RU2172031C2

RU2172031C2 - Facility for remote dismounting of radioactive structures

Info

Publication number: RU2172031C2
Application number: RU98112007A
Authority: RU
Inventors: Франсуа БОДЭН; Жорж ЛЕБЬЕЗ; Франк ВИВЬЕ; Людовик МАРТЭН
Original assignee: Компани Женераль де Матьер Нюклеэр
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 2001-08-10

Abstract

FIELD: nuclear engineering. SUBSTANCE: facility has cutting module moving relative to structure and positioned in space. Module carries cutting head that ejects water and abrasive particles under pressure. It also carries module-to-structure distance sensor, dosimeter, and decontaminating device. Distance sensor is, essentially, feeler gage. Decontaminating device is made in the form of impeller. Facility also has device for accumulating abrasive particles and small cutting residue as well as video camera for watching the structure. Facility is noted for high mobility and incorporates special metering devices. EFFECT: reduced probability of radioactive contamination; improved safety. 11 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение касается установки для дистанционного демонтажа радиоактивных конструкций. The present invention relates to an installation for the remote dismantling of radioactive structures.

При выполнении операций демонтажа радиоактивных конструкций, а также при выполнении операций технического обслуживания таких конструкций желательно производить резку дистанционно в водной среде или вне различных металлических конструкций достаточно больших размеров, толщина которых может достигать 200 мм и более, обладающих сильным радиоактивным заражением. При этом операции приходится проводить без возможности непосредственного наблюдения за этим процессом. When performing operations of dismantling radioactive structures, as well as when performing maintenance operations of such structures, it is desirable to carry out cutting remotely in an aqueous medium or outside various metal structures of sufficiently large sizes, the thickness of which can reach 200 mm or more, having strong radioactive contamination. In this case, operations have to be carried out without the possibility of direct observation of this process.

Действительно, операции резки таких конструкций необходимо в максимально возможной степени производить дистанционно, чтобы избежать радиоактивного облучения, которому неизбежно будет подвергаться обслуживающий персонал, это приводит к необходимости разработки такого инструмента, который не только был бы способен работать в автоматическом режиме, но и обеспечивал бы также сбор и утилизацию частиц, стружки, осколков и аэрозолей, образующихся при разрезании радиоактивных конструкций. Indeed, cutting operations of such structures should be carried out as far as possible to the maximum extent possible, in order to avoid the radiation exposure to which the maintenance personnel will inevitably be exposed, which leads to the need to develop such a tool that would not only be able to work in automatic mode, but would also provide collection and disposal of particles, chips, splinters and aerosols generated by cutting radioactive structures.

Для удовлетворения изложенных выше требований были предложены различные способы, два из которых описаны в патентах Франции 2638671 и 2678198. В соответствии с этими способами, как и в предлагаемом изобретении, используют струю текущей абразивной субстанции под большим давлением в качестве удобного и надежного средства для разрезания очень толстых деталей, а также предусматривают специальные средства, предназначенные для перемещения детали поперек струи. To meet the above requirements, various methods have been proposed, two of which are described in French patents 2638671 and 2678198. In accordance with these methods, as in the present invention, use a stream of flowing abrasive substance under high pressure as a convenient and reliable means for cutting very thick parts, and also provide special tools designed to move the part across the jet.

В первом из упомянутых патентов дополнительно раскрыт способ сбора отходов резки, а также песка, используемого в качестве абразивного материала, их размещение в специальных контейнерах, где отходы сохраняются на протяжении необходимого времени, причем песок в этом случае служит обволакивающим материалом для радиоактивных отходов и частиц. The first of these patents additionally discloses a method for collecting cutting waste, as well as sand used as an abrasive material, placing them in special containers where the waste is stored for the required time, and sand in this case serves as enveloping material for radioactive waste and particles.

Однако указанные способы характеризуются не вполне удовлетворительными возможностями резания, особенно вследствие ограничений, накладываемых на перемещение сопла, создающего струю режущей абразивной текучей среды. Установки подобного типа осуществляют разрушение конструкции только определенной формы. Кроме того, весьма существенным недостатком таких установок является то обстоятельство, что куски конструкции, образующиеся после разрезания, иногда бывает трудно распределить в контейнерах надлежащим образом, поскольку некоторые куски в ряде случаев имеют повышенную радиоактивность. В этом случае единственный выход состоит в том, чтобы направлять такие куски в специальные установки для их последующего хранения, если это разрешено, что стоит значительно дороже. However, these methods are characterized by not entirely satisfactory cutting capabilities, especially due to the restrictions imposed on the movement of the nozzle, creating a jet of cutting abrasive fluid. Installations of this type carry out the destruction of a structure of only a certain shape. In addition, a very significant drawback of such installations is the fact that pieces of the structure formed after cutting, it is sometimes difficult to distribute in containers properly, since some pieces in some cases have increased radioactivity. In this case, the only way out is to send such pieces to special installations for their subsequent storage, if allowed, which is much more expensive.

В статье Эхерта "Abrasive water jet cutting of thick concrete and water jet cleaning for nuclear facility decommissioning and decontamination" и "Proceedings of the 1987 international decommissioning symposium", Питтсбург, США, 4-8 октября 1987 г. описывается установка, предназначенная для демонтажа или разрушения радиоактивных конструкций, где операции разрезания и обеззараживания или дезактивации проводятся последовательно при помощи независимых друг от друга устройств. В данном случае ограничиваются снятием слоя одинаковой и достаточно большой толщины с поверхности конструкции. Ehert's article "Abrasive water jet cutting of thick concrete and water jet cleaning for nuclear facility decommissioning and decontamination" and "Proceedings of the 1987 international decommissioning symposium", Pittsburgh, USA, October 4-8, 1987 describes a plant intended for dismantling or destruction of radioactive structures, where the cutting and disinfection or decontamination operations are carried out sequentially using independent from each other devices. In this case, they are limited to removing a layer of the same and sufficiently large thickness from the surface of the structure.

