SK822019A3 - Robotický manipulačný a technologický systém teplej komory robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov na hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov - Google Patents

Abstract

Teplá komora (3) je kľúčovým priestorom haly (1) s teplou komorou, ktorá je súčasťou robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov na hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov. Teplá komora (3) na jednej strane nadväzuje na komoru (2) prípravy prepravných obalových súborov a na druhej strane na komoru (4) prísunu úložných obalových súborov. Teplá komora (3) je vybavená robotickým manipulátorom (34) teplej komory s pozdĺžnym pojazdom (35) robotického manipulátora teplej komory, na ktorom sú umiestnené štyri priečne pojazdy, a to primárnym priečnym pojazdom (36) robotického manipulátora teplej komory s trojicou vertikálnych ramien (37) robotického manipulátora s elektromagnetickou hlavicou (21) na manipuláciu s vekami prepravného obalového súboru, skrutkovacou hlavicou (22) viek prepravného obalového súboru a efektorom (38) na manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami; sekundárnym priečnym pojazdom (39) robotického manipulátora so štvoricou vertikálnych ramien (37) robotického manipulátora teplej komory s dvoma efektormi (38) na manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami a dvoma efektormi (40) na manipuláciu s vekami úložného obalového súboru; terciárnym priečnym pojazdom (41) robotického manipulátora teplej komory so štvoricou vertikálnych ramien (37) robotického manipulátora teplej komory a dvoma zváracími hlavicami (42) a kvartérnym priečnym pojazdom (43) robotického manipulátora teplej komory s dvojicou vertikálnych ramien (37) robotického manipulátora teplej komory s dvoma vákuovými efektormi (44). Celý systém je vybavený robotickými manipulačnými mechanizmami optimalizujúcimi proces plnenia a prípravy úložných obalových súborov.

Description

S K 82-2019 Α3

Oblasť techniky

Manipulácia s vy horenými palivovými článkami v teplej komore, ktorá je súčasťou robotiaovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov, respektíve komplexu zariadení hlbinného úložiska jadrového odpadu, zahrnuté do oblasti ukladania vyhoreného jadrového paliva z atómový ch elektrárni.

Doterajší stav techniky

Rádioaktívne odpady vznikajúce v jadrovej energetike predstavujú vysoko aktívny materiál, ktorý možno uložiť, s ohľadom ua životné prostredie taký m spôsobom, aby nebolo znehodnocované a aby po celú dobu jeho ďalšej existencie nemohlo dôjsť k ohrozeniu človeka a jeho zdravia. Jedným z cieľov konečného riešenia je ďalšie využitie jadrového paliva uloženého v hlbinnom úložisku, podľa daných zákonov s následnou permanentnou kontrolou. Uloženie a izolovanie odpadu je zabezpečené v špecializovaných úložiskách s využitím najmodernejších technológii. Existujú rôzne riešenia hlbinných úložísk vyhoreného jadrového paliva, v Zvislosti na konkrétnych normách štátu, kde je prevádzka úložiska zriadená, na vybranom systéme úložiska, na technologickom postupe ukladania a použitých technológiách. Neoddeliteľnou súčasťou hlbinného úložiska jadrového paliva je jeho povrchové pracovisko, do ktorého je vyhorené jadrové palivo transportované, kde prebieha predisponovanie palivových článkov z prepravných obalových súborov (kastorov) do úložných obalových súborov, teda proces plnenia a uzatvárania, vrátane finálnej kontroly tesnosti, následne potom ich transport do hlbinného úložiska pros tredníctvomzvis lej šachty, úpadového tunelu alebo špirálovitého tunelu. V súčasnosti existujú vo svete rôzne koncepcie povrchových pracovísk, ich vyhotovenie je závislé na požadovanej konštrukcii úložných obalových súborov a navrhnutom spôsobe ich konečného uloženia v úložisku. V Českej republike existujú orientačné návrhy vyhotovenia povrchových pracovísk, ktoré ale v plnom rozsahu nemôžu tešpektovať konečnú konštnikciu úložných obalových súborov, vzhľadom k tomu, že konečný a záväzný návrh ich konštrukčného vyhotovenia v súčasnosti neexistuje. Špecifické technológie povrchového pracoviska hlbinného úložiska a technologické postupy transportu, plnenia a uzatvárania úložných obalových súborov musia synchronizovať s konečným konštnikčným vyhotovenímúložných obalových súborov. V súčas nostibol spracovaný projekt vyhotovenia úložných obalových súborov, ktorého súčasťou je aj jasne definovaný tvar vonkajšieho prebalu a najmä sekundárneho veka, jeho konečný tvar a špeciálne uchopovacie prvky, v niekoľkých variantoch. Súčasťou projektu konštmkcie úložných obalových súborov je aj návrh uchopovacieho a manipulačného efektora budúcej robotickej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov. Navrhovaná robotická linka plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vy horeného jadrového paliva je nadčasovým riešením, ktoré vychádza z najnovších poznatkov riešenia robotických systémov a technológií, rešpektuje najpravdepodobnejšie konštrukčné riešenia úložných obalových súborov a technologických postupov ich plnenia, uzatvárania a ich následnú expedíciu do hlbinného úložiska. Kľúčovou súčasťou robotickej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhoreného jadrového paliva je teplá komora, jej dispozičné riešenie a technologické vybavenie bolo navrhnuté tak, aby v nej mohol byť komplexne realizovaný nielen proces plnenia obalových súborov vyhoreného paliva, ale tiež následný proces uzatvárania a kontroly obalového súboru tak, aby bol úplne pripravený na transport a uloženie na ukladacom horizonte hlbinného úložiska. Súčasťou návrhu sú aj presne definované robotické technológie a princípy ich riešenia, vrátane opisu ich funkcií.

