RU2171508C2

RU2171508C2 - Method and chamber for separating spent two- bundle fuel assembly of nuclear reactor for its further disposal

Info

Publication number: RU2171508C2
Application number: RU99118781A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Божко; А.И. Винников; А.П. Дмитриев; Н.И. Русаков; В.А. Шишкин; Л.И. Щуров
Original assignee: Центральное конструкторское бюро машиностроения
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-07-27

Abstract

FIELD: disposal of spent nuclear fuel. SUBSTANCE: method involves cutting of suspension and separation of assembly into two fuel bundles for which purpose lower fuel bundle is placed in box mounted in separation cavity. Second box is installed in small cavity. Upper bundle is placed upon its separation from assembly into box mounted in small cavity. Then both boxes are closed with covers which are locked in position. After that boxes of both cavities holding fuel bundles are removed from cavities simultaneously, carried to bundles shipment container can, and placed in can seats. After all seats of can are filled, can is placed in shipment container. EFFECT: facilitated procedure. 8 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к способу разделки двухпучковой топливной сборки ядерного реактора, обеспечивающему возможность ее транспортировки к долговременному хранению. The invention relates to a method for cutting a two-beam fuel assembly of a nuclear reactor, providing the possibility of its transportation to long-term storage.

Кроме того, данное изобретение касается камеры разделки, в которой осуществляется вышеуказанный способ разделки. In addition, the present invention relates to a cutting chamber in which the above cutting method is carried out.

Существуют два способа разделки топливных сборок ядерных реакторов: разделка под слоем воды, так называемый "мокрый способ разделки", который осуществляют в бассейнах выдержки, и разделка в воздушной атмосфере, так называемый "сухой способ разделки", который осуществляют в специально предназначенных для этого камерах разделки. There are two methods for cutting fuel assemblies of nuclear reactors: cutting under a layer of water, the so-called "wet cutting method", which is carried out in holding pools, and cutting in an air atmosphere, the so-called "dry cutting method", which is carried out in specially designed chambers butchering.

Первый способ разделки применяют в основном для однопучковых топливных сборок, состоящих из верхнего и нижнего хвостовиков, соединенных между собой с помощью трубчатых тяг, дистанционирующих решеток и твэлов [1]. По этому способу [2] отработавшую топливную сборку из бассейна-хранилища переносят и устанавливают в кантователь. Кантователь закрывают крышкой, затем поворачивают на 180^o, последовательно удаляют крышку кантователя и нижний наконечник топливной сборки, а затем осуществляют манипуляции с твэлами. Для выполнения этих операций в бассейне выдержки размещают кантователь, механизм удаления крышек кантователя и средство доступа к твэлам. Это средство включает в себя устройство резки сварного шва, систему сбора стружки, устройство для отвинчивания винтов.The first method of cutting is used mainly for single-beam fuel assemblies, consisting of upper and lower shanks, interconnected using tubular rods, spacer grids and fuel rods [1]. According to this method [2] the spent fuel assembly from the storage pool is transferred and installed in the tilter. The tilter is closed with a lid, then rotated 180 ^° , the tilter lid and the lower tip of the fuel assembly are successively removed, and then the fuel rods are manipulated. To perform these operations, a tilter, a mechanism for removing the tilter covers and a means of access to the fuel rods are placed in the holding pool. This tool includes a weld cutting device, a chip collection system, a device for unscrewing screws.

Известные способ и устройство не могут быть применены для разделки двухпучковой топливной сборки ядерного реактора. The known method and device cannot be used for cutting a two-beam fuel assembly of a nuclear reactor.

Второй, т.е. "сухой способ разделки", применяют для разделки отработавших двухпучковых топливных сборок ядерных реакторов [3]. Топливная сборка этого типа состоит из двух пучков, образованных каждый топливными стержнями, закрепленными в силовых решетках и связанными между собой дистанционирующими решетками, жестко соединенными с каркасными трубами. Два пучка твэлов размещены на проходящем через каркасные трубы несущем стержне, жестко соединенном с верхним и нижним наконечниками. К верхнему наконечнику прикреплена подвеска, а между пучками твэлов расположена перемычка. Силовые решетки каждого пучка твэлов расположены вблизи соответствующих наконечников. Общая длина такой двухпучковой топливной сборки составляет более 16 м, а при отделении от нее подвески ее длина составляет более 10 м. The second, i.e. "dry cutting method" is used for cutting spent two-beam fuel assemblies of nuclear reactors [3]. A fuel assembly of this type consists of two bundles, each formed by fuel rods fixed in power grids and interconnected by distance grids, rigidly connected to the frame pipes. Two bundles of fuel rods are placed on a supporting rod passing through the frame tubes and rigidly connected to the upper and lower tips. A suspension is attached to the upper tip, and a jumper is located between the fuel bundles. The power grids of each beam of fuel rods are located near the corresponding tips. The total length of such a two-beam fuel assembly is more than 16 m, and when the suspension is separated from it, its length is more than 10 m.