В статье Drews и Fuchs "Development of measuring and control systems for underwater cutting of radioactive components", в "Decommissioning of nuclear installations", EUR 12690, Брюссель, 24-27 октября 1989 г., описывается устройство распознавания форм погруженной в жидкость детали в установках для демонтажа радиоактивных конструкций. The article by Drews and Fuchs, "Development of measuring and control systems for underwater cutting of radioactive components", in "Decommissioning of nuclear installations", EUR 12690, Brussels, October 24-27, 1989, describes a device for recognizing the shapes of a part immersed in a liquid in installations for the dismantling of radioactive structures.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания инструмента, предназначенного для выбрасывания режущей струи текучей абразивной среды, который бы обладал большей подвижностью, а также включения в установку для демонтажа радиоактивных конструкций специальных средств измерения и снижения радиоактивного заражения подлежащих резанию конструкций. The basis of the present invention is the task of creating a tool designed to eject a cutting jet of fluid abrasive medium, which would have greater mobility, as well as the inclusion in the installation for the dismantling of radioactive structures of special measuring instruments and reduce radioactive contamination to be cut structures.

Другой аспект предлагаемого изобретения состоит в возможности гарантировать удовлетворительное функционирование предлагаемого устройства при надлежащем качестве разрезания конструкций. При этом можно включить в состав предлагаемой установки кроме телевизионных или других камер наблюдения на расстоянии механический щуп или другой детектор, чтобы распознать положение разрезаемой конструкции в пространстве или ее геометрическую форму, а также отрегулировать соответствующим образом траекторию перемещения режущего инструмента, даже в том случае, когда можно располагать некоторой исходной информацией об этом положении, получаемой при помощи плана расположения соответствующей конструкции или другого средства. Another aspect of the invention is the ability to guarantee satisfactory operation of the proposed device with the proper quality of cutting structures. In this case, in addition to television or other surveillance cameras at a distance, a mechanical probe or other detector can be included in the proposed installation in order to recognize the position of the cut structure in space or its geometric shape, as well as adjust the trajectory of the cutting tool, even when you can have some initial information about this position, obtained using the layout plan of the corresponding structure or other means.

При использовании предлагаемого изобретения обеспечивается возможность сбора остатков и отходов резания и исключается их рассеивание вокруг установки. When using the present invention, it is possible to collect residues and waste cutting and eliminates their dispersion around the installation.

Предлагаемое изобретение касается установки, предназначенной для разрушения радиоактивных конструкций и содержащей опору, модуль, на котором закреплена головка резания устройства выброса струи воды под давлением и взвешенных в ней абразивных частиц, в которой согласно изобретению модуль является подвижным и ориентируемым в пространстве, при этом на модуле установлен датчик расстояния от конструкции, подлежащей разрушению, радиационный дозиметр и устройство дезактивации. The present invention relates to an installation designed for the destruction of radioactive structures and containing a support, a module on which is mounted the cutting head of the device for ejecting a jet of water under pressure and abrasive particles suspended in it, in which according to the invention the module is movable and orientable in space, while on the module a distance sensor from the structure to be destroyed, a radiation dosimeter and a decontamination device are installed.

Другие особенности и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания различных элементов и аспектов использования со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает схематично общий вид установки в соответствии с предлагаемым изобретением;
фиг. 2 изображает схематично общий вид головки резания согласно изобретению;
фиг. 3 изображает схематично разрез сопла выброса струи абразивной текучей среды согласно изобретению;
фиг. 4 изображает схему устройства сбора отходов резания согласно изобретению;
фиг. 5 изображает схему второго варианта реализации установки в соответствии с предлагаемым изобретением.Other features and advantages of the invention will be better understood from the following description of the various elements and aspects of use with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 depicts schematically a General view of the installation in accordance with the invention;
FIG. 2 is a schematic perspective view of a cutting head according to the invention;
FIG. 3 is a schematic sectional view of an abrasive fluid jet nozzle according to the invention;
FIG. 4 is a diagram of a cutting waste collection device according to the invention;
FIG. 5 depicts a diagram of a second embodiment of a plant in accordance with the invention.

Ниже подробно описан первый вариант реализации установки в соответствии с предлагаемым изобретением. Below is described in detail the first embodiment of the installation in accordance with the invention.

Деминерализованная вода, используемая в качестве средства резания, поступает в установку из распределительной сети предприятия по трубопроводу 1 (фиг. 1), в котором установлен нагнетательный насос 2. Вслед за насосом расположена батарея фильтров 3 и усилитель давления 6, доводящий давление воды до 4000 бар. Канал высокого давления после усилителя 6 последовательно содержит коллектор 7, в котором установлен манометр 8 контроля давления воды, и поворотное соединение 9, а затем трубопровод 11, снабженный клапаном 12. Поворотное соединение 9 обеспечивает возможность перемещения трубопровода 11 по отношению к коллектору 7. Demineralized water, used as a cutting means, enters the installation from the distribution network of the enterprise through pipeline 1 (Fig. 1), in which the discharge pump 2 is installed. Following the pump is a filter battery 3 and a pressure amplifier 6, bringing the water pressure to 4000 bar . The high-pressure channel after the amplifier 6 sequentially contains a collector 7, in which a pressure gauge 8 for controlling the water pressure is installed, and a swivel connection 9, and then a pipe 11 provided with a valve 12. The swivel connection 9 allows the pipe 11 to move relative to the collector 7.

