УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КАНАЛА ИЗ УРАН-ГРАФИТОВЫХ АТОМНЫХ РЕАКТОРОВ Российский патент 1997 года по МПК G21C19/26 

Изобретение относится к технике эксплуатации атомных станций и предназначено для извлечения технологического канала из уран-графитовых атомных реакторов типа РБМК-1000 и 1500.

Известно устройство для извлечения технологического канала из канальных атомных реакторов, содержащее шариковый механизм захвата канала с аксиальноподвижной в полом корпусе механизма захвата цилиндроконической шайбой, воздействующей на радиальноподвижные шарики, резцедержатель, соединенный с приводным от двигателя шпинделем и ручным механизмом его осевого перемещения, силовой цилиндр подрыва канала из тракта реактора и центральную штангу, жестко соединенную с цилиндром подрыва.

Недостатком известного устройства является чрезвычайная сложность его конструкции, объяснимая наличием большого количества функционально обособленных конструктивных элементов.

В известном устройстве центральная штанга управляет положением шарикового захвата. Концентрично ей установленная полая штанга, или тяга соединена с корпусом механизма захвата и является тягой для подрыва. Концентрично полой штанге расположен полый шпиндель. Концентрично полому шпинделю расположен полый шток механизма подрыва и т.д. Управление центральной штангой, имеющей на конце цилиндроконическую шайбу управления положением шарикового захвата, осуществляется вручную. Осевая подача шпинделя с резцедержателем также осуществляется вручную уже от другого механизма. Контроль за фиксацией момента начала резания усового шва отсутствует. И все эти работы производятся над ячейкой реактора с демонтированной биозащитой, что негативно сказывается на санитарнобиологических показателях.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства за счет совмещения функциональных операций одним конструктивным признаком и сокращение времени пребывания оперативного персонала над открытой ячейкой реактора.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для извлечения технологического канала из уран-графитовых атомных реакторов, содержащее шариковый механизм захвата канала с аксиально-подвижной в полом корпусе цилиндроконической шайбой, резцедержатель соединенный с приводным шпинделем и ручным механизмом его осевого перемещения, силовой цилиндр подрыва канала и центральную штангу, одним концом жесткосоединенную с цилиндром подрыва, снабжено установленным на резцедержателе и подпружиненным относительно его в тангенциальном направлении упором, центральная штанга свободным концом прикреплена к корпусу механизма шарикового захвата, а в его полости концентрично корпусу установлена направляющая цапфа, кинематически связанная с резцедержателем, при этом цилиндроконическая шайба установлена на направляющей цапфе и подпружинена относительно ее в осевом направлении.

Целесообразно кинематическую связь направляющей цапфы с резцедержателем выполнить в виде установленного в верхней части направляющей цапфы поперечного пальца, взаимодействующего периферийными частями с выполненным на внутренней части резцедержателя кольцевым пазом.

Целесообразно выполнить величину вылета упора от торцевой поверхности резцедержателя превышающей величину вылета резцов.

Целесообразно также снабдить устройство реверсивным приводом ускоренного осевого перемещения резцедержателя, соединенным с механизмом ручного перемещения через фрикционного муфту предельного момента.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства для извлечения технологического канала; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; фиг. 3 узел II на фиг. 1; фиг. 4 узел III на фиг. 1; фиг. 5 узел IV на фиг. 1; фиг. 6 вид А на фиг. 2; фиг. 7 разрез Б-Б на фиг. 2; фиг. 8 разрез В-В на фиг. 3; фиг. 9 узел V на фиг. 5; фиг. 10 разрез Д-Д на фиг. 9.

