Защитные боксы для изготовления МОКС-топлива и твэлов для исследовательских и энергетических реакторов на быстрых нейтронах

Защитные боксы с воздушной атмосферой для изготовления оксидного топлива широко используются в атомной отрасли и в настоящее время являются примером оборудования, для которого технические требования сформулированы предельно ясно. Так, боксы для изготовления оксидного уранового топлива должны обеспечивать, как минимум: создание герметичного инженерного барьера с биологической защитой для организации I зоны, размещение технологического и вспомогательного оборудования, проведение технологических операций.

В свою очередь, требования к боксам для изготовления оксидного уран-плутониевого (МОКС) топлива существенно повышаются. Реакционная способность плутония накладывает значительные ограничения на состав воздушной атмосферы и ее температуру. Герметичные радиационно-защитные перчаточные боксы изготавливаются с учетом их назначения и отличаются увеличенной толщиной стенок, использованием специального стекла, наличием аварийного клапана, подключаемого к системе специальной вентиляции, наличием клапана для удаления дезактивирующего раствора.

ООО НПФ «Сосны» разрабатывает, изготавливает и поставляет радиационно-защитные боксы в соответствии с ГОСТ 28164-89 «Боксы радиационно-защитные с перчатками. Типы» и ГОСТ Р 52153-2003 «Боксы радиационно-защитные. Общие технические условия».

Боксы изготавливаются из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

Классификационное обозначение боксов по НП-016-2005 – 3Н.

Категория сейсмостойкости по НП-031-01 – II.

Боксы оснащаются герметичными дверьми, форкамерами, а также, по требованию заказчика, средствами механизации технологического процесса (рольгангами, транспортёрами и проч.). Электроприводы выносятся за границы герметичного объёма бокса. В случае необходимости в столешницу бокса могут встраиваться термовакуумные печи для термовакуумной сушки продукта и другое оборудование. Освещение в боксах осуществляется с помощью светодиодных светильников.

Разрежение в боксах – 200 Па (контролируется тягонапоромерами ТНМП-100-М1 или ТНМП-52-М2). Также боксы могут комплектоваться датчиками контроля температуры и влажности.

Боксы оснащаются патрубками приточной, вытяжной и ремонтной вентиляции с электрическими заслонками.

Боксы комплектуются шкафами управления (располагаются на раме бокса) и защищённой электро- и пневморазводкой.

Возможно усиление радиационной защиты боксов с помощью навешивания на лицевую панель защитных плит с радиационно-защитными смотровыми системами.

В случае необходимости, боксы выстраиваются в цепочки, соединённые герметичными коридорами и шлюзами для реализации непрерывного технологического процесса.

 

 В 2011 году по заказу ОАО «СвердНИИхиммаш» были разработаны и изготовлены защитные перчаточные боксы для АО «ГХК». В настоящее время защитные перчаточные боксы являются составной частью комплекса по производству МОКС-топлива для реакторной установки БН-800.

Всего было разработано пять перчаточных боксов с воздушной атмосферой:

  • бокс для размещения установки дозирования диоксида урана в составе бункера-дозатора, вибрационного питателя и весов;
  • бокс перегрузки продукта из рабочего контейнера в транспортный контейнер. Бокс оснащен талью для перемещения контейнера ТУК-30 и его крышки и механизмом перемещения рабочего контейнера;
  • бокс приёмный для перемещения контейнеров с диоксидом плутония в камеру-хранилище и в камеру дозирования;
  • бокс ревизии уплотнений крышки контейнера для диоксида плутония и дезактивации;
  • бокс выходного неразрушающего контроля таблеток.

Конструкция боксов предусматривает наличие монтажных дверей, шлюзовых люков, смотровых окон, перчаточных и технологических вводов, приточно-вытяжной вентиляции, светильников.

Внутренние корпусы боксов выполнены из коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т с толщиной стенок 2,5 мм, столешницы – 10 мм. Остальные элементы – из углеродистых сталей с лакокрасочным покрытием. Длина боксов от 2000 до 2500 мм. Боксы герметичны, испытаны воздушным избыточным давлением. Боксы оснащены рабочей приточно-вытяжной вентиляцией и ремонтной вентиляцией, а также сливными устройствами для отвода воды при дезактивации оборудования. Боксы обеспечены радиационной защитой из стали следующей толщины:

  • рабочий бокс установки дозирования диоксида урана – от 3 до 10 мм;
  • бокс перегрузки, бокс приёмки – 50 мм, бокс ревизии и дезактивации – 20 мм.

Классификация боксов по НП-016-2005 – 3НЛ.

Все боксы прошли приёмо-сдаточные испытания.

Для конструирования и изготовления боксов были подготовлены соответствующие квалифицированные кадры, технологические и контрольные службы, оснащенные соответствующими техническими средствами, а также получена лицензия Ростехнадзора России на право выполнения работ.

 

В 2013 году были разработаны и поставлены защитные перчаточные боксы и внутрибоксовое оборудование для опытного участка виброуплотнения и герметизации твэлов реактора БОР-60 и строящегося реактора МБИР в АО «ГНЦ НИИАР».

Опытный участок виброуплотнения и герметизации твэлов, предназначенный для испытаний образцов оборудования при изготовлении твэлов, вошел в состав комплекса по изготовлению оксидного смешанного уран-плутониевого топлива, вибротвэлов и ТВС.

В состав цепочки боксов вошли:

  • бокс входного контроля, включающий в себя оборудование для взвешивания и распределения ядерных делящихся материалов по емкостям для последующей сушки,
  • бокс термовакуумной сушки гранулята, включающий две печи, вакуумный насос и вертикальный транспортер загрузки/выгрузки корзин с емкостями,
  • бокс формирования топливной навески, включающий дозатор и весы,
  • бокс снаряжения твэлов, включающий оборудование для смешивания, вакуумирования, заполнения гелием оболочки, последовательной засыпки топливной навески, уплотнения и загрузки таблеток верхнего торцевого экрана. 

Также в составе бокса предусмотрена сварочная головка, стенд первичной дезактивации и контроля плотности топлива по длине сердечника.

В рабочем объеме боксов создается разрежение 200 Па. Путём подачи осушенного воздуха в боксах поддерживается температура 20 °С и относительная влажность не более 15 %. Боксы оснащены двухступенчатой системой очистки воздуха.

Для обеспечения технологического процесса изготовления твэлов участок оборудован приточно-вытяжной вентиляцией и вспомогательными системами:

  • вакуумирования внутреннего объема оболочки;
  • заполнения гелием внутреннего объема оболочки;
  • снабжения аргоном процесса сварки заглушки с оболочкой;
  • обеспечения сжатым воздухом;
  • обеспечения технической водой и дезактивирующими растворами;
  • слива жидкостей;
  • освещения боксов.

Система управления боксов обеспечивает независимое управление каждой печью и позволяет поддерживать температурный режим за счёт плавной регулировки мощности. Система управления оснащена цифровыми устройствами регистрации технологических параметров, встроенной энергонезависимой памятью для хранения архива данных за длительный период времени, возможностью графического представления измерений технологических параметров в реальном времени (температура, давление) и возможностью организации передачи данных.

 

боксы

 

Количество просмотров: 263

Перезвоните мне
Спасибо! Ваша сообщение отправлено, в ближайшее время мы свяжемся с Вами!