Трубопровод 11, один конец которого открывается в атмосферу, погружается затем в полость, дно которой образует бассейн 10, где осуществляется резание. В представленном на фиг. 1 варианте реализации предлагаемого изобретения бассейн 10 заполняется водой для повышения безопасности разрезания радиоактивных конструкций. Однако заполнение этого бассейна водой не является необходимым в том случае, когда принимаются какие-либо другие меры предосторожности для защиты окружающей среды от радиоактивного заражения. Установка в соответствии с предлагаемым изобретением для обеспечения возможности функционирования вне окружающей водной среды описана ниже. The pipeline 11, one end of which opens into the atmosphere, is then immersed in a cavity, the bottom of which forms a pool 10, where the cutting is carried out. In the embodiment of FIG. 1 of the implementation of the invention, the pool 10 is filled with water to increase the safety of cutting radioactive structures. However, filling this pool with water is not necessary when any other precautionary measures are taken to protect the environment from radioactive contamination. Installation in accordance with the invention to enable operation outside the aquatic environment is described below.

На стенках полости установлены две пары вертикальных поддерживающих стоек 13, между которыми перекинут горизонтальный мостик 15. Тележка или каретка 17 имеет возможность перемещаться вдоль мостика 15, верхняя поверхность которого образует направляющие, вытянутые в направлении, обозначенном позицией Y. Над этой тележкой или кареткой возвышается поворотная башенка 81, предназначенная для крепления вертикальной телескопической стойки 16, которая проходит через поворотную башенку. Поворотная башенка 81 позволяет телескопической стойке 16 скользить вдоль вертикальной оси Z и поворачиваться вокруг этой оси на 360^o, то есть на полный оборот. Телескопическая стойка 16 проходит под мостик 15 и завершается кронштейном 18, погруженным в воду, заполняющую, как уже было сказано выше, бассейн 10.Two pairs of vertical support posts 13 are installed on the walls of the cavity, between which a horizontal bridge 15 is thrown. The trolley or carriage 17 has the ability to move along the bridge 15, the upper surface of which forms guides elongated in the direction indicated by Y. The swivel tower rises above this trolley or carriage turret 81, designed to mount a vertical telescopic rack 16, which passes through a rotary turret. The pivot turret 81 allows the telescopic post 16 to slide along the vertical axis Z and rotate around this axis 360 ^o , that is, a full revolution. The telescopic rack 16 passes under the bridge 15 and ends with a bracket 18 immersed in water, filling, as was said above, the pool 10.

Вертикальные стойки закреплены с возможностью перемещения в направлении X, которое перпендикулярно направлению Y, скользя по направляющим рельсам 14, закрепленным на стенках полости. Для обеспечения различных перемещений используют обычные известные механизмы, содержащие приводы, шестерни, зубчатые рейки, а также опорные ролики и башмаки скольжения, которые не показаны подробно на чертежах. Однако все приводы, как и другие части установки, управляются согласованным образом от центрального блока управления 4, расположенного над полостью, который управляется оператором. Vertical racks are fixed with the possibility of movement in the X direction, which is perpendicular to the Y direction, sliding along the guide rails 14, mounted on the walls of the cavity. To ensure various movements using conventional known mechanisms containing drives, gears, gear racks, as well as support rollers and sliding shoes, which are not shown in detail in the drawings. However, all drives, as well as other parts of the installation, are controlled in a coordinated manner from the central control unit 4 located above the cavity, which is controlled by the operator.

На нижнем конце телескопической стойки 16 (фиг. 2) закреплена видеокамера 19, ориентированная в наклонном направлении в сторону зоны резания и размещенная точно над кронштейном 18. Другая видеокамера 19' (фиг. 1) подвешена на мостике 15 позади кронштейна 18 и также направлена в сторону зоны резания для наблюдения в более общем плане процесса резания. A video camera 19 is mounted at the lower end of the telescopic stand 16 (Fig. 2), oriented in an oblique direction toward the cutting zone and placed exactly above the bracket 18. Another video camera 19 '(Fig. 1) is suspended on the bridge 15 behind the bracket 18 and also directed to side of the cutting zone to observe more generally the cutting process.

Гибкий трубопровод 20 (фиг. 2) высокого давления располагается вдоль телескопической стойки 16 и проходит со стороны кронштейна 18 вплоть до сопла 25 выброса струи абразивной текучей среды на конце этого кронштейна. Гибкий трубопровод 20 представляет собой конец канала высокого давления 5. A flexible high-pressure pipe 20 (Fig. 2) is located along the telescopic strut 16 and extends from the side of the bracket 18 up to the abrasive fluid jet nozzle 25 at the end of this bracket. The flexible conduit 20 represents the end of the high pressure channel 5.