Podstata technického riešenia

Nevýhody súčasných návrhov teplých komôr povrchových pracovísk hlbinných úložísk úložný ch obalových súborov rieši navrhované riešenie haly s teplou komárou robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov, skladajúce sa z komory⁷ prípravy prepravných obalových súborov, ktorá má cez priestor prísunu prepravných obalových súborov väzbu na halu príjmu, z teplej komory a z komory prísunu úložných obalových súborov, ktorá má prostredníctvom priestoru prísunu prepravných obalových súborov väžbu na sklad prázdnych úložných obalových súborov a na ne ďalej nadväzuje výstupná komora, v ktorej je obsiahnutý sklad plných úložných obalových súborov s vy horeným jadrovým palivom Priestor prísunu prepravných obalových súborov, na ktorý nadväzuje dolné podlažie komory prípravy prepravného obalového súboru, vybavené koľajami prísunu prepravných obalových súborov, koľajovou točňou a koľajami prepravných obalový ch súborov pod teplou komorou, po ktorých sa pohybuje prevážací voz prepravných obalových súborov. V hale s teplou komorou procesné nasleduje po komore prípravy prepravných obalových súborov priestor teplej komory, priestor prísunu úložných obafo

S K 82-2019 Α3 vých súborov s komorou prísunu úložných obalových súborov, na nich nadväzuje výstupná komora. Uvedené komory sú vybavené paralelnými koľajami plnenia úložných obalových súborov s prevážacímvozomplnenia úložných obalových súborov, pričom komora prípravy prepravných obalových súborov je rozdelená horizontálne na dva podlažia a to na dolné podlažie komory prípravy prepravného obalového súboru s priestorom pre technologické zázemie komory' prípravy prepravného obalového súboru a horné podlažie kornoiy prípravy preptavného obalového súboru, v ktorom je otvor komory prípravy prepravného obalového súboru, ρίίčo m v hornom podlaží komory prípravy obalového súboru je v jeho hornom priestore robotický manipulátor komory prípravy prepravného obalového súboru s pozdĺžnym pojazdom robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súbora a s priečnym, pojazdomrobotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súboru na ktorých sa pohybuje prvé vertikálne rameno robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súboru vybavené na svojom dolnom konci skrutkovacou hlavicou viek komoty prípravy prepravného obalového súboru, tak aj druhé vertikálne rameno robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súbore vybavené na svojom dolnom konci elektromagne tickou hlavicou pre manipuláciu s vekami prepravného obalového súboru.

V hornom podlaží komory prípravy prepravného obalového súboru je ďalej odkladacie miesto sekundárnych viek prepravného obalového súboru. Vdolnompodlaží komory prípravy prepravného obalového súboru súosovo s otvorom komory prípravy prepravného obalového súboru umiestnenom v strope horného podlažia komory prípravy prepravných obalových súborov sa nachádza koľajová točňa, na ktorú nadväzuje koľaj prepravných obalových súborov pod teplou komorou. Na komoru prípravy prepravných obalových súborov nadväzuje teplá komora ako vstupom vybavená koľajami prepravných obalových súborov pod teplou komorou, pričom ďalej na výstupe je teplá komora vybavená dvojicou paralelných koľají plnenia úložných obalových súborov. Teplá komora je rozdelená na dolné podlažie teplej komoty' a horné podlažie teplej komory, pričomv strednej časti teplej konto ty v dolnom podlaží je umiestnený sklad vyhorených palivových článkov v teplej komore a priestor pre technologické zázemie teplej komory, v hornom podlaží teplej komory je priestor s otvorom teplej komory prepravného obalového súboru doplnený na svojej spodnej strane tesniacim vlnovcom preprav neho obalového súboru a na svojej hornej strane vekom otvoru teplej komoty prepravného obalového súbore, pričom tieto tri prvky sa nachádzajú nad koľajami prepravných obalových súborov pod teplou komorou, pričom horný priestor teplej komoty je vybavený dvoma otvormi teplej komory úložného obalového súboru doplnený mi na svojej spodnej strane tesniacim vlnovcom úložného obalového súbore a na svojej hornej strane vybavený vekom otvore teplej komoty' úložného obalového súbore. Horné podlažie teplej komory je vybavené robotickým manipulátorom teplej komory, pozostávajúcim z pozdĺžneho pojazdu robotického manipulátora teplej komory, na ktorom sa pohybuje primárny priečny pojazd robotického manipulátora teplej komory vybavený troma vertikálnymi ramenami robotického manipulátora teplej komoty s elektromagnetickou hlavicou pre manipuláciu s vekami prepravného obalového súboru, skrutkovacou hlavicou viek prepravného obalového súbore a efektorom pre manipuláciu s vyhorenými palivový mi.článkami a tiež sekundárny priečny pojazd robotického manipulátora teplej komory vybavený štyrmi vertikálnymi ramenami robotického manipulátora teplej komory s dvoma efektom® pre manipuláciu s vekami úložného obalového súbore a dvoma efektom® pre manipuláciu s vyhorenými článkami, a tiež terciámy priečny pojazd robotického manipulátora teplej komory vybavený štyrmi vertikálnymi ramenami robotického manipulátora teplej komory s dvoma efektormi pre manipuláciu s vekami úložného obalového súboru a dvoma zvarovacínd hlavicami a tiež kvattérny priečny pojazd robotického manipulátora teplej komory vybavený dvoma vertikálnymi ramenami robotického manipulátora teplej komory, na ich dolných koncoch sú osadené vákuové efeklory. Horné podlažie teplej komory je ďalej vybavené odkladacím miestom pre sekundárne veko prepravného obalového súbore, odkladacím miestom pre primáme veko úložného obalového súboru, vákuovým agregátom a filtračnou jednotkou teplej komoty. Komora prísunu úložných obalových súborov nadväzuje priestorom prísunu úložných obalových súborov na sklad prázdnych úložných obalov, pričomna podlahe má uloženú dvojicu paralelných koľaji plnenia úložných obalových súborov, po ktorých sa pohybujú prevážacie vozy plnenia úložných obalových súborov a na stropnej časti je umiestnený portálový žeriav skladu prázdnych úložných obalových súborov. Hala s teplou komorou je ukončená výstupnou komorou len s prízemným podlažím, kde je umiestnený sklad plných úložných obalových súborov s vyhorenýmjadrový m palivom.