Известен способ разделки двухпучковой топливной сборки ядерного реактора и устройство разделки для его осуществления [4]. Известный способ включает установку и фиксацию сборки в складывающемся пенале. В камере резки в воздушной атмосфере производят удаление нижнего крепежного средства, а удаление подвески с несущим стержнем верхнего и нижнего пучков твэлов осуществляют в бассейне выдержки, причем для удаления подвески с несущим стержнем и верхнего пучка твэлов пенал подвешивают в бассейне выдержки, а перед извлечением нижнего пучка твэлов осуществляют складывание пенала. Таким образом, процесс разделки осуществляют в двух помещениях: в камере резки в воздушной атмосфере и в бассейне выдержки под слоем воды, при этом топливную сборку дважды перемещают, первый раз между бассейном выдержки и камерой резки для удаления нижнего крепежного средства, а второй раз между камерой резки и бассейном выдержки для удаления подвески с несущим стержнем и для последовательного удаления верхнего и нижнего пучков твэлов. A known method of cutting a two-beam fuel assembly of a nuclear reactor and a cutting device for its implementation [4]. The known method involves installing and fixing the assembly in a folding case. In the cutting chamber in the air, the lower fastening means are removed, and the suspension with the supporting rod of the upper and lower fuel rods is removed in the holding pool, and to remove the suspension with the supporting rod and the upper beam of fuel rods, the pencil case is suspended in the holding pool, and before the lower beam is removed the fuel elements carry out the folding of the pencil case. Thus, the cutting process is carried out in two rooms: in the cutting chamber in an air atmosphere and in the holding pool under a layer of water, while the fuel assembly is moved twice, the first time between the holding pool and the cutting chamber to remove the lower mounting means, and the second time between the camera cutting and pool exposure to remove the suspension with a supporting rod and for sequential removal of the upper and lower bundles of fuel rods.

Такое двойное перемещение отработавшей шестнадцатиметровой топливной сборки представляет сложность и может быть причиной ее разрушения. Большое неудобство возникает также при манипуляциях с шестнадцатиметровой подвеской с несущем стержнем. Известный способ разделки топливной сборки осуществляют в пенале, состоящем из двух перемещающихся относительно друг друга частей. Нижняя часть пенала выполнена в виде пустотелой емкости, в которой может быть размещен только нижний пучок твэлов. Верхняя часть пенала содержит прижимной упор, необходимый для фиксации сборки в пенале в момент ее транспортировки и отрезки нижнего крепежного средства, и направляющее устройство с цанговым захватом, устанавливаемое вместо прижимного упора для последовательного извлечения пучков твэлов из пенала. При извлечении пучков твэлов цанговый захват вводят в каркасные трубы пучков твэлов, что вызывает определенные трудности, учитывая малый диаметр труб. Such a double movement of the spent sixteen meter fuel assembly is difficult and may cause its destruction. A big inconvenience also arises during manipulations with a sixteen-meter suspension with a supporting rod. The known method of cutting the fuel assembly is carried out in a pencil case, consisting of two parts moving relative to each other. The lower part of the case is made in the form of a hollow container, in which only the lower bundle of fuel rods can be placed. The upper part of the canister contains a clamping stop necessary for fixing the assembly in the canister at the time of its transportation and segments of the lower fastening means, and a guiding device with a collet gripper installed instead of the clamping stop for sequential extraction of fuel bundles from the canister. When removing the bundles of fuel rods, the collet gripper is introduced into the frame tubes of the bundles of fuel rods, which causes certain difficulties, given the small diameter of the pipes.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому способу является способ разделки двухпучковой топливной сборки, входящий в качестве составной части в способ восстановления частично поврежденной двухпучковой топливной сборки [5]. Указанный способ включает установку сборки в шахту разделки, отрезку подвески, разделение сборки на два пучка твэлов путем разрезки перемычки, соединяющей пучки, и последующую установку пучков и подвески в соответствующие транспортные контейнеры. The closest in its technical essence in relation to the claimed method is a method of cutting a two-beam fuel assembly, which is included as part of the method for recovering a partially damaged two-beam fuel assembly [5]. The specified method includes installing the assembly in the cutting mine, cutting the suspension, dividing the assembly into two bundles of fuel rods by cutting the jumper connecting the bundles, and then installing the bundles and suspension in the appropriate transport containers.

Известный способ разделки осуществляют в камере разделки [5], содержащей перемещающийся в камере кран и комплект оборудования, состоящий из шахты разделки, малой шахты, зажимного устройства, расположенного над шахтой разделки, отрезного станка, смонтированного с возможностью его установки соосно с шахтой разделки, манипулятора с рабочим органом и транспортных контейнеров для пучков твэлов и подвесок разделываемых топливных сборок. The known method of cutting is carried out in a cutting chamber [5], containing a crane moving in the chamber and a set of equipment consisting of a cutting shaft, a small shaft, a clamping device located above the cutting shaft, a cutting machine mounted with the possibility of its installation coaxially with the cutting shaft, a manipulator with a working body and transport containers for bundles of fuel rods and suspensions of fuel assemblies being cut.

Перед установкой топливной сборки в шахту разделки в нее устанавливают двухсекционный чехол, секции которого соединены между собой с помощью быстроразъемного соединения. Перед удалением верхнего пучка твэлов его подвешивают за верхнюю силовую решетку в верхней секции чехла раскрывают быстроразъемное соединение секций чехла и удаляют верхний пучок твэлов совместно с верхней секцией чехла. Затем на нижнюю секцию чехла устанавливают транспортное приспособление, соединяют его с нижней секцией чехла с помощью элементов быстроразъемного соединения секций чехла и удаляют из шахты разделки нижнюю секцию чехла совместно с нижним пучком твэлов. Before installing the fuel assembly in the cutting shaft, a two-piece cover is installed in it, the sections of which are interconnected by means of a quick disconnect connection. Before removing the upper bundle of fuel rods, it is suspended by the upper power grid in the upper section of the cover, the quick-connect connection of the sections of the cover is opened and the upper bundle of fuel rods is removed together with the upper section of the cover. Then, a transport device is installed on the lower section of the cover, connected to the lower section of the cover with the help of quick-connect elements of the sections of the cover, and the bottom section of the cover is removed from the cutting shaft together with the lower bundle of fuel elements.