Трубопровод 11 по существу состоит из двух жестких участков 82 и 83, жестко связанных соответственно с мостиком и с телескопической стойкой 16. Эти два жестких участка связаны между собой вторым поворотным соединением 84, которое, как и гибкое поворотное соединение 9, представляет собой гибкий участок трубопровода высокого давления, способный деформироваться соответствующим образом, обеспечивая возможность необходимых перемещений установки. Первый жесткий участок 82 трубопровода завершается первым гибким поворотным соединением 9, а второй жесткий участок трубопровода завершается гибким трубопроводом 20. Гибкость трубопровода 20 позволяет наклонять держатель сопла 24, располагающийся на конце кронштейна 18, с которым держатель сопла связан посредством шарнирного соединения, снабженного приводом, размещенным в герметичном корпусе, и размещенным снаружи зубчатым сектором 23, поворачивающимся вместе с держателем сопла 24. Во впадины зубчатого сектора при помощи гидравлического силового цилиндра 21, жестко связанного с кронштейном 18, вводится стопорный палец 22. The pipeline 11 essentially consists of two rigid sections 82 and 83, rigidly connected respectively with the bridge and with the telescopic rack 16. These two rigid sections are interconnected by a second rotary connection 84, which, like the flexible rotary connection 9, is a flexible section of the pipeline high pressure, able to deform accordingly, providing the possibility of the necessary movement of the installation. The first rigid portion 82 of the pipe ends with a first flexible swivel 9, and the second rigid portion of the pipe ends with a flexible pipe 20. The flexibility of the pipe 20 allows you to tilt the nozzle holder 24, located at the end of the bracket 18, to which the nozzle holder is connected by a swivel equipped with a drive placed in a sealed housing, and placed on the outside of the gear sector 23, rotated together with the holder of the nozzle 24. Into the troughs of the gear sector using hydraulic system the locking cylinder 21, rigidly connected with the bracket 18, is introduced locking finger 22.

Таким образом, сопло 25 выброса абразивной струи может быть установлено с необходимым наклоном под действием привода и зафиксировано в требуемом положении путем введения стопорного пальца 22 в соответствующую впадину зубчатого сектора. Эта возможность поворота держателя сопла 24 вокруг горизонтальной оси на 180^o или на половину оборота между двумя вертикальными положениями сочетается с возможностью поворота телескопической стойки 16 на полный оборот и позволяет соплу 25 выброса абразивной струи иметь любую пространственную ориентацию.Thus, the abrasive jet nozzle 25 can be installed with the necessary inclination under the action of the drive and fixed in the desired position by introducing the locking finger 22 into the corresponding depression of the gear sector. This ability to rotate the nozzle holder 24 about a horizontal axis 180 ^° or half a revolution between two vertical positions is combined with the ability to rotate the telescopic stand 16 a full revolution and allows the nozzle 25 to eject the abrasive stream to have any spatial orientation.

Гибкий трубопровод 20 (фиг. 3) заканчивается в сопле 25 и перед соплом нагнетания 26, изготовленным из сапфира или керамики, которое приблизительно формирует поперечное сечение струи воды, выходящей из него. Направляющая струя 27 установлена на выходе сопла 25 и отделена от сопла нагнетания 26 камерой 28. При этом она удерживает капли воды. В камеру 28 выходит наклонно по отношению к оси струи воды канал подачи песка, который в этом месте смешивается со струей воды, которая приобретает абразивные свойства на выходе из сопла 25. The flexible conduit 20 (FIG. 3) ends at the nozzle 25 and in front of the discharge nozzle 26 made of sapphire or ceramic, which approximately forms a cross section of the jet of water exiting from it. A guide stream 27 is installed at the outlet of the nozzle 25 and is separated from the discharge nozzle 26 by the chamber 28. At the same time, it holds water droplets. A sand feed channel exits obliquely with respect to the axis of the water jet into the chamber 28, which at this point mixes with the water jet, which acquires abrasive properties at the exit of the nozzle 25.

Остальная часть контура подачи песка содержит канал 29 (фиг. 1), который представляет собой выходной канал небольшого питающего бункера 30, располагающегося над этим выходным каналом и удерживаемого на вершине телескопической стойки 16. Бункер 30 имеет относительно небольшие размеры, его емкость составляет несколько литров, и предназначен для обеспечения равномерности подачи песка, который поступает в малый бункер из большого бункера 31, располагающегося над полостью, по каналу 32 большого поперечного сечения. Каналы 29 и 32 подачи песка снабжены автоматизированными клапанами 85 и 86, которые могут открываться и закрываться по командам, поступающим из блока управления 4. The rest of the sand supply circuit contains a channel 29 (Fig. 1), which is the output channel of a small feed hopper 30 located above this output channel and held at the top of the telescopic rack 16. The hopper 30 is relatively small, its capacity is several liters, and is designed to ensure uniformity of the supply of sand, which enters the small hopper from the large hopper 31 located above the cavity, through the channel 32 of a large cross section. Sand supply channels 29 and 32 are equipped with automated valves 85 and 86, which can be opened and closed by commands coming from the control unit 4.

Струя воды и песка под давлением направляется на подлежащую разрезанию конструкцию 34, предварительно размещенную на столе 35, установленном на дне бассейна 10. Важным и интересным элементом предлагаемого изобретения является индукционный щуп, завершающийся трубкой 37, часть которой представляет собой постоянный магнит и проходит на конце держателя сопла 24. Этот щуп, сквозь который проходит абразивная струя воды с песком, используется для того, чтобы распознать контактным способом форму и положение подлежащей резанию конструкции 34, которое, разумеется, заранее неизвестно. Трубка 37 продвигается вперед по направлению к конструкции 34 вплоть до касания с ней в одной или в нескольких точках для сообщения положения конструкции в блок управления 4 установки. Для этого используют все возможные перемещения держателя сопла 24, осуществляемые при помощи механизмов, которые связывают держатель сопла с неподвижными частями установки. A jet of water and sand is directed under pressure to the structure 34 to be cut, previously placed on a table 35 mounted on the bottom of the pool 10. An important and interesting element of the invention is an induction probe terminated by a tube 37, part of which is a permanent magnet and passes at the end of the holder nozzles 24. This probe, through which an abrasive stream of water with sand passes, is used to contact in a contact way the shape and position of the structure to be cut 34, which Of course, not known in advance. The tube 37 moves forward towards the structure 34 until it touches it at one or more points to communicate the position of the structure to the control unit 4 of the installation. To do this, use all possible movements of the nozzle holder 24, carried out using mechanisms that connect the nozzle holder to the stationary parts of the installation.

