neutronisäteily, nopeutuvat väsyminen ja haurastuminen sekä muuttuvat eräät vaippaputkeen sisältyvät seosaineet epästabiileiksi isotoopeiksi, jotka hajotessaan aiheuttavat radioaktiivista säteilyä pitkän ajan. Edelleen kerrostuu putkien pinnoille radioaktiivisia tuotteita. Tämä merkitsee yhdessä relaksaation, korroosion ja väsymisen kanssa sitä, että putkimate-riaalin jälleenkäyttäminen on ongelmallista säteilynäkökoh-dasta sekä teknisesti epätarkoituksenmukaista. Tämän vuoksi varastoidaan koteloita, joita ei voida käyttää, näitä varten tarkoitettuihin jätelaitoksiin.

Koteloilla on suuri tilavuus. Sen vuoksi on tärkeätä pienentää tilavuutta ennen varastointia. Yksi tapa on ollut pois- 74834 taa pohjakappale ja sen jälkeen halkaista nelikulmaiset ko-teloputket nurkkia pitkin niin/ että saadaan kaksi kulma-profiilia. Tämä halkaisu saattaa aiheuttaa lastuja sekä hienojakoisten radioaktiivisten partikkeleiden leviämistä. Säteilyn vuoksi on putkimateriaali, erityisesti vaippaput-ken keskiosassa, haurastunut niin, että putki saattaa hal-kaisussa katketa, mikä suuressa määrin vaikeuttaa käsittelyä. Halkaistujen vaippaputkien paketit sisällytetään suojuksiin ennen varastointia.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada polttoainekoteloiden tilavuuden pienentäminen ennen varastointia niin käsittely-näkökannalta kuin suojanäkökannalta ja taloudelliselta näkökannalta edullisemmmalla tavalla kuin mitä tähän asti käytetyt menetelmät ovat sallineet. Keksinnön eräs olennainen etu on se, että vaippaputken katketessa putkiosien ja putki-pinnoilla olevien hienojakoisten kerrostumien leviäminen voidaan kokonaan estää yksinkertaisella tavalla.

Keksinnön mukaisesti sijoitetaan pöhjakappaleesta irrotettu vaippaputki suojaputkeen, jonka toinen pää on suljettu sekä sovitettu sopimaan valssauslaitteiston tartuntaelimeen. Suojaputki siinä olevine vaippaputkineen litistetään, jonka jälkeen litistetty suojaputki sen sisällä olevine vaippaputkineen tuurnan tai valssin ympäri kiertämällä muotoillaan käämiksi tai taittamalla ja kokoonpuristamalla muodostetaan paketiksi, joka on suuntaissärmiön muotoinen. Litistäminen voidaan aikaansaada valssauksella. Valssaus sekä käämiksi muotoileminen suoritetaan sopivimmin yhdessä työvaiheessa käämimällä valssauslaitteiston yhdelle valssille. On tärkeätä, että suojaputkeen käytetty materiaali on sitkeää ja omaa suuren murtovenymän. Ruostumaton teräs SIS 2333 on sopiva materiaali. Murtovenymä on erittäin hyvä, suurempi kuin 50 %. Suojaputkella voi olla sama muoto kuin vaippa-putkella, mutta kustannusnäkökannalta voi olla edullista käyttää pyöreitä suojaputkia, jotka on valmistettu nauhasta kierrehitsauksella.

3 74834

Operaatio suoritetaan säteilyltä suojaavan vesikerroksen alla. Litistämisessä ulospuristuva vesi voidaan suodattaa suodatinlaitteessa, joka liitetään suojaputken suuhun. Suorakulmainen vaippaputki sijoitetaan siten, että se litistyy lävistäjän suunnassa. Käämiksi muotoiltaessa tehdään käämin keskiosa niin suureksi, että polttoainekotelon pohjakappale voidaan sijoittaa käämin sisään. Mainittu suodatin voi li-tistämisen jälkeen muodostaa riittävän tiivisteen. Sulkeminen hitsaamalla on mahdollista mutta hankalaa suorittaa säteilyltä suojaavan vesikerroksen alla. Suojaputken pää voi olla litistetty sekä hitsauksella liitetty hylsyn muotoiseen tartuntaelimeen, jonka sisäpuoliset listat sopivat valssaus-laitoksen käyttävässä valssissa olevaan käyttöuraan. Käämiksi muotoilemisen jälkeen varustetaan käämin pääty päätykappaleella sekä päätyyn liittyvällä sylinterimäisellä osalla, joka ulottuu käämin yli ja estää käämin laajenemisen takaisin joustamalla. Varustamalla sylinterimäinen osa aksiaalisella raolla, niin että käämi on vain osittain ympäröity, voidaan päätykappale pujottaa käämin päälle tämän sijaitessa valssauslaitteessa sekä puristaa kokoon yhteistoiminnassa olevien valssien välissä.