Výhody teplej komory robotizovanej Huky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov, oproti doposiaľ navrhovaným usporiadaniam povrchových pracovísk hlbinných úložísk úložných obalových súborov sú dané:

Navrhnutý robotizovaný proces plnenia a prípravy úložných obalových súborov minimalizuje vs tup vozidiel do teplej komoty v rámci technologického procesu plnenia a uzatvárania úložného obalového súboru na jeden jediný.

Do teplej komory prichádza voz s kompletným prázdnym úložným obalovým súborom vrátane primárneho a sekundárneho (prípadne terciámeho) veka. Veka úložného obalového súboru sú robotickýmnianipulátorom teplej komosy zobraté z úložného obalového súboru a uložené na definované odkladacie miesia.

Po naplnení vyhoreným palivovými článkami je spätne na úložný obalový súbor nasadené primáme ve

S K 82-2019 Α3 ko, následne je vykonané jeho privarenie a kontrola tesnosti zvaru héliom Potom je nasadené sekundárne veko, opäť sa vykoná jeho privarenie a kontrola tesnosti zvaru. Nasleduje vákuovanie vnútorného priestoru sekundárneho plášťa úložného obalového súboru a jeho plnenie dusíkom Úložný obalový súbor s vyhoreným jadrovým palivom opúšťa teplu komoru komplexne pripravený pre uloženie na ukladacom horizonte hlbinného úíožiska.

S cieľom realizovať uvedený postup je robotický manipulátor teplej komory vybavený terciámyin a kvartémym priečnym pohybom s vertikálnymi ramenami so zváracím hlavicami a vákuovácimi efektormi. Počet ramien robotického manipulátora teplej komory' a ich efekiorov je navrhnutý tak, aby proces plnenia a uzatvárania úložných obalových súborov mohol prebiehať paralelne na dvoch linkách, teda na dvoch úložných obalových súborov na dvoch prevážacích vozoch plnenia úložných obalových súborov, na dvoch paralelných koľajach plnenia úložných obalových súborov na dolnom podlaží teplej komory.

Výhodou navrhovaného riešenia je úplná eliminácia transportných procesov s úložný m obalový m súborom naplneným vyhoreným jadrovým palivom, ktorý je len čiastočne uzatvorený. Do teplej komory prichádza prázdny úložný obalový súbor a odchádza nie len naplnený vyhorenýmjadrovýmpalivom, ale aj kompletne uzatvorený a pripravený na hlbinné uloženie.

Navrhovaná robotizovaná linka umožňuje proces plnenia a prípravy úložných obalových súborov robotizovať použitím vhodných portálových robotických manipulátorov, ktorými sú vybavené jednotlivé komory haly s teplou komorou.

Veľká časť procesov toku materiálu tak bola pretransformovaná z presunu koľajových vozidiel s úložným i obalovými súbormi na ptoces pohybu jednotlivých robotických manipulátorov. Tento prístup je energeticky a časovo optimáluejší

Súčas ne navrirované technológie povrchový ch pracovísk hlbinný ch úložísk predpokladajú využitie celého radu koľajových vozidiel, ktoté vo svojich manipulačných mechanizmoch využívajú laná a lanové prevody. Tento princíp je dokonca navrhovaný aj u manipulátora teplej komory, ktorý manipuluje s vyhorenými palivovými článkami.

Navrhované riešenie haly s teplou komorou obsahuje robotické manipulátory, ktoré nevyužívajú žiadne lanové mechanizmy a systémy. Ich konštrukcia je spoľahlivejšia a s menšími nárokmi na servis a údržbu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Kľúčovou časťou robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov je hala 1 s teplou komorou, zložená z komory 2 prípravy prepravných obalových súborov, teplej komory 3, komory 4 prísunu úložných obalových súborov, na ktorú ďalej nadväznje výstupná komora, respektíve sklad plných úložných obalových súbotov s vy horenýmjadrovýmpalivom Hala 2 s teplou komorou je s ďalšími priestormi robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladania vyhorených palivových článkov prepojená v mieste komory 3 prípravy prepravných obalových súbotov priestorom 5 prísunu prepravných obalových súborov a tiež v mieste konto ty 4 prísunu úložných obalových súborov priestorom 6 prísunu úložných obalových súborov. Vpriestore 5 prísunu prepravných obalových súborov sa nachádza koľaj 7 prísunu prepravných obalových súborov, na ktorú nadväzuje koľajová točňa 8 a koľaj 9 prepravných obalových súborov pod teplou komorou s prevážacímvozom 10 prepravných obalových súborov. Teplá komora 3, komora 4 prísunu úložných obalových súborov a ďalšia nadväzujúca výstupná kontora sú navzájom prepojené dvoma paralelnými koľajami 11 plnenia úložných obalových súborov s dvoma prevážacini vozmi 12 plnenia úložných obalových súborov.

Komora 2 prípravy prepravných obalových súborov je rozdelená na dolné podlažie 13 komory prípravy prepravných obalových súborov a horné podlažie 14 komory prípravy prepravných obalových súborov, v ktoromje voľný otvor 15komosy prípravy prepravných obalových súborov. Na dohrompodlaží 13 komory prípravy prepravných obalových súborov je uložená časť koľaje 7 prísunu prepravných obalových súborov, na ktorú nadväzuje koľajová točňa 8 a časť nadväzujúcej koľaje 9 prepravných obalových súborov pod teplou komorou. Otvor 15 komory prípravy prepravných obalových súborov je súosový s osou rotácie koľajovej točne 8. Okrem uvedeného je v komore 2 prípravy prepravných obalových súborov vyhradený priestor 16 pre technologické zázemie prípravy prepravného obalového súbont. Homé podlažie 14 komory prípravy prepravného obalového súboru je vybavené robotickým manipulátorom 17 komory prípravy prepravného obalového súboru, ktorý je zostavený z pozdĺžneho pojazdu 18 robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súbont, jedného priečneho pojazdu 19 robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súboru a dvoch vertikálnych ramien 20 robotického manipulátora kon»ry prípravy prepravného obalového súboru, na ich koncoch je umiestnená elektromagnetická hlavica 21 pre manipuláciu s v ekami prepravného obalového súboru a skrutkovacia hlavica 22 viek prepravného obalového súboru. Horné podlažie 14 komory prípravy prepravných obalových súborov je ďalej vybavené odkladacím mies tom 23 sekundárnych viek prepravného obalového súboru.