Рабочий ход по каждому из трех взаимно перпендикулярных направлений X, Y и Z составляет обычно несколько метров для того, чтобы сопло 25 имело возможность совершить полный оборот вокруг подлежащей разрезанию конструкции 34. Такие замеры щупом осуществляются на всех поверхностях конструкции 34, поскольку держатель сопла 24 может быть ориентированным в любом направлении. Механический контакт с конструкцией 34 выявляется магнитным датчиком, закрепленным на сопле 25 и чувствительным к перемещению трубки 37, которая в противном случае удерживается в максимально выдвинутом положении при помощи возвратной пружины 36, располагающейся позади трубки и упирающейся в держатель сопла 24 вокруг сопла 25. The working stroke in each of the three mutually perpendicular directions X, Y and Z is usually several meters so that the nozzle 25 can complete a complete revolution around the structure to be cut 34. Such measurements are made with a probe on all surfaces of the structure 34, since the nozzle holder 24 can be oriented in any direction. Mechanical contact with the structure 34 is detected by a magnetic sensor mounted on the nozzle 25 and is sensitive to the movement of the tube 37, which otherwise is held in the most extended position by means of a return spring 36 located behind the tube and resting against the nozzle holder 24 around the nozzle 25.

Абразивная струя воды с песком выбрасывается в направлении конструкции 34 по траектории, определяемой оператором. Траектория абразивной струи учитывает плоскости конструкции 34, наблюдаемые видеокамерами 19 и 19', а также информацию, выдаваемую индукционным щупом. An abrasive jet of water with sand is ejected in the direction of the structure 34 along a path defined by the operator. The trajectory of the abrasive jet takes into account the planes of the structure 34 observed by the video cameras 19 and 19 ', as well as the information provided by the induction probe.

Известно, что струя жидкости под достаточно большим давлением довольно легко режет некоторые материалы. Такая струя может резать даже очень твердые материалы достаточно большой толщины и любой природы, если в эту струю жидкости добавить те или иные абразивные частицы. Полезно, однако, собирать эти частицы после их использования, а также собирать отходы резания, как об этом уже было сказано выше. It is known that a liquid stream under sufficiently high pressure cuts some materials quite easily. Such a jet can cut even very hard materials of a sufficiently large thickness and of any nature, if one or another abrasive particles is added to this liquid stream. It is useful, however, to collect these particles after their use, as well as to collect cutting waste, as mentioned above.

Для сбора таких частиц используют специальное устройство, расположенное позади конструкции 34 (фиг. 4) по отношению к соплу 25 в направлении выбрасывания струи воды. Это устройство сбора частиц содержит опорную раму 38 с колесами 39, которые служат направляющими для конструкции 34, когда она опускается, и насос 40, который оборудован на всасывающем конце сборным раструбом 41, открывающимся в направлении разрезаемой конструкции 34 и режущей струи. To collect such particles, a special device is used located behind the structure 34 (Fig. 4) with respect to the nozzle 25 in the direction of ejection of the water jet. This particle collecting device comprises a support frame 38 with wheels 39, which serve as guides for the structure 34 when it is lowered, and a pump 40, which is equipped at the suction end with a collecting bell 41, opening in the direction of the structure to be cut 34 and the cutting jet.

В процессе функционирования установки вода, песок и частицы отходов резания засасываются насосом 40 в раструб 41 и отводятся из бассейна 10 при помощи петлеобразного трубопровода, который направляет воду обратно в бассейн 10 после ее очистки и фильтрации. During the operation of the installation, water, sand and particles of cutting waste are sucked up by the pump 40 into the socket 41 and discharged from the pool 10 by means of a loop-like pipeline that directs the water back to the pool 10 after it is cleaned and filtered.

Петлеобразный трубопровод содержит входной участок 42, который завершается в песчаном фильтре 43 в его вершине распылителем 55, который рассеивает воду и ее содержимое на песчаный слой 56, на распределительной сетке 57. Вода, из которой отделены наиболее крупные частицы, задержанные сеткой 57 и слоем песка 56, стекает на дно песчаного фильтра 43 и подается в промежуточный участок 44 петлеобразного трубопровода, по которому доходит до донной части фильтра со свечами 45. Затем вода поднимается вверх, проходя через фильтровальную сетку 87, снабженную отверстиями, в которых размещены пористые патроны цилиндрической формы, заполненные измельченной смолой и образующие фильтровальные свечи 59. Через отверстия вода проходит через фильтровальную сетку 87 в тех местах, где установлены фильтровальные свечи 59. Проходя через эти фильтровальные свечи, вода освобождается от последних загрязняющих ее частиц в измельченной смоле. После этого вода поступает в выходной участок 46 петлеобразного трубопровода и возвращается в бассейн 10 (не показано). The loop-shaped pipeline contains an inlet section 42, which ends in a sand filter 43 at its apex with a spray 55, which scatters the water and its contents on the sand layer 56, on the distribution grid 57. Water, from which the largest particles separated by the grid 57 and the sand layer are separated 56, flows to the bottom of the sand filter 43 and is fed into the intermediate section 44 of the loop-shaped pipeline, through which it reaches the bottom of the filter with candles 45. Then the water rises, passing through the filter screen 87, provided with holes that contain porous cylindrical cartridges filled with crushed resin and forming filter candles 59. Through the holes, water passes through the filter screen 87 in those places where filter candles 59 are installed. Passing through these filter candles, water is freed from the last particles polluting it in ground resin. After that, the water enters the outlet section 46 of the loop-like pipeline and returns to the pool 10 (not shown).

