способ замены шариковых расходомеров теплоносителя на контуре циркуляции водографитовых ядерных реакторов

Формула изобретения

Способ замены шариковых расходомеров теплоносителя на контуре циркуляции водографитовых ядерных реакторов, содержащий демонтаж заменяемых и монтаж заменяющих расходомеров, отличающийся тем, что после демонтажа заменяемый расходомер подвергают дезактивации, удаляют завальцованный в корпус поясок головки, головку отворачивают от корпуса, извлекают завихритель потока, завихритель вместе с корпусом подвергают глубокой дезактивации, собирают заменяющую головку с заменяющими опорной втулкой, шариком и завихрителем, наворачивают заменяющую головку на корпус расходомера, завальцовывают ее поясок в канавку корпуса и подвергают гидравлическим испытаниям, а заменяемые втулку с шариком и головку подвергают захоронению.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике эксплуатации атомных станций с водографитовыми ядерными реакторами типа РБМК и может быть использовано при замене шариковых расходомеров теплоносителя на контуре многократной принудительной циркуляции.

Известен способ замены шариковых расходомеров теплоносителя на контуре циркуляции водографитовых ядерных реакторов, содержащий демонтаж заменяемых и монтаж заменяющих расходомеров.

В конструкции шарикового расходомера использована кинематическая энергия струи теплоносителя для придания кругового движения шарику, расположенному в кольцевом гнезде, образованном беговой дорожкой на внутренней поверхности головки расходомера и наружной поверхностью концентрично расположенной опорной втулки. Под действием центробежных сил шарика со временем раскатывает беговую дорожку в головке расходомера до размеров, превышающих проектные. В силу этого расходомер имеет строго ограниченный срок службы расходомера на фиксированных расходах теплоносителя, например, 60 м³/ч, что соответствует частоте вращения шарика 12 - 16 Гц, имеет место уже не круговое движение шарика, а его хордовое перемещение в кольцевом гнезде с образованием пуклевок и дальнейшем прогрессивном разрушением беговой дорожки в головке расходомера. В результате реальный расход теплоносителя не соответствует показаниям вторичного прибора.

Таким образом, недостатком известного технического решения является то, что демонтированный расходомер, частично содержит дорогостоящие неизношенные узлы и детали прецизионного изготовления из хромоникелевых сталей аустенитного класса полностью отправляют на захоронение. Объясняется это тем, что изнашивающиеся части расходомера соединены с неизнашивающимися частями соединением с последующей завальцовкой, что делает конструкцию расходомера неразъемной и неразборной.

Задача настоящего технического решения является сокращение капитальных затрат на новые заменяющие расходомеры за счет частичного использования в конструкции новых заменяющихся расходомеров конструктивных элементов старых заменяющих расходомеров.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе замены шариковых расходомеров теплоносителя на контуре циркуляции водографитовых ядерных реакторов, содержащем демонтаж заменяемых и монтаж заменяющих расходомеров, после демонтажа заменяемых расходомер подвергаются дезактивации, удаляют завальцованный в корпус поясок головки, головку отворачивают от корпуса, извлекают завихритель потока, завихритель вместе с корпусом подвергают глубокой дезактивации, собирают заменяющую головку с заменяющими опорной втулкой, шариком и завихрителем потока, наворачивают заменяющую головку на корпусе расходомера, завальцовывают ее поясок в канавку корпуса и подвергают гидравлическому испытанию, а заменяемые опорную втулку с шариком и головку подвергают захоронению.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом позволил повысить отличительные признаки, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения "Новизна".

При поиске аналогов и прототипа не обнаружены технические решения, сходные с отличительными признаками заявляемого решения, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения "изобретательский уровень".

Сущность предложенного технического решения поясняется из рассмотрения чертежей, на которых представлены: фиг. 1 - шариковый расходомер в сопряжении с конструктивными элементами контура циркуляции реактора; фиг. 2 - конструкция демонтированного расходомера; фиг. 3 - технологический поток реставрации расходомера; фиг. 4 - узел 1 на фиг. 2; фиг. 5 - операция разработки заменяемого расходомера; фиг. 6 - операция сборки заменяющегося расходомера; фиг. 7 - узел II на фиг. 6.

В рабочем состоянии шариковый расходомер 1 установлен в вертикально расположенном (фиг. 1) цилиндрическом гнезде 2 контура циркуляции реактора после запорно-регулирующего клапана и перед технологическим каналом. В зоне расположения шарика 3 расходомера к гнезду 2 прикреплен электромагнитный считывающий прибор 4, фиксирующий каждый шарик 3 расходомера. На гнезде 2 с противоположного торца от шарика 3 расположены средства 5 герметизации гнезда 2 расходомера 1, т.е. эти средства служат для герметизации всего контура циркуляции реактора. При разработке средств 5 герметизации контура расходомера 1 извлекают из гнезда 2, как выемную часть и подвергают дозиметрическому контролю.