S K 82-2019 Α3

Teplá komora 3 je rozdelená na dolné podlažie 24 teplej komory a horné podlažie 25 teplej komory. Dolné podlažie 24 teplej komory je rozdelené na tri sekcie, ktoré obsahujú koľaj 9 prepravných obalových súborov pod teplou komorou, sklad 26 vyhorených palivových článkov v teplej konto to a časť oboch paralelných koľají 11 plnenia úložných obalových súborov. Okrem uvedeného je na dolnom podlaží 24 teplej komory vyhradený priestor pre technologické zázemie teplej komory 27. Home podlažie 25 teplej komory obsahuje otvor 26 teplej kontry prepravného obalového súboru, ktoré je ao svojej spodnej strany doplnený o tesniaci vlnovec 29 prepravného obalového súboru a zhora zakrytý vekom 30 otvoru teplej komory prepravného obalového súboru a ktoré sa nachádza nad koľajou 9 prepravných obalových súborov pod teplou komorou. Horné podlažie 25 teplej komory ďalej obsahuje dva otvory 31 teplej komory úložného obalového súboru, ktoré majú na svojej spodnej strane tesniaci vlnovec 32 úložného obalového súboru, ktorý je umiestnený nad oboma paralelnými koľajami 11 plnenia úložných obalových súborov. Horné podlažie 25 teplej komory je vybavené robotickým manipulátorom 34 teplej komory. ktorý je zostavený z pozdĺžneho pojazdu 35 robotického manipulátora teplej komory, primárneho priečneho pojazdu 36 robotického manipulátora teplej komory s trojicou vertikálnych ramien 37 robotického manipulátora teplej komory, na ich koncoch je umiestnená elektromagnetická hlavica 21 pre manipuláciu s vekami prepravného obalového súboru, skrutkovacia hlavica 22 viek prepravného obalového súboru a efektor 38 pre manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami. Robotický manipulátor 34 teplej komory je ďalej zostavený zo sekundárneho priečneho pojazdu 39 robotického manipulátora teplej komory, ktorý nesie štvoricu vertikálnych ramien 37 robotického manipulátora teplej komory, ich konce sú osadené dvoma eíéktormi 38 pre manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami a dvoma efektormi 40 pre manipuláciu s vekami úložného obalového súboru a ďalej tercktmympEiečny tu pojazdom 41 robotického manipulátora, ktorý nesie štvorku vertikálnych ramien 37 robotického manipulátora teplej komory, ktorých konce sú osadené dvoma efektonui 40 pre manipuláciu s vekami úložného súboru a dvoma zvarovacími hlavicami. 42. Súčasťou robotického iratrípuláloEa 34 teplej komory je tiež kvártérny priečny pojazd 43 robotického manipulátora teplej komory, ktoré nesie dvojicu vertikálnych ramien 37 robotického manipulátora teplej komory', ktorých konce sú osadené vákuovými eíékiomii 44. Horné podlažie 25 teplej komory je ďalej vy bavené odkladacím miestom 45 primárneho veka úložného obalového súboru, dvojicou odkladacích miest 46 sekundárneho veka úložného obalového súboru, dvojicou odkladacích miest 47 primárneho veka úložného obalového súboru, vákuovacim agregátom 49 a filtračnou jednotkou 48 teplej komory. Komora 4 prísunu úložných obalových súborov nie je rozdelená na dve podlažia. Cely priestor je vybavený len časťami paralelných koľají 11 plnenia úložných obalových súborov a časťami portálového žeriavu 50 skladu prázdnych úložných obalových súborov.

Funkcie

Opis funkcie je v podstate daný opisom toku materiálu robotízovanej linky, preto je funkcia zariadenia opísaná podľa toku materiálu.

Do hornej komory 3 vstupujú cez komoru 2 prípravy' prepravných obalových súborov prepravné obalové súbory s vyhoreným jadrovým palivom. Z druhej strany vstupujú do teplej komory 3, cez komoru 4 prísunu úložných obalových súborov, prázdne úložné obalové súbory. Vteplej komore 3 dochádza, pomocou robotického manipulátora 34 teplej komory, k preloženiu vyhoreného jadrového paliva v podobe palivových článkov z prepravných obalových súborov do úložných obalových súborov a následnému uzatvoreniu a príprave úložných obalových súborov pre uloženie na ukladacom horizonte hlbinného úložiska.

Prevádzací voz 10 prepravných obalových súborov s plnýmprepravnýmobafovýmsúboromprejde priestorom 5 prísunu prepravných obalových súborov, po koľaji 7 prísunu prepravných obalových súborov, do stredu koľajovej točni 8, nachádzajúcej sa na dolnom podlaží 13 komory prípravy prepravného obalového súboru, pod otvor 15 komory prípravy prepravného obalového súboru v komore 2 prípravy prepravných obalových súborov. V tejto polohe je vrchná časť prepravného obalového súboru, pomocou zdvíhacieho mechaniznír prevážacíeho voza 10 prepravných obalových súborov, vyzdvihnutá cez otvor 15 komoty prípravy prepravného obalového súboru nad úroveň horného podlažia 14 komory príprav prepravného obalového súboru, kde sú pomocou sknrtkovacej hlavice 22 viek prepravného obalového súboru, umiestnené na jednom z dvoch vertikálnych ramien 20 robotického manipulátora komory prípravy' prepravného obalového súbore, nesenom priečnym pojazdom 19 robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súboru, pohybujúcom sa na pozdĺžnom pojazde 18 robotického manipulátora 17 komory prípravy prepravného obalového súbore, postupne povolené skrutky sekundárneho veka prepravného obalového súboru.