Однако фильтры 43 и 45 необходимо периодически очищать от включений, которые могут привести к закупориванию. Для этого фильтры изолируют от остальной части петлеобразного трубопровода, закрывая клапаны 54, 58 и 60, установленные соответственно на участках 42, 44 и 46. However, filters 43 and 45 must be periodically cleaned of inclusions that could lead to plugging. To do this, the filters are isolated from the rest of the loop-like pipeline, closing the valves 54, 58 and 60, installed respectively in sections 42, 44 and 46.

Песчаный фильтр 43 очищается путем промывания водой, поступающей из резервуара 61 и поднимающейся по трубопроводу промывки 67, который открывается в донной части фильтра. Промывочная вода поднимается к фильтру под действием нагнетательного насоса 62 после открытия клапана 63 и проходит через слой песка 56 в направлении снизу вверх, после чего поступает в сливной трубопровод 68, который начинается в верхней части фильтра 43 при открытом клапане 69. Отфильтрованные включения увлекаются потоком промывочной воды в отстойник 80, который расположен на противоположном конце сливного трубопровода 68. Эффективность промывки песчаного фильтра может быть повышена посредством контура наддува 64, который связан с донной частью фильтра 43 и создает в его донной части избыточное давление воздуха при помощи воздушного трубопровода 65, который в остальное время перекрыт специальным клапаном 66. The sand filter 43 is cleaned by flushing with water coming from the reservoir 61 and rising through the flushing pipe 67, which opens in the bottom of the filter. The washing water rises to the filter under the influence of the pressure pump 62 after opening the valve 63 and passes through the sand layer 56 in the upward direction, after which it enters the drain pipe 68, which starts at the top of the filter 43 with the valve 69 open. The filtered inclusions are carried away by the washing stream water into the sump 80, which is located on the opposite end of the drain pipe 68. The washing efficiency of the sand filter can be improved by means of a boost circuit 64, which is connected to the bottom hour the thirst of the filter 43 and creates in its bottom part an excess air pressure with the help of the air pipe 65, which is otherwise blocked by a special valve 66.

Фильтровальные свечи 59 подвешены на фильтровальной сетке 87 при помощи связей относительно небольшой прочности, но могут быть удалены вместе с задержанными этими фильтрами загрязнениями путем их втягивания или всасывания другим сливным трубопроводом 70, перекрывающий клапан 71 которого в этом случае должен быть открыт. Жидкость, находящаяся в фильтре 45 поверх свечей, выталкивает их и заставляет падать через этот трубопровод 70 в другой бак отстойника 72. Затем на место старых устанавливаются новые фильтровальные свечи 59. The filter plugs 59 are suspended on the filter screen 87 by means of relatively low strength bonds, but can be removed together with the impurities trapped by these filters by drawing them in or suctioning them with another drain pipe 70, the shut-off valve 71 of which in this case should be opened. The liquid located in the filter 45 on top of the candles pushes them out and causes them to fall through this pipe 70 into another tank of the sump 72. Then, new filter candles 59 are installed in place of the old ones.

Дозиметр 49 (фиг. 2) направлен в сторону конструкции 34 и измеряет уровень ее радиоактивного заражения. В результате такого измерения можно привести в действие устройство дезактивации 51, активный элемент которого представляет собой вертушку 52, образованную трубкой, заканчивающейся на противоположных концах двумя наклонными соплами 53, ориентированными в противоположных направлениях, чтобы расход воды, поступающей через ответвление 50 от гибкого трубопровода 20 и проходящей внутри вертушки 52, создавал крутящий момент, приложенный к вертушке. Крутящий момент заставляет вертушку вращаться на основании устройства дезактивации 51, при этом с двух сторон вертушки под большим давлением выбрасывается вращающаяся струя воды. Устройство дезактивации располагается таким образом, чтобы струя воды никогда не пересекалась с элементами телескопической стойки 16, кронштейна 18 или держателя сопла 24. Струя проходит в плоскости сбоку от кронштейна 18 и держателя сопла 24 и ударяется в подлежащую резанию конструкцию 34 на части своего углового хода, что позволяет частично очистить конструкцию от налипших на нее радиоактивных материалов. The dosimeter 49 (Fig. 2) is directed towards the structure 34 and measures the level of its radioactive contamination. As a result of such a measurement, a decontamination device 51 can be activated, the active element of which is a spinner 52 formed by a tube ending at opposite ends with two inclined nozzles 53 oriented in opposite directions so that the flow rate of water entering through branch 50 from the flexible pipe 20 and passing inside the turntable 52 created a torque applied to the turntable. Torque causes the spinner to rotate on the basis of the decontamination device 51, while a rotating stream of water is ejected from both sides of the spinner under high pressure. The decontamination device is positioned so that the water jet never intersects with the elements of the telescopic stand 16, the bracket 18 or the nozzle holder 24. The jet passes in a plane on the side of the bracket 18 and the nozzle holder 24 and hits the structure 34 to be cut to part of its angular stroke, which allows you to partially clean the structure of radioactive materials adhering to it.