Особенность известного способа разделки состоит в том, что разделку топливной сборки осуществляют в чехле, конструкция которого должна обеспечить возможность проведения всех операций разделки без извлечения самой сборки и ее пучков из чехла. В силу этого возникает необходимость в проведении таких операций, как центровка сборки в чехле, ее фиксация в чехле, фиксация пучков твэлов в секциях чехла, фиксация и расфиксация чехла и его секций относительно шахты разделки. Поэтому процесс разделки значительно усложняется, а его продолжительность увеличивается на столько, что не позволяет использовать данный способ для разделки топливной сборки для целей подготовки ее к длительному хранению. Конструкция чехла сложна, а его использование для целей установки пучков твэлов в транспортный контейнер вызывает большие неудобства, связанные с проблемами удаления пучков твэлов из секций чехла. A feature of the known method of cutting is that the cutting of the fuel assembly is carried out in a cover, the design of which should provide the ability to carry out all cutting operations without removing the assembly itself and its bundles from the cover. Because of this, it becomes necessary to carry out operations such as aligning the assembly in the case, fixing it in the case, fixing the fuel bundles in the sections of the cover, fixing and fixing the cover and its sections relative to the cutting shaft. Therefore, the cutting process is much more complicated, and its duration is increased by so much that it does not allow to use this method for cutting the fuel assembly in order to prepare it for long-term storage. The design of the cover is complicated, and its use for the installation of bundles of fuel rods in a transport container causes great inconvenience associated with the problems of removing bundles of fuel rods from sections of the cover.

В основу изобретения была положена задача разработать способ разделки и камеру для разделки отработавшей двухпучковой топливной сборки ядерного реактора на части, приспособленные к длительному хранению. The basis of the invention was the task of developing a cutting method and a chamber for cutting the spent two-beam fuel assembly of a nuclear reactor into parts adapted for long-term storage.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в сокращении количества манипуляций с топливной сборкой и ее частями в процессе разделки. The technical result of the claimed invention is to reduce the number of manipulations with the fuel assembly and its parts during the cutting process.

Указанная задача решается тем, что в способе разделки отработавшей двухпучковой топливной сборки ядерного реактора, включающем установку сборки в шахту разделки, отрезку подвески, разделение сборки на два пучка твэлов путем разрезки перемычки, соединяющей пучки, и последовательную установку пучков твэлов и подвески в соответствующие транспортные контейнеры, согласно изобретению в шахту разделки и в малую шахту устанавливают пеналы под пучки твэлов, отрезку подвески и разделение сборки на два пучка твэлов осуществляют при размещении нижнего пучка твэлов в пенале шахты разделки, после отделения верхний пучок твэлов устанавливают в пенал малой шахты, затем на оба пенала надевают и фиксируют крышки, после чего пеналы из обеих шахт с размещенными в них пучками твэлов одновременно извлекают из шахт, перемещают к чехлу транспортного контейнера для пучков твэлов и устанавливают в гнезда чехла, а по заполнении всех гнезд чехла осуществляют его установку в транспортный контейнер. This problem is solved by the fact that in the method of cutting the spent two-beam fuel assembly of a nuclear reactor, including installing the assembly in the cutting shaft, cutting the suspension, dividing the assembly into two bundles of fuel rods by cutting the jumper connecting the bundles, and sequentially installing the bundles of fuel rods and suspension in the appropriate transport containers , according to the invention, canisters for fuel rods are installed in the cutting shaft and in the small shaft, the suspension section and the assembly are divided into two bundles of fuel rods when placed of the lower bundle of fuel rods in the cutting shaft case, after separation, the upper bundle of fuel rods is installed in the small shaft case, then the covers are put on and fixed on both cases, after which the cases from both shafts with the bundles of fuel rods placed in them are simultaneously removed from the shafts and moved to the cover of the transport container for bundles of fuel rods and installed in the nests of the cover, and after filling all the nests of the cover carry out its installation in the transport container.

Эта задача решается также тем, что отрезанную подвеску топливной сборки размещают в соответствующем чехле транспортного контейнера, а по заполнении чехла его устанавливают в транспортный контейнер. This problem is also solved by the fact that the cut-off suspension of the fuel assembly is placed in the corresponding cover of the transport container, and when the cover is full, it is installed in the transport container.

Эта задача решается также тем, что установку верхнего пучка твэлов из шахты разделки в малую шахту и установку отрезанной подвески в чехол транспортного контейнера для подвесок осуществляют консольным краном с двумя грузовыми подвесками, одна из которых оснащена захватным средством под подвеску топливной сборки, а вторая - захватным средством под силовую решетку верхнего пучка твэлов. This problem is also solved by the fact that the installation of the upper bundle of fuel rods from the cutting shaft into the small shaft and the installation of the cut suspension in the cover of the transport container for the suspensions is carried out using a jib crane with two cargo suspensions, one of which is equipped with a gripping means for the suspension of the fuel assembly, and the second is gripping means for the power grid of the upper bundle of fuel rods.

Эта задача решается также тем, что все манипуляции с пучками твэлов, размещенными в пеналах, крышками пеналов и пустыми пеналами осуществляют вторым консольным краном с двумя независимыми грузовыми подвесками. This problem is also solved by the fact that all manipulations with the bundles of fuel rods placed in the cases, the covers of the cases and empty cases are carried out by a second jib crane with two independent cargo suspensions.