Sekundárne veko prepravného obalového súboru je následne pomocou elektromagnetickej hlavice 21 pre manipuláciu s vekami prepravného obalového súboru, umiestnenej na jednom z dvoch vertikálnych ramien 20 robotického manipulátory komoty prípravy prepravného obalového súbore robotického manipulátora 17 komory prípravy prepravného obalového súboru, sňaté z prepravného obalového súboru a odložené na odkladacie miesto 23 pre sekundárne veka prepravného obalového súboru na hornom podlaží 14 komory prípravy prepravného obalového súbore. Po vykonaní týchto operácií klesne prepravný obalový súbor po mocou zdvíhacieho mechanizmu prevážacíeho voza 10 prepravných obalových súborov do prepravnej polohy.

S K 82-2019 Α3

Koľajová točňa 8 sa pootočí o 90° tak, aby nadväzovala na koľaj 9prepravných obalových súborov pod teplou komorou, po ktorej sa prevážací voz 10 prepravného obalového súboru presunie pod otvor 28 teplej kory prepravného obalového súbont.

Tu je prepravný obalový súbor s vyhorenými palivovými článkami pridvihnutý mechanizmom prevážacieho voza 10 prepravných obalových súborov a prislykovaný dosadacími plochami už odobratého sekundárneho veka prepravného obalového súboru k tesniacemu vlnovou 29 prepravného obalového súboru, ktorý je na spodnej sírane horného podlažia 25 teplej komory, čím sa zaistí tesné spojenie prepravného obalového súboru a teplej komory 3. Potom je odklopené veko 30 otvore teplej komoty prepravného obalového súbore. Skrutkovacia hlavica 22 viek prepravného obalového súbore, umiestnená na jedno m z troch vertikálnych ramien 37 robolického manipulátora teplej komory na primárnom priečnom pojazde 26 robolického manipulátora teplej komory' u robolického manipulátora 34 teplej komory, povolí skrutky primárneho veka prepravného obalového súbore a následne je primáme veko prepravného obalového súboru sňaté pomocou elektromagnetickej hlavice 21 pre manipuláciu s vekami prepravného obalového súboru, ktorá je umiestnená na jednom z troch vertikálnych ramien 37 robolického manipulátora teplej komory’ primárneho priečneho pojazdu 36 robolického manipulátora teplej komory u robolického manipulátora 34 teplej komoty a polo&né na odkladacie miesto 45 pre primáme veka prepravného súboru.

Potom sú vyhorené palivové články z prepravného obalového súbore vyberané pomocou efektera 38 pre manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami, ktorý je umiestnený na jednom z troch vertikálnych ramien 37 robolického manipulátora teplej komory u robolického manipulátora 34 teplej komory a vkladané buď do skladu 26 vy horených palivových článkov v teplej komore alebo priamo do pripravených prevážactch vozov 12 plnenia úložných obalových súborov, ktoré stí nachystané na druhej strane teplej komoty 3 na paralelných koľajach 11 plnenia úložných obalových súborov pod otvormi 31 teplej komory’ úložného obalového súboru. Proces vykladania vyhorených palivových článkov je ukončený spätným nasadením primárneho a sekundárneho veka prepravného obalového súbore, pomocou elektromagnetickej hlavice 21 pre manipuláciu s vekami prepravného obalového súbore a ich utiahnutím pomocou skrutkovacej hlavice 22 vek prepravného obalového súbore u robolického manipulátora 34 teplej komoty a robolického manipulátora 17 komory prípravy prepravných obalových súborov a dopravou prázdneho prepravného obalového súboru, obráteným postupom v prevážacom voze 10 prepravného obalového súboru späť na začiatok koľaje 7 prísunu prepravných obalových súborov.

Plnenie, uzatváranie a príprava úložných obalových súborov prebieha na dvoch paralelných linkách haly 1 s teplou komorou, ktoré sú tvorené dvoma paralelnými koľajami 11 plnenia úložných obalových súborov, ktoré prechádzajú dolným podlažím teplej komoty 24. komoty 4 prísunu úložných obalových súborov a ďalej pokračuj! do výstupnej komory respektíve do skladu úložných obalových súborov s vyhoreným jadrovým palivom Pripravené prázdne úložné obalové súbory’ sú portálovým žeriavom 50 skladu prázdnych úložných súborov dopravené cez priestor 6 prísunu úložných súborov a vložené do jedného alebo dvoch prevážacícb vozov 12 plnenia úložných obalových súborov, ktoré sú ptipravené na paralelných koľajach plnenia úložných obalových súborov v komore 4 prísunu úložných obalových súborov.

Obe paralelné lltiky plnenia môžu pracovať súčasne alebo nezávisle na sebe. Ptevážacie vozy 12. plnenia úložných obalových súborov s prázdnymi úložnými obalovými súborná sa presunú po koľaji 11 plnenia úložných obalových súborov pod otvory 31 teplej komory úložného obalového súboru, ktoré sú vo svojej spodnej časti vy bavené tesniacimi v Inovcami 32 úložného obalového súbore, ku ktorým sa prevážacie vozy 12 plnenia úložných obalových súborov pritlačia svojimi tieniacimi plášťami. Po utesnení môžu byť otvorene obe veká 33 otvore teplej komory úložného obalového súbore a zdvíhací mechaniziHis prevážacich vozov 12 plnenia úložných obalových súborov môže vyzdvihnúť úložné obalové súbory nad úroveň horného podlažia 25 teplej komory. Hektoiy 40 pre manipuláciu s vekám úložného obalového súboru na dvoch zo štyroch vertikálnych ramien 37 robolického manipulátora teplej komory sekundárneho priečneho pojazdu 39 robotického manipulátora teplej komory u robolického manipulátora 34 teplej komory, snímu z prázdnych úložných obalových súborov sekundárne veka úložných obalových súborov a odložia ich na odkladacie miesto 46 pre sekundárne veká úložného obalového súboru a následne snímu primáme veká úložných obalových súborov a odložia ich na odkladacie miesta 47 pre primárne veká úložného obalového súboru na hornom podlaží 25 teplej kou®ry'.