В предпочтительном варианте реализации устройство дезактивации 51 установлено в передней части установки и может быть размещено рядом с соплом 25. Кроме того, дозиметр 49 установлен как можно ближе к конструкции 34. Наилучшее возможное расположение имеет сопло 25, охваченное дозиметром 49 и устройством дезактивации 51 с двух сторон, причем сопло 25 слегка выдвинуто вперед по отношению к этим элементам. In a preferred embodiment, the decontamination device 51 is installed at the front of the unit and can be placed next to the nozzle 25. In addition, the dosimeter 49 is installed as close as possible to the structure 34. The nozzle 25 is located at the best possible location, covered by the dosimeter 49 and the decontamination device 51 with two sides, and the nozzle 25 is slightly extended forward in relation to these elements.

После распознавания формы и положения конструкции 34 при помощи щупа индукционного типа и подготовки траектории резания или даже в процессе этого распознавания формы при помощи создания плана резки, за которым может следовать этап корректировки этого плана на основе результатов распознавания формы и определения пространственного положения конструкции, проводят измерение степени радиоактивного заражения конструкции 34 при помощи дозиметра 49. Если по результатам этих измерений принимается решение о необходимости дезактивации конструкции, дезактивация осуществляется перед началом резания и состоит в запуске или приведении в действие вертушки 52 перед слишком сильно загрязненными радиоактивными веществами участками конструкции 34. Дезактивация проводится вплоть до того момента, когда дозиметр 49 обнаружит, что степень радиоактивного загрязнения снизилась до некоторого приемлемого уровня. After recognizing the shape and position of the structure 34 using an induction-type probe and preparing the cutting path, or even during this shape recognition by creating a cutting plan, which can be followed by the stage of adjusting this plan based on the results of shape recognition and determining the spatial position of the structure, measure the degree of radioactive contamination of structure 34 using a dosimeter 49. If, based on the results of these measurements, a decision is made on the need for decontamination of the structure After decontamination, deactivation is carried out before cutting begins and consists of starting or activating the pinwheel 52 in front of sections of the structure 34 that are too heavily contaminated with radioactive substances. Decontamination is carried out until the dosimeter 49 detects that the degree of radioactive contamination has decreased to some acceptable level.

Можно также производить дезактивацию всей конструкции, после которой проводят новые измерения. По результатам этих повторных измерений участки конструкции, которые оказались не дезактивированными в достаточной степени, подвергаются повторному воздействию мощной струи воды от устройства дезактивации 51. Только после этого продолжается резание конструкции 34. You can also decontaminate the entire structure, after which new measurements are carried out. According to the results of these repeated measurements, sections of the structure that were not sufficiently deactivated are subjected to repeated exposure to a powerful jet of water from the decontamination device 51. Only after this, the cutting of the structure 34 continues.

Когда тот или иной кусок конструкции 34 оказывается отделенным, он зацепляется стопором, поднимается вверх и извлекается из бассейна 10, после чего помещается в контейнер хранения при помощи мостового крана или другого устройства подобного типа. When one or another piece of the structure 34 is separated, it engages with a stopper, rises and is removed from the pool 10, after which it is placed in the storage container using an overhead crane or other device of a similar type.

Таким образом, объединение устройства дезактивации 51, дозиметра 49 и сопла 25 на одном и том же подвижном кронштейне позволяет быстро, надежно и селективно производить дезактивацию подлежащей разрезанию конструкции, что более затруднительно сделать при помощи только одного устройства дезактивации, которое должно будет функционировать значительно более продолжительное время для большей надежности при отсутствии дозиметра для измерения первоначальной степени радиоактивного загрязнения, а потом и степени его уменьшения, и при отсутствии датчика, позволяющего быть уверенным в надежной дезактивации. Thus, the combination of the decontamination device 51, the dosimeter 49 and the nozzle 25 on the same movable bracket allows you to quickly, reliably and selectively decontaminate the structure to be cut, which is more difficult to do with just one decontamination device, which will have to function much longer time for greater reliability in the absence of a dosimeter for measuring the initial degree of radioactive contamination, and then the degree of its reduction, and in the absence of sensor helps to ensure reliable deactivation.

Предлагаемое изобретение позволяет не вырезать из конструкции кусков, степень радиоактивного загрязнения которых будет превышать некоторую заданную величину и последующая обработка которых вследствие этого будет проблематичной. The present invention allows not to cut pieces from the design, the degree of radioactive contamination of which will exceed some predetermined value and subsequent processing of which will therefore be problematic.

На фиг. 5 показано использование предлагаемого изобретения для резания радиоактивных конструкций, не заключенных в водную среду дезактивационного бассейна. Некоторые из элементов установки в соответствии с предлагаемым вариантом остаются без изменений, в частности держатель сопла 24, трубка 37 индукционного щупа и элементы, обеспечивающие создание абразивной струи текучей среды и пространственные перемещения держателя сопла 24. In FIG. 5 shows the use of the invention for cutting radioactive structures not enclosed in the aquatic environment of a decontamination pool. Some of the elements of the installation in accordance with the proposed option remain unchanged, in particular, the nozzle holder 24, the tube 37 of the induction probe and the elements that ensure the creation of an abrasive jet of fluid and the spatial movement of the holder of the nozzle 24.