Эта задача решается также тем, что разделку отработавших топливных сборок осуществляют на двух параллельно расположенных линиях, снабженных общими чехлами транспортных контейнеров для пеналов с пучками и подвесок. This problem is also solved by the fact that the separation of spent fuel assemblies is carried out on two parallel lines, equipped with common covers of transport containers for pencil cases with bundles and suspensions.

Эта задача решается также тем, что камера разделки для осуществления вышеуказанного способа разделки, содержащая перемещающийся вдоль продольной оси камеры кран, приемное гнездо и комплект оборудования в виде шахты разделки, малой шахты, зажимного устройства, расположенного над шахтой разделки, отрезного станка, смонтированного с возможностью его установки соосно с шахтой разделки, манипулятора с рабочим органом и транспортных контейнеров под пучки твэлов и подвески топливных сборок, согласно изобретению снабжена пеналами под пучки твэлов, устанавливаемыми в шахту разделки и в малую шахту, а транспортные контейнеры снабжены соответственно чехлом для пеналов и чехлом для подвесок, при этом комплект оборудования дополнительно снабжен двумя настенными консольными кранами с тележками с двумя независимыми грузовыми подвесками каждая и зажимным устройством, размещенным над малой шахтой, причем один консольный кран установлен с возможностью перемещения между чехлом транспортного контейнера для подвесок топливных сборок и приемным гнездом, а другой установлен с возможностью перемещения между чехлом транспортного контейнера для пеналов и шахтой разделки. This problem is also solved by the fact that the cutting chamber for implementing the above cutting method, comprising a crane moving along the longitudinal axis of the chamber, a receiving socket and a set of equipment in the form of a cutting shaft, a small shaft, a clamping device located above the cutting shaft, a cutting machine mounted with the possibility of its installation coaxially with the cutting shaft, a manipulator with a working body and transport containers under the fuel bundles and suspensions of fuel assemblies, according to the invention is equipped with pencil cases for bundles of t Vals installed in the cutting mine and in the small mine, and transport containers are equipped with a case for pencil cases and a case for suspensions, while the set of equipment is additionally equipped with two wall-mounted console cranes with trolleys with two independent cargo suspensions each and a clamping device located above the small mine moreover, one cantilever crane is installed with the possibility of movement between the cover of the transport container for hanging the fuel assemblies and the receiving socket, and the other is installed with the possibility of movement between the spine cover of the transport container for the canisters and cutting shaft.

Эта задача решается также тем, что грузовые подвески одной тележки оснащены захватным средством под силовую решетку верхнего пучка твэлов и захватным средством под подвеску топливной сборки, а грузовые подвески второй тележки оснащены захватными средствами под пеналы. This problem is also solved by the fact that the cargo suspensions of one truck are equipped with gripping means for the power grid of the upper bundle of fuel rods and gripping means for the suspension of the fuel assembly, and the cargo suspensions of the second truck are equipped with gripping means for pencil cases.

Эта задача решается также тем, что камера разделки дополнительно снабжена вторым комплектом оборудования и вторым приемным гнездом, при этом комплекты оборудования и приемные гнезда расположены по обе стороны продольной оси камеры, а чехлы для транспортных контейнеров расположены на продольной оси камеры. This problem is also solved by the fact that the cutting chamber is additionally equipped with a second set of equipment and a second receiving socket, while sets of equipment and receiving sockets are located on both sides of the longitudinal axis of the camera, and covers for transport containers are located on the longitudinal axis of the camera.

Отличительная особенность заявленного способа разделки отработавшей двухпучковой топливной сборки заключается в том, что до начала разделки собственно самой топливной сборки в шахту разделки и в малую шахту устанавливают пеналы, приспособленные для размещения одного пучка твэлов. Разделку топливной сборки осуществляют при ее размещении в пенале шахты разделки. Отделенные от сборки подвеска и верхний пучок твэлов первым консольным краном с двумя независимыми грузовыми подвесками устанавливают соответственно в пенал малой шахты и чехол транспортного контейнера для подвесок. В это же время, но с некоторым сдвигом во времени, с помощью второго консольного крана с двумя независимыми подвесками на пеналы обеих шахт надевают крышки, проверяют надежность их фиксации на пеналах, после чего пеналы с размещенными в них пучками твэлов извлекают одновременно из шахт, перемещают к чехлу транспортного контейнера для пучков твэлов и устанавливают в гнезда чехла, извлекают из чехла пустые пеналы, перемещают их к обеим шахтам и устанавливают в шахты. Благодаря этому сокращается количество манипуляций с топливной сборкой и ее частями, что способствует повышению безопасности процесса разделки, сокращению времени разделки и сказывается на удобстве обслуживания. A distinctive feature of the claimed method of cutting the spent two-beam fuel assembly is that prior to the cutting of the fuel assembly itself, canisters are installed in the cutting shaft and in the small shaft, adapted to accommodate one bundle of fuel elements. Cutting of the fuel assembly is carried out when it is placed in a pencil box of the cutting mine. The suspension and the upper bundle of fuel elements separated from the assembly by the first cantilever crane with two independent cargo suspensions are installed respectively in the small shaft case and the cover of the transport container for suspensions. At the same time, but with a certain time shift, with the help of a second cantilever crane with two independent pendants, put the covers on the cases of both shafts, check the reliability of their fixation on the cases, after which the cases with the fuel rods placed in them are removed from the shafts, moved to the cover of the transport container for the bundles of fuel rods and install in the nests of the cover, remove the empty pencil cases from the cover, move them to both shafts and install in the shafts. Due to this, the number of manipulations with the fuel assembly and its parts is reduced, which helps to increase the safety of the cutting process, reduce the time of cutting and affects the ease of maintenance.