Keksinnön mukainen valssilaitteisto käsittää valssin, jossa on käyttö- tai tartuntaelin suojaputken kytkemiseksi valssiin, edelleen käyttökoneiston valssin käyttämiseksi sekä toisen, käytettyyn valssiin nähden siirrettävän puristus-valssin. Tämä myöhempi valssi on sovitettu siirrettäväksi peräänantavalla voimaa aiheuttavalla puristuselimellä, joka puristaa puristusvalssia käytettyä valssia vasten ennakolta määrätyllä voimalla, jota säädetään säätöelimellä. Käytetty valssi voi olla varustettu uralla, johon voidaan kiinnittää suojaputken litistetty pää, tai uralla, johon voidaan työntää lista,joka liittyy suojaputkessa olevaan hoikkiin. Puristusvalssia voidaan puristaa käytettyä valssia vastaan ohjaussylinterillä, joka ohjaus- ja puristuksensäätöelimen kautta on yhdistetty paineväliainelähteeseen. Sopivimmin käytetään paineväliaineena nestettä.

4 74834

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin. Kuvio 1 esittää polttoaineko-teloa, kuviot 2 ja 3 vaippaputken suojaputken erilaisia suoritusmuotoja, kuvio 4 esittää alempaa osaa kuvion 3 mukaisesta suojaputkesta, kuviot 5 ja 6 esittävät näkymiä vals-silaitoksesta sivulta vastaavasti ylhäältä katsottuna, kuvio 7 esittää valmiiksi valssatun käämin päätykappaletta, kuvio 8 esittää käämiä, jonka päälle on sovitettu päätykappale ja sisään pohjakappale ja kuvio 9 esittää taitettua putkea, joka on puristettu kokoon suuntaissärmiön muotoiseksi paketiksi.

Kuvioissa tarkoittaa numero 1 polttoainekoteloa, joka muodostuu vaippaputkesta 2 ja pohjakappaleesta 3, jotka ovat liitetyt yhteen ruuveilla 4. Kuvioissa 2, 3 ja 4 esitetään pyöreitten suojaputkien 5 kahta suoritusmuotoa. Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa on putken alempi pää litistetty, taitettu sekä varustettu paksunnoksella 6, joka on tarkoitettu työnnettäväksi käytetyssä valssissa 8 olevaan uraan 7. Myöskin toisen tyyppinen etummaisen suojaputkipään lukitus uraan on mahdollinen. Suojaputki 5 on takaosaltaan varustettu lukituslaitteella 10, joka sallii vaippaputken sisäänsovittamisen mutta vaippaputken kiertämisen jälkeen estää tämän siirtymisen taaksepäin kun valssaus alkaa. Suojaputken 5 taaempaan päähän on sijoitettu suodatin 11, joka valssauksen aikana sieppaa ulospuristuvassa vedessä olevia partikkeleita.

Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa on suojaputken etu-pään litistetty osa liitetty hoikkiin 12, jossa on sisäpuoliset listat 13. Tämä holkki on tarkoitettu pujotettavaksi valssille 16, jossa on listoille 13 sovitetut urat 17 .

Kuvioiden 5 ja 6 mukainen valssauslaitteisto suojaputken 5 litteäksi valssaamiseksi siinä olevine vaippaputkineen 5 5 74834 käsittää pohjalaatan 14 käyttökoneistoineen 15, joka kannattaa käämintävalssia 16. Tähän valssiin 16 on tehty urat 17, jotka ovat sovitetut hoikissa 12 oleville listoille 13. Puristusvalssi 18 on sovitettu liikuteltavaksi. Sitä kannattaa akseli 20, joka on laakeroitu kääntyvässä telineessä 22 olevaan laakeriin 21. Tämä teline on laakeroitu pyörivästi akselille 23, jota kannattavat pohjalevyssä 14 olevat pi-dikkeet 24. Telinettä 22 valsseineen 18 siirretään kohti valssia 16 voimalla, joka on riittävä suojaputken 5 ja siinä olevan vaippaputken 2 litteäksi valssaamiseksi. Ohjaus tapahtuu hydraulisylinterillä 25, joka on niveltyvästi liitetty telineeseen 22 mäntätangolla 26. Sylinteri 25 on laakeroitu pyörivästi akselin 27 ympäri, jota kannattavat pohjalevyssä 14 olevat pidikkeet 28. Sylinteriin 25 syötetään paineväliainetta paineväliainelähteestä 30 johtojen 31, 32, 33 ja venttiilin 34 kautta. Tämä venttiili 34 on sitä tyyppiä, joka sallii maksimipaineen säädön, joka paine rajoittaa voimaa, jolla puristusvalssi 18 puristuu suojaputkea 5 ja vaippaputkea 2 vastaan. Sitämukaa kun muodostuvan käämin halkaisija kasvaa valssattaessa, painuu puristuvalssi sivulle.