Устройство состоит из приводного полого шпинделя 1, соединенного с резцедержателем 2 и механизмом 3 его осевого вертикального перемещения. Шпиндель 1 посредством скользящей шпонки 4 соединен со ступицей 5 червячного колеса 6, установленного с помощью подшипников 7 в корпусе 8 устройства. Червячное колесо 6 находится в зацеплении с приводным от электродвигателя 9 червячным валом 10. Кроме того, на шпинделе 1 с помощью пакета подшипников 11 и 12 неподвижно установлена маточная гайка 13 с наружной ходовой резьбой, находящейся в зацеплении с внутренней резьбой червячного колеса 14, приводимого во вращение червячным валом 15. В корпусе 8 устройства установлен винт 16 с цилиндрическим хвостовиком, сопрягаемым с продольным пазом 17 на наружной поверхности маточной гайки 13 и фиксирующим гайку 13 от поворота относительно корпуса 8 устройства. Корпус 8 устройства нижней частью прикреплен к аксиально расположенному силовому цилиндру 18 подрыва технологического канала 19. В силовом цилиндре 18 имеется торцевая крышка 20 с уплотнительной манжетой и аксиально подвижный вдоль цилиндра поршень 21 также с уплотнительной манжетой, прикрепленный к аксиально подвижному от поршня полому штоку 22, расположенному концентрично шпинделю 1. На конце штока 22 имеется нажимная гильза 23, воздействующая при работе цилиндра подрыва на торец тракта 24 реактора. Верхняя часть корпуса 8 устройства, прикрепленная к цилиндру 18 подрыва, жестко соединена с центральной штангой 25, расположенной концентрично шпинделю 1. Центральная штанга 25 своим противоположным свободным концом прикреплена к полому корпусу 26 механизма 27 шарикового захвата. В корпусе 26 выполнены радиальные цилиндрические гнезда для размещения в них радиально подвижных шариков 28.

Положением шариков 28 управляет аксиально подвижная цилиндроконическая шайба 29, установленная на размещенной в полости корпуса 26 и расположенной концентрично корпусу направляющей цапфе 30. Цилиндроконическая шайба 29 подпружинена относительно цапфы 30 в осевом направлении пружиной 31. Крайнее нижнее положение шайбы 29 на цапфе определено установленным с торца цапфы 30 торцевым креплением 32.

Верхней частью направляющая цапфа 30 кинематически связана с резцедержателем 2. Кинематическая связь выполнена в виде установленного в цапфе поперечного пальца 33, взаимодействующего периферийными частями с выполненным на внутренней части резцедержателя 2 кольцевым пазом Е. Для уменьшения износа на периферийных частях пальца 33 установлены подшипники 34. При этом для осуществления связи пальца 33 с кольцевым пазом Е резцедержателя 2 в полом корпусе 26 выполнены вертикально направленные радиальные пазы, сквозь которые проходит палец 33. В резцедержателе установлены резцы 35 для срезки сварного усового шва, соединяющего технологический канал 19 с трактом 24 реактора, и упор 36. Упор установлен в резцедержателе 2 шарнирно и подпружинен относительно резцедержателя в тангенциальном направлении. В направлении вращения резцедержателя упор 36 должен поворачиваться на шарнире и не препятствовать в дальнейшем осевому перемещению резцедержателя 2. Упор 36 удерживается от поворота в другом направлении штифтом 37. Величина вылета упора 36 от торцевой поверхности резцедержателя в направлении усового шва превышает величину вылета резцов 35. То есть размер К должен быть меньше размера К (фиг. 9).

Механизм 3 осевого вертикального перемещения шпинделя 1 имеет ручной привод от маховичка 38, установленного на червячном валу 15. Кроме того, на червячном валу 15 установлен нониус 39 для отсчета глубины резания. Нониус устанавливают на ноль при начале резания. Один оборот маховичка 38 соответствует смещению кониуса 39 на одно деление в угловом направлении по лимбу.

Устройство снабжено реверсивным приводом 40 ускоренного осевого перемещения резцедержателя 2. При этом привод установлен с противоположного конца червячного вала 15 и соединен с ним через фрикционную муфту 41 предельного момента.