Эти и другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут приведены ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
фиг. 1 - двухпучковая топливная сборка ядерного реактора, подлежащая разделке;
фиг. 2 - разрез по А-А;
фиг. 3 - вид в плане камеры разделки;
фиг. 4 - разрез по Б-Б;
фиг. 5 - разрез по В-В;
фиг. 6 - разрез по Г-Г;
фиг. 7 - разрез по Д-Д;
фиг. 8 - место Е (в плане),
фиг. 9 - чехол для подвесок, вид сверху;
фиг. 10 - чехол для пеналов, вид сверху;
фиг. 11 - принципиальная маршрутная схема разделки двухпучковой топливной сборки:
а)- исходное положение пенала в шахте разделки;
б)- исходное положение пенала в малой шахте;
в)- топливная сборка в шахте разделки;
г)- отрезка подвески;
д)- отрезка перемычки и подъем подвески;
е)- верхний пучок твэлов в малой шахте, подвеска на грузовой подвески консольного крана;
ж)- подвеска в гнезде чехла транспортного контейнера;
з)- консольный кран над приемным гнездом;
и)- установка крышек на пеналы малой шахты и шахты разделки;
к)- извлечение пеналов из малой шахты и шахты разделки,
л)- установка пеналов в гнезда чехла для пучков твэлов,
м)- извлечение пустых пеналов из гнезд чехла для пучков твэлов.These and other features and advantages of the present invention will be given below with reference to the accompanying drawings, where:
FIG. 1 - two-beam fuel assembly of a nuclear reactor to be cut;
FIG. 2 - section along aa;
FIG. 3 is a plan view of a cutting camera;
FIG. 4 - a section along BB;
FIG. 5 is a section along BB;
FIG. 6 - section along G-G;
FIG. 7 - section on DD;
FIG. 8 - place E (in plan),
FIG. 9 - cover for pendants, top view;
FIG. 10 - case for pencil cases, top view;
FIG. 11 is a schematic route diagram of the cutting of a two-beam fuel assembly:
a) - the initial position of the pencil case in the mine cutting;
b) - the initial position of the pencil case in a small mine;
c) - fuel assembly in the cutting mine;
d) - suspension section;
d) - the length of the jumper and the suspension;
e) - the upper bundle of fuel rods in a small mine, the suspension on the cargo suspension of a jib crane;
g) - suspension in the nest of the cover of the transport container;
h) - a console crane above the receiving socket;
i) - installation of covers on pencil cases of a small mine and a cutting mine;
j) - extraction of pencil cases from a small mine and mine cutting,
l) - installation of pencil cases in the nests of the cover for bundles of fuel rods,
m) - the removal of empty pencil cases from the nests of the cover for bundles of fuel rods.

Двухпучковая топливная сборка 1 (фиг. 1,2) состоит из двух пучков твэлов 2 и 3, образованных твэлами 4, размещенными в силовой 5 и дистанционирующих 6 решетках, которые жестко соединены с каркасными трубами 7. Через каркасные трубы 7 проходит несущий стержень 8. Нанизанные на несущий стержень 8 пучки твэлов зафиксированы на стержне 8 соответственно с помощью верхнего 9 и нижнего 10 хвостовиков. Пучки твэлов 2,3 отделены друг от друга втулкой 11, размещенной на выступающих сопряженных между собой концах каркасных труб 7. Нижний и верхний хвостовики закреплены на несущем стержне. К верхнему хвостовику прикреплена подвеска 12. The two-beam fuel assembly 1 (Fig. 1.2) consists of two bundles of fuel rods 2 and 3, formed by fuel rods 4, located in the power 5 and spacing 6 grids, which are rigidly connected to the frame pipes 7. Through the frame pipes 7 passes the bearing rod 8. The fuel rods strung on the supporting rod 8 are fixed on the rod 8 using the upper 9 and lower 10 shanks, respectively. The bundles of fuel rods 2,3 are separated from each other by a sleeve 11 located on the protruding ends of the frame tubes 7. The lower and upper shanks are mounted on a supporting rod. Suspension 12 is attached to the upper shank.

Камера разделки 13 (фиг. 3,4) двухпучковой топливной сборки 1 содержит перемещающийся вдоль продольной оси 14 камеры кран 15 и два приемных гнезда 16 передающей тележки (не показана), предназначенной для перемещения от работавших топливных сборок из хранилища для отработавших топливных сборок в камеру разделки. Камера разделки 13 оснащена двумя комплектами оборудования 17, каждый в виде шахты разделки 18, малой шахты 19, зажимного устройства 20, расположенного над шахтой разделки, отрезного станка 21, смонтированного с возможностью его установки соосно c шахтой разделки и манипулятора 22 с рабочим органом. Кроме того, камера разделки снабжена чехлом 23 транспортного контейнера (не показан) для пустых пеналов 24 и пеналов с пучками твэлов и чехлом 25 транспортного контейнера (не показан) для подвесок 12 топливных сборок 1. Чехлы 23 и 25 расположены вдоль продольной оси 14 камеры разделки, а приемные гнезда 16 расположены по обе стороны продольной оси 14. The cutting chamber 13 (Fig. 3.4) of the two-beam fuel assembly 1 comprises a crane 15 moving along the longitudinal axis 14 of the chamber and two receiving sockets 16 of the transmission trolley (not shown), designed to move from the working fuel assemblies from the spent fuel assembly storage to the chamber butchering. The cutting chamber 13 is equipped with two sets of equipment 17, each in the form of a cutting shaft 18, a small shaft 19, a clamping device 20 located above the cutting shaft, a cutting machine 21 mounted with the possibility of its installation coaxially with the cutting shaft and the manipulator 22 with a working body. In addition, the cutting chamber is provided with a cover 23 of a transport container (not shown) for empty cases 24 and cases with bundles of fuel rods and a cover 25 of a transport container (not shown) for suspensions 12 of fuel assemblies 1. Covers 23 and 25 are located along the longitudinal axis 14 of the cutting chamber and receiving sockets 16 are located on both sides of the longitudinal axis 14.