Do takto pripravených otvorených prázdnych úložných obalových súborov môžu byť pomocou efeklorov 38 pre manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami dvoch zo štyroch vertikálnych ramien 37 robolického manipulátora teplej komory sekundárneho priečneho pojazdu 39 robolického manipulátora teplej komoty u robolického manipulátora 34 teplej komory, vkladané vyhorené palivové články zo skladu 26 vyhorených palivových článkov v teplej komáre. Vy horené palivové články’ môžu byť tiež do úložných obalových súborov vkladané priamo z. prepravného obalového súboru pomocou efektom 38 pre manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami na jednom z troch vertikálnych ramien 37 robolického manipulátora teplej komory primárneho priečneho pojazdu 36 robolického manipulátora teplej kon»iy robolického manipulátora 34 teplej komory.

S K 82-2019 Α3

Po naložení vyhorených palivových článkov do úložných obalových súborov sú plné úložné obalové súbory pomocou efektora 40 pre manipuláciu s vekami úložného obalového súboru na dvoch zo štyroch vertikáluycb ramien 37 robotického manipulátora teplej koancuy sekundárneho priečneho pojazdu 39 robotického manipulátora teplej komory u robotického manipulátora 34 teplej komory, uzatvorené primárnymi vekami. Následne sú pomocou zvarovacích hlavíc 42 dvoch zo štyroch vertikálnych ramien 37 robotického manipulátora teplej komory terciárneho priečneho pojazdu 41 robotického manipulátora teplej komory u robotického manipulátora 34 teplej komory, zatvorené primáme veká úložných obalových súborov. Polom pomocou dvojice vákuovacich efektorov 44, umiestnených na vertikálnych ramenách 37 robotického manipulátora teplej komory kvartémeho priečneho pojazdu 43 robotického manipulátora teplej komory u íobotického rtstniptriálora 34 teplej komory a s pomocou vákuovacich agregátov 49 vnútri primárnych puzdier úložného obalového súboru, je vytvorené vákuum, aby mohli byť následne naplnené héliom a vykonaný test tesnosti zvaru primárnych viek úložných obalových súborov.

Primárny priečny pojazd 36 robotického manipulátora teplej komory, sekundárny priečny pojazd 39 robotického manipulátora teplej komory, terciámy priečny pojazd 41 robotického manipulátora teplej komory' a kvartérny priečny pojazd 43 robotického manipulátora teplej komory sa navzájom závislé pohybujú po pozdĺžnom pojazde 35 robotického manipulátora teplej komory s cieľom vykonať manipulačné a technologické operácie, pričom pracovný priestor robotického manipulátora 34 teplej komory je dimenzovaný s ohľadom na rozmery teplej komory 3, respektíve vzájomnou polohou otvore 28 teplej komory prepravného obalového súboru, skladu 26 vyhorených palivových článkov v teplej komore a otvorov 31 teplej komory úložných obalových súborov nad dvojicou paralelných koľají 11 plnenia úložných obalových súborov.

Po vykonaní testov nasleduje nasadenie sekundárnych viek úložných obalových súborov 40 pre manipuláciu s vekami úložného obalového súbonr dvoch zo štyroch vertikálnych ramien 37 robotického manipulátora teplej komory teretámeho priečneho pojazdu 41 robotického manipulátora teplej komory u robotického manipulátora 34 teplej komory' a ich privareniu pomocou zvarovacích hlavíc 42 druhých dvoch zo štyroch vertikálnych ramien robotického manipulátora teplej komory terciánreho priečneho pojazdu 41 robotického manipulátora teplej komory u robotického manipulátora 34 teplej komory. Následne pomocou dvojice vákuových efektorov 44, umiestnených na vertikálnych ramenách 37 robotického manipulátora teplej komory u robotického manipulátora 34 teplej komory a s pomocou vákuových agregátov 49 vnútri sekundárnych puzdier úložného obalového súboru je vytvorené vákuum, aby mohli byť následne naplnené héliom a vykonaný test les nosti zvaru sekundárnych viek úložných obalových súborov. Po ukončení testu je héliumpomocou vákuovacich efektorov 44 a vákuovacich agregátov 49 vypumpované a daný priestor je naplnený inertným plynom- dusíkom. Proces plnenia a uzatvárania úložných obalových súborov je ukončený, úložné obalové súbory s vyhoreným jadrovým palivom sú pripravené pre uloženie na ukladací horizont hlbinného úložíska.

Prevážacie vo ty 12 plnenia úložných obalových súborov spustia úložné obalové súbory do prepravnej polohy, veká 33 otvorov teplej komory úložného obalového súboru uzatvoria teplú komoru 3 a prevážacie vozy 12 plnenia úložného obalového súboru odtesnia svoje tieniace plášte od tesniacich vlnovcov 32 úložného obalového súboru v spodnej časti horného podlažia 32 teplej komory. Prevážacie vozy 12 plnenia úložných obalových súborov sa po paralelných koľajach 11 plnenia úložných obalových súborov presunú cez komora 4 prísunu úložných obalových súborov do výstupnej komory, kde je situovaný sklad úložných obalových súborov s vy horený m jadrový m palivom

Robotický manipulátor 17 komory prípravy prepravných obalových súborov a robotický manipulátor 34 teplej komory', všetky jeho efeklory a pridružené technologické zariadenia majú svoje technické razemie v priestore 16 pre technologické zázemie komory prípravy prepravných obalových súborov, respektíve v priestore 27 pre technologické zázemie teplej komory. Potreba regulácie klimatických podmienok v prostredí teplej komory je zabezpečená filtračnou jednotkou 48 teplej komory.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na priložených listoch sú uvedené obrázky a legenda.

