Содержание материала

Глава шестнадцатая
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ НА АЭС

Назначение технологического транспорта

Система технологического транспорта на АЭС предназначена для обеспечения операций с ядерным топливом. Технологический транспорт выполняет следующие функции:

  1. подготовка производства транспортно-технологической части;
  2. обеспечение активной зоны реактора достаточным количеством свежего топлива для поддержания требуемого уровня мощности;
  3. извлечение отработавшего топлива из активной зоны реактора и замена его свежим топливом;
  4. выдержка отработавшего топлива в бассейне выдержки на АЭС с целью снижения его радиоактивности и остаточных тепловыделений;
  5. выполнение операций по извлечению и установке внутрикорпусных элементов реактора.

Подготовка производства заключается в приеме с железнодорожного транспорта кассет, технологических каналов, стержней управления и защиты и др. и передаче их в соответствующие помещения на сборку, контроль и хранение.
Операции со свежим топливом включают доставку и хранение свежего топлива и подготовку его к загрузке в реактор.
Рассмотрим основные транспортно-технологические операции со свежим топливом для реакторов ВВЭР. Свежее топливо железнодорожным, водным, автомобильным транспортом в специальных контейнерах доставляется с завода-изготовителя до АЭС.

Рис 16.1. Схема операций с отработавшим топливом:
Схема операций с отработавшим топливом
1 — реактор; 2 — перегрузочная машина; 3 — стеллажи для отработавших ТВС; 4 — гнездо приемного отсека бассейна выдержки; 5 — железнодорожный транспорт; 6 — транспортный контейнер, 7 — мостовой кран реакторного зала; 8 — бассейн выдержки;
I — перегрузка отработанных ТВС из реактора в бассейн выдержки;
II — перегрузка выдержанных ТВС в транспортный контейнер; III —  погрузка контейнера на железнодорожный транспорт

Далее  по специальной платформе (рис. 16.1) по транспортному коридору топливо подается под блок склада свежего топлива. С помощью  мостового крана 7 контейнеры с тепловыделяющими сборками (ТВС) устанавливаются на место временного хранения в стеллажи 4, где они жестко дистанционируются.
Склад свежего топлива может размещаться как в здании реактора, так и за его пределами в отдельном здании. В последнем случае имеется один склад на все блоки АЭС, так как сразу несколько блоков не перегружаются.

Перегрузка топлива и перегрузочные машины

Основные конструктивные особенности перегрузочного оборудования определяются типом и конструкцией реакторной установки. Выбор схем и оборудования для перегрузки топлива зависит также ют компоновки АЭС.
Для РБМК перегрузка топлива осуществляется «на ходу» без остановки реактора. Для ВВЭР перегрузка происходит при остановленном реакторе и снижении в нем давления до атмосферного.

Перегрузочная машина для ВВЭР-440
Рис. 16.2. Перегрузочная машина для ВВЭР-440
1 — телескопическая штанга с телевизионной камерой, 2 — колонка с противовесом; 3  —  рабочая штанга; 4 — установка цепного кабелеукладчика тележки, 5 — сменный инструмент
Рис. 16.3. Разгрузочно-загрузочная машина для РБМК
1  — магазин, 2 — технологическое оборудование; 3 — верхняя часть скафандра с механизмами подъема и опускания подвески с кассетой, 4 — привод перемещения и управления захватом, 5 — цени управления и перемещения захвата, 6 — ферма; 7 — механизм перецепки; 8 — привод поворота магазина, 9 — средняя часть скафандра для размещения свежей и отработавшей ТВС, 10 — запорное устройство, 11 — контактная резервная система точного наведения; 12 — оптико-телевизионная система наведении, 13 — биологическая защита, 14 — нижняя часть скафандра, 15 — ключ герметизации запорного устройства, 16 — механизм перемещения стыковочного патрубка; 17 — контейнер; 18 — мост крана, 19 — тележка крана

Рассмотрим перегрузку топлива для ВВЭР. На рис. 16.1 приведена схема транспортно-технологических операций с отработавшим топливом. Перед началом перегрузки топливная сборка из стеллажа переставляется в чехол, который устанавливается в приемный отсек бассейна выдержки. Реактор останавливается и расхолаживается. Перегрузка ВВЭР осуществляется один раз в год. Перегрузка состоит в замене отработавших ТВС на свежие. Наибольшее распространение получил так называемый «мокрый» способ перегрузки, предусматривающий транспортировку отработавших ТВС от реактора к месту выдержки под защитным слоем воды, обеспечивающей мощность дозы облучения, соответствующую условиям обслуживаемого помещения.
Перегрузочная машина 2 (рис. 16.1) извлекает из активной зоны реактора ТВС с отработавшим топливом и транспортирует под слоем воды 1 в стеллажи 3 бассейна выдержки 8 для хранения отработавших ТВС. Свежие ТВС тем же путем загружаются в реактор. Извлеченные из реактора ТВС хранятся в бассейне выдержки под слоем воды. С уровня воды производится отсос воздуха в систему вытяжной вентиляции. Для отвода остаточного тепловыделения ТВС предусмотрен автономный контур циркуляции воды. Все трубопроводы ввода и вывода подсоединены к бассейну выдержки выше минимального уровня для того, чтобы в случае разрыва трубы бассейн выдержки не освобождался из-под воды. В бассейне выдержки имеется резервная зона, способная принять в аварийных ситуациях всю топливную загрузку реактора.
После определенного времени выдержки ТВС в транспортном контейнере вывозятся с территории АЭС.
Перегрузочная машина для ВВЭР-440 представлена на рис. 16.2. Масса машины — 30 т. Перегрузочная машина состоит из напольного моста, передвигающегося по рельсовым путям, смонтированным над бассейном выдержки и реактором, и тележки с рабочей штангой 3, движущейся в направлении, перпендикулярном движению моста. Машина имеет следующие характеристики: транспортная скорость движения штанги — 0,1 м/с, доводочная — 0,01 м/с, скорость движения тележки 0,01—0,1 м/с с плавным регулированием. Скорость передвижения моста 0,01—0,5 м/с с плавным регулированием. Для наблюдения за работой перегрузочной штанги, зон перегрузки реактора используется телевизионная камера, установленная на телескопической штанге 1.
Управление машиной осуществляется дистанционно с малого щита управления.
На рис. 16.3 представлена разгрузочно-загрузочная машина (РЗМ) для РБМК-1000. Основными ее частями являются: кран, контейнер, скафандр, ферма, технологическое оборудование, система наведения, органы управления. Мост крана располагается на высоте 11 м от пола центрального реакторного зала и продвигается на расстояние 39,6 м, тележка крана — на 12,5 м. Мост и тележка имеют две скорости: основная — около 0,16 м/с и доводочная 0,02 м/с. При доводочной скорости мост и тележка перемещаются толчками в 1 мм.
Последовательность операций при перегрузке следующая: заполнение скафандра конденсатом с температурой 30 °С, стыковка его с технологическим каналам, подлежащим перегрузке, выравнивание давлений в скафандре и технологическом канале, подача конденсата в технологический канал с расходом м3/ч, выгрузка отработавшей кассеты, снижение давления в скафандре до атмосферного, перемещение вынутой сборки в хранилище отработавших сборок.