Каждый комплект оборудования 17 дополнительно снабжен двумя настенными консольными кранами 26 и 27 с тележками с двумя независимыми грузовыми подвесками каждая. Грузовые подвески тележки консольного крана 26 оснащены захватным средством 28 под подвеску 12 топливной сборки и захватным средством 29 под силовую решетку 5 верхнего пучка твэлов 2. Грузовые подвески тележки второго консольного крана 27 оснащены захватными средствами 30 под крышку 31 пеналов 24. Каждая малая шахта 19 снабжена зажимным устройством 32. Each set of equipment 17 is additionally equipped with two wall-mounted console cranes 26 and 27 with trolleys with two independent cargo suspensions each. The cargo suspensions of the trolley of the jib crane 26 are equipped with gripping means 28 for the suspension 12 of the fuel assembly and the gripping means 29 under the power grid 5 of the upper bundle of fuel rods 2. The cargo suspensions of the trolley of the second jib crane 27 are equipped with grippers 30 for the cover 31 of the canisters 24. Each small shaft 19 is provided clamping device 32.

В каждой шахте разделки 18 имеется тележка 33, перемещающаяся по направляющим 34, проложенным в шахте разделки. На тележке закреплен стакан 35, в который устанавливают пенал. Тележка подвешена на тросе 36 и соединена с барабаном 37 лебедки, которая через проходку в стене камеры соединена с приводом перемещения тележки. In each mine cutting 18 there is a trolley 33, moving along the guides 34 laid in the mine cutting. A glass 35 is attached to the trolley in which a pencil case is installed. The trolley is suspended on a cable 36 and connected to the drum 37 of the winch, which is connected to the trolley drive via a penetration in the chamber wall.

Зажимные устройства 20 и 32 (фиг. 8) имеют диаметрально расположенные кулачки 39, которые имеют возможность перемещаться в направлении, перпендикулярном продольным осям шахты разделки 18 и малой шахты 19. Перемещение кулачков 39 осуществляет с помощью приводного механизма типа "винт-гайка" 40 при вращении хвостовиков 41 винтов рабочим органом манипулятора 22. The clamping devices 20 and 32 (Fig. 8) have diametrically located cams 39, which can move in a direction perpendicular to the longitudinal axes of the cutting shaft 18 and the small shaft 19. The cams 39 are moved using a screw-nut drive mechanism 40 when rotation of the shanks 41 screws of the working body of the manipulator 22.

Чехол 25 содержит гнезда 42 для установки подвесок 12, а чехол 23 содержит гнезда 43 для размещения пустых пеналов 24 и пеналов с пучками твэлов. The cover 25 contains sockets 42 for installing suspensions 12, and the cover 23 contains sockets 43 for accommodating empty pencil cases 24 and pencil cases with bundles of fuel rods.

Разделку отработавших топливных сборок осуществляют на двух параллельных цепочках оборудования одновременно с некоторым сдвигом во времени операций. Исходное положение: пеналы 24 установлены соответственно в малую шахту 19 (фиг. 11б) и в стакан 35 (фиг. 11a) тележки 33 шахты разделки 18, при этом тележка 33 находится в крайнем верхнем положении шахты разделки 18. Пеналы со снятыми крышками 31 (крышки находятся в захватных средствах 30 вторых консольных кранов 27) зафиксированы соответственно зажимными устройствами 20 и 32 в своих шахтах. Консольные краны 27 с крышками 31 расположены в зоне чехла транспортного контейнера для пеналов с пучками твэлов на своей половине камеры разделки. Консольный краны 26 с открытыми захватными средствами 28 и 29 находится над приемными гнездами 16. Cutting out spent fuel assemblies is carried out on two parallel chains of equipment at the same time as a certain time shift of operations. Starting position: the canisters 24 are installed respectively in the small shaft 19 (Fig. 11b) and in the glass 35 (Fig. 11a) of the trolley 33 of the butcher shaft 18, while the trolley 33 is in the extreme upper position of the butcher shaft 18. Cases with the covers 31 removed ( the covers are located in the gripping means 30 of the second jib cranes 27) are fixed respectively by the clamping devices 20 and 32 in their shafts. Jib cranes 27 with lids 31 are located in the area of the cover of the transport container for pencil cases with bundles of fuel rods in their half of the cutting chamber. Jib cranes 26 with open gripping means 28 and 29 are located above the receiving sockets 16.

Подлежащую разделке отработавшую топливную сборку 1 сцепляют с захватным средством 28 консольного крана 26, извлекают из приемного гнезда, перемещают к шахте разделки 18 и устанавливают в пенал 24 шахты разделки (фиг. 11в). Кулачки 39 зажимного устройства 20 разводят и при совместном перемещении вниз захватного средства 28 и тележки 33 топливную сборку опускают в крайнее нижнее положение шахты разделки. Кулачки 39 сводят и фиксируют верхний пучок твэлов относительно шахты разделки. Подводят отрезную головку (не показана) отрезного станка 21 и отрезают подвеску 12 топливной сборки (фиг. 11г). Отрезную головку отводят, а подвеску 12 поднимают. The spent fuel assembly 1 to be cut is engaged with the gripping means 28 of the jib crane 26, removed from the receptacle, moved to the cutting shaft 18 and installed in the cutting case 24 of the cutting shaft (Fig. 11c). The cams 39 of the clamping device 20 are parted, and when moving down together the gripping means 28 and the truck 33, the fuel assembly is lowered to the lowermost position of the cutting shaft. The cams 39 reduce and fix the upper bundle of fuel rods relative to the cutting shaft. Summarize the cutting head (not shown) of the cutting machine 21 and cut off the suspension 12 of the fuel assembly (Fig. 11g). The cutting head is retracted, and the suspension 12 is raised.