Sen estämiseksi, että valssattu käämi 35, joka esitetään kuviossa 8, laajenee sen jälleenjoustamisen vaikutuksesta, sovitetaan kuvion 7 mukainen päätykappale käämin 35 toiselle sivulle ennenkuin puristusvalssi 18 vedetään pois ja valssilla 16 oleva valmis käämi poistetaan. Tämä pääty-kappale 36 voi olla muotoiltu siten, kuin esitetään kuviossa 7 päätyineen 37 ja sylinterimäisine laippoineen 38 aukkoineen 40, joka sallii päätykappaleen sovittamisen silloin, kun puristusvalssi 18 on edelleen puristettuna käämiä 35 vastaan. Päätykappale 36 voi olla varustettu nostotapilla 41, joka helpottaa käämin käsittelyä. Valssin 16 on tällöin oltava varustettuna porauksella 42, joka sallii nostotapin työntymisen valssiin. Käämin keskiöön sijoitetaan pohjakappale 3, kuten esitetään kuviossa 8.

Käämi voidaan varustaa toisella päätykappaleella 43, kuten 6 74834 esitetään katkoviivoin kuviossa 8. Jos tämä päätykappale tehdään hevosenkengän muotoiseksi, voidaan se sijoittaa paikoilleen käämin ollessa edelleen valssilla 16.

Suuntaissärmiön muotoinen paketti 45 voidaan muodostaa taittamalla litistetty suojaputki vaippaputkineen sekä kokoonpuristamalla, niin että saadaan kompakti paketti.

Claims

74834

1. Tapa ympäröidä ydinvoimalaitoksen polttoainepatruunoi- den loppuun käytettyjen polttoainekoteloiden vaippaputkia sekä pienentää niiden tilavuutta ennen varastointia, tunnet-t u siitä, että vaippaputki (2) sijoitetaan suojaputken (5) sisään, suojaputki (5) litistetään, jonka jälkeen litistetty suojaputki (5) siinä olevine vaippaputkineen (2) käämimällä muotoillaan käämiksi (35) tai taittamalla ja kokoonpurista-malla muotoillaan paketiksi (45).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että suojaputki (5) varustetaan suljetulla päällä, joka on sovitettu sopimaan valssauslaitteistossa olevaan tartuntaelimeen, sekä litistetään yhdessä siinä olevan vaippaputken kanssa valssaamalla, ja muotoillaan käämiksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että työoperaatiot suoritetaan veden alla altaassa ja että litistämisessä poistuva vesi suodatetaan suojaputkeen (5) sijoitetulla suodattimena (11).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että suorakulmainen vaippaputki (2) sijoitetaaan suojaputkeen (5) siten orientoituna, että se tulee litistymään lävistäjän suunnassa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että suojaputki (5) vaippaputkineen (2) muotoillaan käämiksi (35), jonka sisäaukko on sellainen, että siinä on tilaa polttoainekotelon (1) pohjakappaleelle (3).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että suojaputki (5) suljetaan litistämisen jälkeen.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että suojaputken (5) pää muotoillaan liitettäväksi 74834 holkinmuotoiseen tartuntaelimeen (12) , jossa on sisäpuoliset listat (13), jotka sopivat valssauslaitteiston käytetyssä valssissa (16) oleviin uriin (17).

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että muotoiltu käämi (35) varustetaan ainakin yhdellä päätykappaleella (36) päätyineen (37) sekä siihen liittyvine sylinterimäisine osineen (38), joka ulottuu käämin yli ja ainakin pääasiallisesti ympäröi tätä estäen käämin (35) takaisin joustamisen .

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että litistetty suojaputki (5) siinä olevine vaippa-putkineen (2) taitetaan kohtisuoraan pituussuuntaa vastaan 180° niin, että muodostuu suuntaissärmiön muotoinen paketti (45) .

10. Valssauslaitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen tavan suorittamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää valssin (16) käyttö- eli tartuntaelimineen (17) suojaputken (5) kytkemiseksi valssiin (16), käyttökoneis-ton (15) valssin (16) käyttämiseksi, valssia (16) vastaan siirrettävän puristusvalssin (18), peräänantavan voimaa synnyttävän puristuselimen (25) , joka vaikuttaa puristus-valssiin (18) käytetyn valssin (16) suuntaan, sekä säätö-elimen (34) synnytetyn voiman säätämiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen valssauslaitteisto, tunnettu siitä, että käytetty valssi (16) on varustettu ainakin yhdellä uralla (17) sekä tarkoitettu vastaanottamaan suojaputkeen (5) liitetty holkki (12), jossa on tähän uraan (17) sovitettu käyttölista (13).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen valssauslaitteisto, tunnettu siitä, että voimaa synnyttävä puristuselin (25) muodostuu ohjaussylinteristä, joka on painetta rajoittavan venttiilin (34) kautta liitetty paineväliainelähtee-seen (30). p * 74834