Результат интеллектуальной деятельности: КРЫШКА АМПУЛЫ ДЛЯ ОТРАБОТАВШЕЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ РЕАКТОРА РБМК-1000

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к обращению с отработавшим ядерным топливом, а более конкретно к перегрузке ампул с пучками тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора РБМК-1000 из транспортного чехла в пеналы сухого хранилища.

Ампулы (см. патент 2353010, МПК⁷ G21F 5/008), загруженные пучками твэлов, поступают с АЭС в сухое хранилище размещенными в ячейках транспортного чехла, размещенного в защитном контейнере. Далее из транспортного чехла, установленного в приемном гнезде камеры комплектации пеналов (далее по тексту - ККП), ампулы по одной перегружаются в ячейки решетки, смонтированной в корпусе пенала хранения. В процессе перегрузки, осуществляемой электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором, в соответствии с требованиями НП-030-12 «Основные правила учета и контроля ядерных материалов» с ампулы считывается ее идентификационная маркировка.

Известная ампула, выполненная по чертежу 1621-28-0007-01 разработки Центрального конструкторского бюро машиностроения (ЦКБМ) г. Санкт-Петербург, включает в себя крышку 1621-28-0111СБ, верхняя часть которой, изготавливаемая точением, содержит внутреннюю расточку с кольцевым выступом и дном. Дно в верхней части снабжено коническим выступом, а в нижней части - тонкостенной выборкой, развальцовываемой для закрепления звездочки, служащей для установки пружины. Внутренняя расточка и кольцевой выступ служат для введения под кольцевой выступ лапок захвата электромеханического некопирующего мостового манипулятора и последующей перегрузки ампул. К выполнению внутренней расточки и кольцевого выступа предъявляются повышенные требования, в связи с чем их диаметры паспортизируются. Идентификационная маркировка ампулы состоит из десятичных идентификационных номеров, размещенных на наружной поверхности внутренней расточки и площадке конического выступа крышки, а также бинарной маркировки, представляющей собой круглые отверстия, выполненные в определенной последовательности на боковой поверхности внутренней расточки.

К недостаткам известной крышки относится то, что верхняя часть крышки по чертежу 1621-28-0111СБ изготавливается точением из проката, в результате чего коэффициент использования металла при ее изготовлении составляет 0,262.

Кроме того, при выполнении отверстий бинарной маркировки возникает необходимость сверления нескольких рядом расположенных отверстий на боковой поверхности внутренней расточки. При номинальной толщине боковой стенки внутренней расточки 1,75 мм выполнение этих отверстий снижает жесткость боковой стенки, которая в месте расположения рядом расположенных отверстий деформируется, в результате чего паспортизируемый диаметр внутренней расточки выходит за пределы допускаемого.

В настоящее время идентификация ампул осуществляется при перегрузке ампул из транспортного чехла в пеналы, а также может проводиться и в транспортном чехле, в котором ампулы размещаются в его ячейках на минимальном расстоянии 13 мм друг от друга.

При запланированном внедрении «Способа обращения с отработавшим ядерным топливом реактора РБМК-1000 и устройств для его осуществления» по патенту №2491665 ампулы будут транспортироваться и перегружаться в пеналы хранения в съемных решетках, в которых ампулы размещаются практически вплотную друг к другу на минимальном расстоянии 2,5 мм. В этом случае идентификация ампул по бинарной маркировке, нанесенной на боковой поверхности крышек, будет практически невозможна без поочередного приподнимания ампул из съемных решеток.

Технический результат - повышение коэффициента использования металла при изготовлении крышки, исключение деформаций боковой стенки расточки крышки при выполнении бинарной маркировки и возможность ее считывания без поочередного приподнимания ампул из съемных решеток.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной крышке ампулы, содержащей внутреннюю расточку с кольцевым выступом и дном, в верхней части которого расположен конический выступ, а к нижней прикреплена звездочка для установки пружины, дно крышки выполнено составным из двух частей: верхней - чашки и нижней - диска, чашка снабжена выштампованным коническим выступом, а звездочка для установки пружины крепится к диску с помощью заклепки.