Захватное средство 29 консольного крана 28 наводят на верхний пучок твэлов 2, его захватные рычаги сводят под силовой решеткой 5, кулачки 39 разводят, тележку 33 поднимают вверх до положения, при котором в зоне реза отрезной головки расположится втулка 11 (фиг. 11д). Одновременно с подъемом тележки 33 осуществляют перемещение вверх на такую же величину захватного средства 29. Кулачки 39 зажимного устройства 20 сводят и осуществляют фиксацию пенала 24 с находящимся внутри него нижним пучком твэлов 3 относительно шахты разделки. Подводят отрезную головку отрезного станка 21 и перерезают перемычку, разделяющую пучки твэлов. Отрезную головку отводят в исходное положение. The gripping means 29 of the cantilever crane 28 is pointed at the upper bundle of fuel rods 2, its gripping arms are brought under the power grid 5, the cams 39 are moved apart, the trolley 33 is lifted up to the position where the sleeve 11 is located in the cutting zone of the cutting head (Fig. 11e). Simultaneously with the lifting of the bogie 33, they move upward by the same amount of gripping means 29. The cams 39 of the clamping device 20 reduce and fix the canister 24 with the lower bundle of fuel rods 3 inside it relative to the cutting shaft. The cutting head of the cutting machine 21 is brought up and the jumper separating the fuel bundles is cut. The cutting head is retracted to its original position.

Поднимают захватное средство 29, консольный кран 26 перемещают в зону малой шахты и опускают верхний пучок твэлов 2 в пенал 24 малой шахты (фиг. 11e). Расцепляют захватные рычаги захватного средства 29 с верхним пучком твэлов и поднимают захватное средство 29 вверх. Затем консольный кран 26 перемещают в зону чехла 25 транспортного контейнера для подвесок, совмещают подвеску с гнездом 42 и опускают подвеску в чехол (фиг. 11ж). Захватное средство 28 расцепляют с подвеской, поднимают вверх, консольный кран 26 перемещают на приемное гнездо 16, т.е. консольный кран 26 возвращают в исходное положение (фиг.11з). The gripping means 29 is lifted, the jib crane 26 is moved to the small shaft area and the upper bundle of fuel rods 2 is lowered into the small shaft case 24 (Fig. 11e). The gripping arms of the gripping means 29 are disengaged with the upper fuel rod bundle and the gripping means 29 is lifted up. Then the jib crane 26 is moved to the area of the cover 25 of the transport container for suspensions, combine the suspension with the socket 42 and lower the suspension into the cover (Fig. 11g). The gripping means 28 is disengaged from the suspension, lifted up, the jib crane 26 is moved to the receiving socket 16, i.e. the jib crane 26 is returned to its original position (figs).

Консольный кран 27 перемещают в зону малой шахты 19, совмещают одно из его захватных средств 30 с пеналом 24 и опускают крышку 31 на пенал. Соединение крышки 31 с пеналом 24 осуществляется под действием веса крышки и захватного средства известным способом. Затем захватное средство несколько поднимают, проверяя таким образом надежность фиксации крышки на пенале. Аналогичным образом осуществляют установку крышки на пенал шахты разделки (фиг. 11и). Операции по установке крышек на пеналы малой шахты и шахты разделки могут осуществляться одновременно, поскольку захватные средства находятся на независимых грузовых подвесках тележки консольного крана. The jib crane 27 is moved to the area of the small shaft 19, one of its gripping means 30 is combined with the pencil case 24, and the lid 31 is lowered onto the pencil case. The connection of the cover 31 with the canister 24 is effected by the weight of the cover and the gripping means in a known manner. Then, the gripping means is slightly raised, thus checking the reliability of the lid fixing on the pencil case. Similarly carry out the installation of the lid on the pencil case mine cutting (Fig. 11i). The operation of installing the covers on the cans of the small mine and the cutting mine can be carried out simultaneously, since the gripping means are located on the independent cargo suspensions of the console crane truck.

Затем кулачки 39 зажимных устройств 20 и 32 разводят, пеналы одновременно извлекают из соответствующих шахт (фиг. 11к) и перемещают в зону чехла 23 транспортного контейнера для пеналов под пучки твэлов, наводят пеналы на пустые гнезда 43 и опускают в них пеналы с находящимися в них пучками твэлов (фиг. 11л). Эта операция может осуществляться одновременно для обоих пеналов, а в случае необходимости установка пеналов в гнезда чехла может осуществляться порознь. Then, the cams 39 of the clamping devices 20 and 32 are opened, the canisters are simultaneously removed from the respective shafts (Fig. 11k) and moved to the area of the cover 23 of the transport container for the canisters under the bundles of fuel rods, the canisters are pointed at the empty slots 43 and the canisters with them in them are lowered fuel rod bundles (Fig. 11l). This operation can be carried out simultaneously for both pencil cases, and if necessary, the installation of pencil cases in the slots of the cover can be carried out separately.