Расходомер 1 состоит из (фиг. 2) цилиндрического корпуса 6 с головкой 7, соединенной с корпусом резьбовым соединением и завальцованным в корпус пояском 8, что делает конструкцию расходомера неразъемной. В корпусе 6 установлен выпрямитель 9 потока теплоносителя с радиальными лучами, который зафиксирован от осевого перемещения распорной втулкой 10. В головке 7 установлен завихритель 11 потока с радиальными винтообразными лучами и опорная втулка 12 с шарниром 3. Шарик 3 расположен с возможностью свободного вращения в кольцевом гнезде A, образованном беговой дорожкой на внутренней поверхности головки 7 и наружной поверхностью опорной втулки 12. При этом опорная и распорная втулка 12 и 10 зафиксированы от углового разворота в корпусе и головке соответственно штифтами 13 и винтами 14, а от осевого перемещения вместе с завихрителями 11 - кольцевыми внутренними гайками 15. При прохождении через завихритель 11, поток теплоносителя становится поступательно-вращательным и обратной струей, неизбежно попадающей в кольцевое гнездо A увлекает и заставляет вращаться шарик 3. Чем выше скорость потока, т.е. чем выше расход теплоносителя - тем, соответственно, выше и частота вращения шарика, фиксируемая вторичным прибором 4. При эксплуатации расходомера 1 износу подвержены лишь три детали из всей конструкции: это шарик 3, головка 7 и опорная втулка 12. Остальные детали расходомера статичны и износу не подвержены, за исключением, разумеется, естественной коррозии контура.

Поскольку шариковый расходомер находится в контуре циркуляции теплоносителя, на его поверхности неизбежно отлагаются радиоактивные продукты коррозии конструкционных элементов реактора и топливных сборок. Поэтому демонтированный расходомер после дозиметрического контроля, подвергают первичной дезактивации в растворах различных кислот до уровней загрязнения, обеспечивающих возможность работы с расходомером в зоне строго режима станции.

На практике после обработки демонтированного расходомера с начальной активностью 200 - 230 млР/ч в водном растворе фтористой и азотной кислот мощность дозы остаточного радиоактивного заражения снизилась до 40 - 45 млР/ч.

После первичной дезактивации и радиационного контроля у расходомера механически удаляют завальцованный в корпусе 6 поясок 8 (фиг. 4) головки 7. Удаление пояска может быть выполнено, например, отрезным резцом (фиг. 4) при вращении расходомера в патроне токарного станка.

После удаления завальцованного в корпус 6 пояска 8 на головке 7 конструкция расходомера становится разборной. От корпуса 6 отворачивают (фиг. 5) заменяемую головку 7, извлекают из нее завихритель 11 потока и подвергают головку 7 вместе с заменяемыми опорной втулкой 12 и шариком 3 захоронению. Остальные детали расходомера: корпус 6, выпрямитель 9 и завихритель 11 потока, втулку 10 и гайки 15 подвергают глубокой дезактивации до мощности дозы остаточной активности этих деталей 0,2 - 0,3 млР/ч, что позволит в дальнейшем работать с этими деталями, не превышая допустимые нормы облучения персонала. Глубокой дезактивацией указанных деталей является ванная электрохимическая дезактивация в растворе электролита, при которой каждая дезактивируемая деталь подключена к источнику постоянного тока по схеме анода. После электрохимической дезактивации каждую деталь подвергают водно-механической промывке и последующему радиальному контролю. После глубокой дезактивации детали, пригодные для повторного использования собирают (фиг. 6) с новыми заменяющими головками 16, опорной втулкой 17 и шариком 18 в конструкцию нового заменяющего расходомера. При этом, после расходомера поясок головки 16 (фиг. 7) завальцовывают на корпус 6 расходомера и делают его конструкцию неразъемной и неразборной. Каждый из вновь собранных расходомеров подвергают гидравлическим испытаниям на проливочном стенде и тарированию. После этого замещающие расходомеры 1 монтируют в гнезда 2 контура циркуляции теплоносителя и герметизируют их элементами 5.

Указанное в данном техническом решении введение новых по функциональному назначению операций, указание на порядок проведения операций позволяет сэкономить более 50% по массе сталей аустенитного класса, сохранить и повторным использованием возвратить в производство чрезвычайно дорогие конструктивные элементы расходомера, такие как корпус, завихритель, выпрямитель потока и др. детали, ранее не оправданно подвергавшихся захоронению, уменьшить занимаемый объем в баках хранилища твердых радиоактивных отходов и уменьшить затраты на приобретение новых заменяющих деталей расходомеров.