В частном случае исполнения бинарная маркировка выполнена на чашке между ее краями и выштампованным коническим выступом в виде отверстий, а чашка и диск выполнены с различной светоотражательной способностью их поверхностей.

В другом частном случае исполнения перед установкой в крышку поверхность чашки подвергается электрохимической полировке, а диск применяется в состоянии поставки.

В другом частном случае участки диска, расположенные под отверстиями бинарной маркировки, зачерняются маркировочным лазером.

Выполнение дна крышки из двух частей: верхней - чашки и нижней - диска и закрепление звездочки для установки пружины к диску с помощью заклепки позволяет изготавливать чашку и диск из листовой стали, что в свою очередь позволяет выполнить конический выступ на чашке холодной штамповкой и тем самым повысить коэффициент использования металла, а также сократить продолжительность и затраты на изготовление крышек.

Кроме того, выполнение дна крышки составным из двух частей позволяет выполнять отверстия бинарной маркировки только на чашке между ее краями и выштампованным коническим выступом в месте, не влияющем на жесткость внутренней расточки, и тем самым исключить деформации боковой стенки расточки в крышке. Также выполнение дна крышки из двух частей позволяет выполнять чашку и диск с различной светоотражательной способностью их поверхностей, что, в свою очередь, позволяет получить контрастное изображение отверстий и облегчить считывание бинарной маркировки.

Выполнение бинарной маркировки на чашке позволяет осуществить в случае транспортировки ампул в съемных решетках считывание бинарной маркировки без поочередного приподнимания ампул из съемных решеток.

Выполнение чашки с электрохимическим полированием ее поверхности, а диска в состоянии поставки позволяет получить на фоне полированной поверхности чашки матовые изображения диска в отверстиях, что улучшает условия считывания бинарной маркировки.

Зачернение участков диска, расположенных под отверстиями бинарной маркировки, маркировочным лазером позволяет получить на светлом фоне чашки, выполненной из стали 12Х18Н10Т, черные изображения отверстий, что улучшает условия считывания бинарной маркировки.

На чертеже представлен общий вид предлагаемой крышки в разрезе.

Предлагаемая крышка ампулы содержит собственно крышку 1, изготавливаемую из трубы, с выполненной внутренней расточкой 2, снабженную верхним 3 и нижним 4 кольцевыми выступами, и дно 5. Дно 5 выполнено из двух частей: верхней - чашки 6 с выштампованным коническим выступом 7, и нижней - диском 8, к которому заклепкой 9 прикреплена звездочка 10 для установки пружины (на чертеже не показана). Чашка 6 и диск 8 изготавливаются из листовой стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, причем конический выступ 7 выполняется холодной штамповкой, в результате чего коэффициент использования металла достигает 0,92. На чашке 6 выполнена бинарная маркировка в виде отверстий 11, расположенных определенным образом. Для облегчения считывания бинарной маркировки чашка 6 и диск 8 выполняются с различной светоотражательной способностью их поверхностей, в частности поверхность чашки подвергается электрохимическому полированию, а диск устанавливается в крышку 1 в состоянии поставки. Также различная светоотражательная способность поверхностей чашки 6 и диска 8 может быть получена затемнением участков диска 8, расположенных под отверстиями 11 в чашке 6, например маркировочным лазером. При сборке чашка 6 и диск 8 размещаются под нижним кольцевым выступом 4 и фиксируются прерывистым сварным швом 12.

Работа с предлагаемой крышкой при перегрузке ампул вследствие сохранения размеров используемой проектной крышки идентична работе с проектной крышкой.

При идентификации ампул бинарная маркировка может считываться непосредственно в съемных решетках при помощи промышленной видеокамеры с получением изображения и его сохранения в электронном виде.