Захватные средства 30 расцепляют с крышками пеналов (известным способом), поднимают захватные средства и совмещают их одновременно или порознь с гнездами, в которых находятся пустые пеналы, сцепляют с крышками пустых пеналов и извлекают из чехла пустые пеналы (фиг. 11м). Пеналы перемещают одновременно к соответствующим шахтам, опускают в шахты, фиксируют в шахтах, удаляют крышки с пеналов и перемещают консольный кран 27 в исходное положение. The gripping means 30 are disengaged from the covers of the pencil cases (in a known manner), the gripping means are lifted and combined at the same time or separately with the nests in which the empty pencil cases are located, coupled to the covers of the empty pencil cases and the empty pencil cases are removed from the case (Fig. 11m). Cases are moved simultaneously to the respective shafts, lowered into the shafts, fixed in the shafts, the covers are removed from the shafts and the jib crane 27 is moved to its original position.

После того, как чехол 23 будет полностью загружен пеналами с пучками твэлов, его краном 15 перенесут и установят в транспортный контейнер. Аналогичным образом, после заполнения всех гнезд чехла 25 подвесками, его установят в соответствующий транспортный контейнер. На этом процесс разделки отработавшей топливной сборки закончен. After the cover 23 is fully loaded with pencil cases with bundles of fuel rods, its crane 15 will be transferred and installed in a transport container. Similarly, after filling all the nests of the case with 25 pendants, it will be installed in the appropriate transport container. This completes the process of cutting the spent fuel assembly.

Источники информации
1. И.Я. Емельянов и др. Конструирование ядерных реакторов. М.: Энергоиздат. 1982, с.77, рис. 3.10в.Sources of information
1. I.Ya. Emelyanov et al. Design of nuclear reactors. M .: Energoizdat. 1982, p.77, fig. 3.10c.

2. Патент US N 4522780, кл. 376/260
3. И.Я. Емельянов и др. Конструирование ядерных реакторов. М.: Энергоиздат. 1982, с. 189-194, рис. 7.14.2. Patent US N 4522780, cl. 376/260
3. I.Ya. Emelyanov et al. Design of nuclear reactors. M .: Energoizdat. 1982, p. 189-194, fig. 7.14.

4. Патент РФ N 20673276, кл. G 21 F 7/00
5. Патент СССР N 1819479, кл. G 21 F 7/06, 1995.4. RF patent N 20673276, cl. G 21 F 7/00
5. USSR patent N 1819479, cl. G 21 F 7/06, 1995.

Claims

1. The method of cutting the spent two-beam fuel assembly of a nuclear reactor, including installing the assembly in the cutting shaft, the suspension section, dividing the assembly into two bundles of fuel rods by cutting the jumper connecting the bundles, and subsequent installation of the bundles of fuel rods and suspension in the appropriate transport containers, characterized in that Pencil cases for fuel rod bundles are respectively installed in the butcher shaft and in the small shaft; the suspension section and the assembly are divided into two beam bundles when placing the lower beam bundle in near the cutting mine, after separation, the upper bundle of fuel rods is installed in the small shaft case, then the covers are put on and fixed on both cans, after which the cases from both shafts with the bundles of fuel rods placed in them are simultaneously removed from the shaft, moved to the sheath of the transport container for bundles and installed in the nests of the cover, and after filling all the nests of the cover, it is installed in the transport container.

2. The cutting method according to claim 1, characterized in that the cut-off suspension of the fuel assembly is placed in the corresponding cover of the transport container, and after filling it, the cover is installed in the waste container.

3. The cutting method according to claim 1, characterized in that the installation of the upper bundle of fuel rods from the cutting shaft into the small shaft and the installation of the cut suspension in the cover is carried out using a jib crane with two cargo pendants, one of which is equipped with a gripper for suspending the fuel assembly, and the second - gripping means under the power grid of the upper bundle of fuel rods.

4. The cutting method according to claim 1, characterized in that all the manipulations with the bundles of fuel rods located in the pencil cases, the covers of the pencil cases and empty pencil cases are carried out by a second cantilever crane with two independent suspensions.

5. The method of cutting according to claim 1, characterized in that the cutting of spent fuel assemblies is carried out on two parallel technological lines equipped with common covers of transport containers for pencil cases with bundles and suspensions.

6. Cutting chamber for implementing the specified method, comprising a crane moving along the longitudinal axis of the chamber, a receiving socket and a set of equipment in the form of a cutting shaft, a small shaft, a clamping device located on the cutting shaft, a cutting machine mounted with the possibility of its installation coaxially with the cutting shaft , a manipulator with a working body and transport containers for bundles of fuel rods and suspensions of fuel assemblies, characterized in that the cutting chamber is equipped with cases for bundles of fuel rods installed in mines cutting into a small mine, and transport containers are equipped with a case for pencil cases and a cover for suspensions, while the set of equipment is additionally equipped with two wall-mounted jib cranes with trolleys with two independent cargo pendants each and a clamping device located on the small shaft, and one jib crane installed with the possibility of moving between the cover of the transport container for hanging the fuel assemblies and the receiving socket, and the second is installed with the possibility of moving between the cover of t transport container for pencil cases and mine cutting.

7. The cutting chamber according to claim 6, characterized in that the cargo suspensions of one truck are equipped with gripping means for the power grid of the upper bundle of fuel rods, and the cargo suspensions of the second truck are equipped with gripping means for pencil cases.

8. The cutting chamber according to claim 6 or 7, characterized in that it is additionally equipped with a second set of equipment and a second receiving socket, while the sets of equipment and receiving sockets are located on both sides of the longitudinal axis of the camera, and covers for transport containers are located on the longitudinal axis cameras.