Obrázok k anotácii predstavuje asonometrický pohľad na teplú komoru, ktorá je súčasťou robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov, v ktorej prebieha plne robotizovaný proces prekladania vyhorených článkov zprepravných obalových súborov do úložných obalových súborov a následne uzatváranie viek úložného obalového súboru a jeho príprava pre uloženie na ukladacom horizonte hlbinného úložíska.

Obrázok 1

Axonometrický pohľad na teplú komoru, ktorá je súčasťou robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov, v ktorej prebieha plne robo

S K 82-2019 Α3 tizovaný proces prekladania vyhorených palivových článkov z prepravných obalových súborov do úložných obalových súborov a následne uzatváranie viek úložného obalového súboru a jeho príprava pre uloženie naukladacosu hoEizonle hlbinného úložiska.

Obrázok 2

Asraornetrický pohľad z druhej strany na teplú komora, kto tá je súčasťou roboíirovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov, v ktorej prebieha plne robolizovaný proces prekladania vyhorených palivových článkov z prepravný ch obalových súborov do úložných obalových súborov a následne uzatváranie viek úložného obalového súboru a jeho príprava pre uloženie na ukladacom horizonte hlbinného úložiska.

Obrázok 3

Pôdorys, rez horným podlažím komory prípravy prepravných obalových súborov, teplou komorou a komorou prísunu úložných obalových súborov

Obrázok 4

Pôdorys, rez dolným podlažím priestoru prísunu prepravných obalových súborov, komorou prípravy prepravných obalových súborov, teplou konorou, komorou prísunu obalových súborov a priestorom prísunu úložných obalových súborov.

Obrázok 5

Pozdĺžny rez prevážaním vozom prepravného obalového súboru v prostredí dolného podlažia teplej komory .

Obrázok 6

Priečny rez prevážacím vozom plnenia úložného obalového súboru v prostredí dolného podlažia teplej komory.

Priemyselná využiteľnosť

Teplá komora robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov pre hlbinné 'ukladanie vyhorených palivových článkov je primáme koncipovaná pre prácu s prepravnými úložnými súbormi typu CASTOR 440/84, CASTOR 440/84M a CASTOR 1000/19 a vyhorenými palivovými článkami typu WER 440 a WER. 1000. Obom typom paliva zodpovedajú typy úložných obalových súborov, ktoré pojmu buď 7 ks WER 440 alebo 3 ks WER 1000. Rozmery a kapacita všetkých skladov rešpektujú tieto skutočnosti a ich kapacita je dimenzovaná v pomere odpovedajúcom skladbe vyhorených palivových článkov z oboch jadrových elektrární v ČR.

S K 82-2019 Α3

Zoznam vzťahových značiek

Hala s teplou komorou

Komora prípravy prepravných obedových súborov

Teplá komora

Komora prísunu úložných obalových súborov

Priestor prísunu prepravných obalových súborov

Priestor prísunu úložný ch obalových súborov

Koľaj prísunu prepravných obalových súborov

Koľajová točňa

Koľaj prepravných obalových súborov pod teplou komorou

Prevááací voz prepravných obalových súborov

Koľaj plnenia úložných obalových súborov

Prevážací voz plnenia úložných obalových súborov

Do iné podlažie komory prípravy prepravného obalového súbo tu

Home podlažie prípravy prepravného obalového súboru

Otvor komory prepravného obalového súboru

Priestor pre technologické zázemie konto ty prípravy prepravného obalového súboru

Robotický manipulátor komory prípravy prepravného obalového súboru

Pozdĺžny pojazd robotického manipulátora konto ty prípravy prepravného obalového súboru

Priečny pojazd robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súboru

Vertikálne rameno robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súboru

Elektromagnetická hlavica pre manipuláciu s vekami prepravného obalového súbom

Skrutkovacia hlavica prepravného obalového súboru

Odkladacie miesto pre sekundámeveká prepravného obalového súboru

Dolné podlažie teplej komory

Horné podlažie teplej komoty

Sklad vyhorených palivových článkov v teplej komore

Priestor pre technologické zázemie teplej komoty

Otvorteplej komoty prepravného obalového súbore

Tesniaci vlnovec prepravného obalového súbore

Veko otvorateplej konto ty prepravného obalového súbore

Otvorteplej komoty' úložného obalového súbore

Tesniaci vlnovec úložného obalového súbore

Veko otvotukotnoiy úložného obalového súboru

Robotický manipulátor teplej komory

Pozdĺžny pojazd robotického manipulátora teplej komory

Pritrámy ptiečrty pojazd robotického manipulátora teplej kou»ry

Vertikálne tatwito robotického manqtulátora teplej komoty

Efektor pre manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami

Sekundárny priečny pojazd robotického manipuláto ra teplej konto ty

Efektor pre manipuláciu s vekami úložného obalového súbore

Terciámy priečny pojazd robotického manipulátora teplej komory

Zvarov acia hlavica

Kvartémy priečny pojazd robotického manipulátora teplej komory

Vákuovací efektor

Odkladacie miesto pre primáme veká prepravného obalového súbom

Odkladacie miesto pre sekundámeveká úložného obalového súboru

Odkladacie miesto pre primáme veká úložného obalového súboru

Filtračná jednotka teplej komoty

Vákuovací agregát

Portálový žeriav skladu prázdnych úložných obalových súborov

Claims (1)