В этом варианте реализации подлежащая резанию конструкция 34 устанавливается на устройство рассечения струи 101 в форме поддона, днище которого покрыто шипами пирамидальной формы, о которые разбивается струя воды, теряя при этом свою энергию. Вода стекает между шипами на дно поддона и проходит через сетку предварительного фильтрования 102, которая задерживает наиболее крупные частицы включений. Затем вода попадает в воронку 103, а из нее в фильтр 104, способный задержать твердые частицы с диаметром от 5 до 100 мкм, которые остаются в фильтровальной чаше 105, подвешенной над дном фильтра 104 и образующей активный элемент фильтра. In this embodiment, the structure 34 to be cut is mounted on the jet cutting device 101 in the form of a pan, the bottom of which is covered with pyramidal spikes, into which the water jet breaks, losing its energy. Water flows between the spikes to the bottom of the sump and passes through a pre-filter 102, which traps the largest particles of inclusions. Then the water enters the funnel 103, and from it to the filter 104, capable of trapping solid particles with a diameter of 5 to 100 μm, which remain in the filter bowl 105, suspended above the bottom of the filter 104 and forming the active element of the filter.

Отфильтрованная и очищенная вода выходит из фильтровальной чаши 105, стекает на дно фильтра 104 и удаляется затем через трубопровод 106, который может быть перекрыт при помощи клапана 107 и который завершается сливной установкой. Периодическое открытие клапана 107 позволяет освобождать фильтр 104 от скопившейся в нем жидкости. Filtered and purified water leaves the filter bowl 105, flows to the bottom of the filter 104 and is then removed through a conduit 106, which can be shut off by a valve 107 and which ends with a drain installation. Periodic opening of the valve 107 allows you to release the filter 104 from the accumulated liquid in it.

Другим важным элементом, который был модернизирован в этом варианте установки в соответствии с предлагаемым изобретением, является устройство сбора отходов резания при помощи всасывания, которое заканчивается колоколом 100, охватывающим держатель сопла 24 таким образом, чтобы перекрыть часть конструкции 34. Another important element that has been modernized in this embodiment of the installation in accordance with the invention is a suction cutting waste collector, which ends with a bell 100 covering the nozzle holder 24 so as to overlap part of the structure 34.

Раструб 108 открывается во внутренний объем, охваченный колоколом 100, и позволяет отсосать из него аэрозоли, образующиеся в процессе резания. Другой конец раструба связан с центробежным фильтром 109, снабженным внутренним фильтровальным мешком 110, позволяющим собрать частицы песка и отходы резания. Вода, вытекающая из фильтровального мешка 110, периодически удаляется из центробежного фильтра 109 через трубопровод 111, ведущий в узел слива, при условии открытия клапана перекрытия 112. В момент слива воды из центробежного фильтра 109 перекрывают клапан 113, располагающийся в трубопроводе всасывания 114, в верхней части центробежного фильтра 109. Через трубопровод еще влажный воздух покидает центробежный фильтр и попадает в сепаратор 115 отделения влаги из воздуха. В донной части сепаратора имеется трубопровод 116, связанный с установкой слива, трубопровод 116 может быть перекрыт при помощи клапана 117. На выходе сепаратора 115 сухой воздух проходит через трубопровод 118, снабженный клапаном 119, предназначенным для перекрытия в случае необходимости, и попадает во всасывающий вентилятор 120, после чего удаляется в выходной трубопровод 121. The bell 108 opens into the inner volume covered by the bell 100, and allows it to suck out aerosols generated during cutting. The other end of the socket is connected to a centrifugal filter 109, equipped with an internal filter bag 110, which allows you to collect sand particles and cutting waste. Water flowing out of the filter bag 110 is periodically removed from the centrifugal filter 109 through a conduit 111 leading to the drainage unit, provided that the shutoff valve 112 is opened. At the time of draining the water from the centrifugal filter 109, the valve 113 located in the suction pipe 114 is closed at the top parts of the centrifugal filter 109. Through the pipeline, still moist air leaves the centrifugal filter and enters the separator 115 separating moisture from the air. In the bottom of the separator there is a pipe 116 associated with the drain installation, the pipe 116 can be closed with a valve 117. At the outlet of the separator 115, dry air passes through a pipe 118, equipped with a valve 119, designed to shut off if necessary, and enters the suction fan 120, after which it is removed to the outlet pipe 121.

Установка может полностью обработать части ядерных реакторов, включая части, которые являются наиболее толстыми и имеют наиболее сложную форму. Разрезанию на такой установке могут быть подвергнуты металлы, керамика и стекло. The facility can completely process parts of nuclear reactors, including parts that are the thickest and most complex in shape. Metals, ceramics, and glass can be cut in such an installation.

Claims

1. Installation for the remote destruction of radioactive structures, containing a support (35) for the structure (34), a module on which the cutting head (24) of the device for ejecting a jet of water and abrasive particles under pressure is fixed, characterized in that the module is movable relative to the structure and orientated in space, while on this module a sensor for the distance to the radioactive structure (36, 37), a dosimeter (49) and a decontamination device (51) are fixed.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the radioactive structure and module are immersed in a liquid.

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that it contains at least one video camera (19, 19 ') for monitoring the structure.

4. Installation according to claim 3, characterized in that the surveillance camera is located so as to observe a moving module.

5. Installation according to claim 1, characterized in that the distance sensor (36, 37) to the radioactive structure is a probe located coaxially to the cutting head.

6. Installation according to claim 1, characterized in that the decontamination device is a turntable (52) for ejecting a stream of water under pressure.

7. Installation according to claim 1, characterized in that the module is fixed with the possibility of movement around the entire structure (34) and orientation in any direction.

8. Installation according to claim 1, characterized in that it comprises a device for collecting abrasive particles and small cutting waste.

9. Installation according to claim 8, characterized in that the collecting device comprises filters (43, 45).

10. Installation according to claim 9, characterized in that the collection device comprises means for removing sediment from the filters by washing them.

11. Installation according to claim 8, characterized in that the collecting device comprises means for splitting the jet (101).