1. S K 82-2019 Α3

   NÁROKY NA O C H R A N Ľ

   Robotický manipulačný a technologický systém teplej komory robotizovanej linky plnenia a prípravy úložných obalových súborov na hlbinné ukladanie vyhorených palivových článkov, vyznačujúci sa tým, že teplá komora (3) umiestená v hale (1) s teplou komorou nadväzuje na vstupnú halu komorou (2) prípravy prepravných obalových súborov, konkrétne jej časťou priestorom (5) prísunu prepravných obalových súborov vybaveným koľajami (7) prísunu prepravných obalových súborov, koľajovou točňou (8) a koľajou (9) prepravných obalových súborov pod teplou komorou, uspôsobených na pohyb pievážacieho voza (10) prepravných obalových súborov, pričom v hale (1) s teplou komorou nasleduje procesné po komore (2) prípravy prepravných obalových súborov priestor teplej komoiy (3), priestor (6) prísunu úložných obalových 10 súborov s komorou (4) prísunu úložných obalových súborov, na ktorý nadväzuje výstupná komora, ktorej súčasťou je sklad plných úložných obalových súborov s vyhoreným jadrovým palivom, pričom komora (2) prípravy prepravných obalových súborov je rozdelená horizontálne na dve podlažia, a to na dolné podlažie (13) komoiy prípravy prepravného obalového súboru s priestorom (16) na technologické zázemie komoiy prípravy prepravného obalového súboru a horné podlažie (14) komory prípravy prepravného obalového súboru, v ktorom je otvor (15) komory prípravy prepravného obalového súboru, pričomv homompodlaží (14) komory prípravy prepravného obalového súboru je ďalej v jeho hornom priestore robotický manipulátor (17) komory prípravy prepravného obalového súboru s pozdĺžnym pojazdom (19) robotického manipulátora komoiy prípravy prepravného obalového súboru, ktoré sú uspôsobené na pohyb jednak prvého vertikálneho ramena (20a) robotického manipulátora komoiy prípravy prepravného obalového súboru vybavené na svojom dolnom konci skrutkovacou hlavicou (22) viek prepravného obalového súboru, a jednak dmhého vertikálneho ramena (20b) robotického manipulátora komory prípravy prepravného obalového súboru vybavené na svojom dolnom konci elektromagnetickou hlavicou (21) na manipuláciu s vekami prepravného obalového súboru, pričomv hornom podlaží (14) komory prípravy prepravného obalového súboru je ďalej odkladacie miesto (23) sekundárnych viek prepravného obalového súboru, pričomv dolnom podlaží (13) komory prípravy prepravného obalového súboru sa nachádza koľaj (9) prepravných obalových súborov pod teplou komorou s koľajovou točňou (8) na svojom konci, pričom na komoru (2) prípravy prepravných obalových súborov nadväzuje teplá komora (3) ako vstupomvybavená koľajou (9) prepravných obalových súborov pod teplou komorou, pričom teplá komora (3) je ďalej vybavená následnou koľajou (11) plnenia úložných obalových súborov, pričom teplá komora (3) je rozdelená na dolné podlažie (24) teplej komory a horné podlažie (25) teplej komory, pričomv teplej komore (3) v dolnom podlaží (24) teplej komory je umiestnený sklad (26) vyhorených palivových článkov v teplej komore a priestor (27) na technologické zázemie teplej komory, a v hornom podlaží (25) teplej komoiy je priestor s otvorom (28) teplej komoiy prepravného obalového súboru doplnený na svojej spodnej strane tesniacim vlnovcom (29) prepravného obalového súboru a na svojej hornej strane vybavený vekom (30) otvoru teplej komory prepravného obalového súboru, pričom otvor (28) teplej komoiy prepravného obalového súboru, tesniaci vlnovec (29) a veko (30) otvom teplej komory prepravného súboru sa nachádzajú nad koľajou (9) prepravných obalových súborov pod teplou komorou, a ďalej je tu odkladacie miesto (45) na primáme veko prepravného obalového súboru, pričom horný priestor teplej komoiy (3) je ďalej vybavený dvoma otvormi (31) teplej komory úložného obalového súboru doplnený na svojej spodnej strane tesniacim vlnovcom (32) úložného obalového súboru a na svojej spodnej strane vybavený vekom (33) otvoru teplej komory úložného obalového súboru, pričom horné podlažie (25) teplej komory je vybavené robotickým manipulátorom (34) teplej komory, pozostávajúcim z pozdĺžneho pojazdu (35) robotického manipulátora teplej komory, jednak s primárnym priečnym pojazdom (36) robotického manipulátora teplej komory vybaveným troma vertikálnymi ramenami (37) robotického manipulátora teplej komoiy s elektromagnetickou hlavicou (21) na manipuláciu s vekami prepravného obalového súboru, skrutkovacou hlavicou (22) viek prepravného obalového súboru a eľektorom (38) na manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami, jednak sekundárnym priečnym pojazdom (39) robotického manipulátora teplej komoiy vybaveným štyrmi vertikálnymi ramenami (37) robotického manipulátora teplej komoiy s dvoma eľektormi (40) na manipuláciu s vekami úložného obalového súbom a dvoma eľektormi (38) na manipuláciu s vyhorenými palivovými článkami, jednak terciámym priečnym pojazdom (41) robotického manipulátora teplej komory vybaveným štyrmi vertikálnymi ramenami (37) robotického manipulátora teplej komory s dvoma eľektormi (40) na manipuláciu s vekami úložného obalového súboru a dvoma zvarovacími hlavicami (42), jednak kvartérnym priečnym pojazdom (43) robotického manipulátora teplej komoiy vybaveným dvoma vertikálnymi ramenami (37) robotického manipulátora teplej komory s dvoma vákuovými eľektormi (44), pričom toto horné podlažie (25) teplej komoiy je ďalej vybavené odkladacím miestom (46) na sekundárne veko úložného obalového súboru, odkladacím miestom (47) na primáme veko úložného obalového súboru, vákuov acím agregátom (49) a filtračnou jednotkou (48) teplej komory, pričom vstupná hala ďalej obsahuje sklad prázdnych úložných obalov, ktoiý priestorom (6) prísunu úložných súborov nadväzuje na komoru (4) prísunu úložných obalových súborov s na podlahe uloženou dvojicou paralelných koľají (11) plnenia úložných obalových súborov a v stropnej časti umiestneným portálovým žeriavom (50) skladu prázdnych úložných obalových súbo

   S K 82-2019 Α3 rov, pričom hala (1) s teplou komorou je ukončená výstupnou komorou so skladom plných úložných obalových súborov s vyhorenýmjadrovýmpalivom, prepojená s komorou (4) prísunu úložných obalových súborov dvojicou paralelných koľají (11) plnenia úložných obalových súborov.

   6 výkresov