Маточная гайка 13 со стороны, противоположной винту 16, имеет цветовой индикатор 42 положения шарикового захвата, а в корпусе 8 устройства в этом месте выполнено окно для визуального наблюдения за срабатыванием шарикового захвата.

На ячейку реактора, у которой предварительно демонтирована групповая и индивидуальная биозащита, извлечена тепловыделяющая сборка и демонтирована обойма верхнего тракта, краном центрального зала наводят данное устройство, устанавливают его торцем корпуса механизма захвата на торец технологического канала в гнезде усового шва.

Устройство работает следующим образом. При вращении маховичка 38 по часовой стрелке вращается червячное колесо 14, связанное ходовой резьбой с неподвижной относительно корпуса 8 маточной гайкой 13, и его вращение преобразуется в поступательное перемещение вниз маточной гайки 13 и через пакет подшипников 11 в поступательное осевое перемещение шпинделя 1 с закрепленным на нем резцедержателем с резцами 35. При этом резцедержатель своим внутренним кольцевым пазом Е воздействует на поперечный палец 33 и, соответственно, на направляющую цапфу 30, вызывая их осевое перемещение вместе с цилиндроконической шайбой 29, воздействующей в свою очередь на шарики 28. Шарики западают в кольцевую проточку канала 19, а шайба 29 своей цилиндрической поверхностью запирает шарики 28 в гнездах корпуса 26, обеспечивая жесткую связь корпуса 26 механизма захвата устройства с каналом 19. В случае каких-либо заеданий цилиндроконическая шайба 29, преодолевая сопротивление пружины 31, перемещается в осевом направлении по направляющей цапфе 30 и при нахождении шариками проектного положения возвращается назад, осуществляя запирание корпуса 26 механизма захвата устройства с каналом 19. При этом цветовой индикатор 42 меняет голубой цвет на красный, а резцедержатель 2 упором 36 садится на торцевую поверхность усового шва канала 19. Нониус 39 устанавливают в положение НОЛЬ.

Ускоренное движение подачи резцедержателя до упора в сварной шов осуществляется приводом 40. При достижении упором 36 шва фрикционная муфта 41 предельного момента отсоединяет привод 40 от червячного вала 15.

Далее в полость силового цилиндра 18 подрыва канала 19 подают рабочую жидкость под давлением. При этом поршень 21 со штоком 22 перемещается вниз до упора нажимной гильзой 23 в торец тракта 24 реактора. Затем усилие подрыва передается через торцевую крышку 20, цилиндр 18, корпус 8 устройства на центральную штангу 25, корпус 26 шарикового захвата и шарики 28 на технологический канал 19.

Вращение шпинделя 1 с резцедержателем 2 осуществляется от двигателя 9 через червячную пару 10, 6 и скользящую шпонку 4. Движение подачи резцедержателя с резцами осуществляется вручную вращением по часовой стрелке маховичка 38, установленного на червячном валу 15. При этом маточная гайка 13, перемещаясь вниз в осевом направлении, через пакет подшипников 11 перемещает и вращающийся шпиндель 1. Отсчет величины подачи резцов производят по нониусу 39. Упор 36, преодолевая сопротивление пружины, поворачивается на шарнире в тангенциальном направлении и не препятствует врезанию резцов в усовый шов канала. При срезке усового шва на глубину проплавления автоматически происходит подрыв технологического канала относительно тракта реактора. При подрыве канала вся система: корпус 26 механизма 27 захвата канала 19, резцедержатель 2 со шпинделем 1 и оба приводных механизма вращения шпинделя и его осевой подачи одновременно с каналом 19 перемещаются в вертикальном направлении на величину подрыва.

Устройство стропят на крюк крана центрального зала и вместе с каналом извлекают из ячейки реактора и переносят в бассейн выдержки. Опущенный в бассейн выдержки под защитный слой воды канал реверсивным включением привода 40 и вертикальным перемещением шпинделя 1 в верхнее крайнее положение расцепляют с устройством для извлечения технологического канала. При этом цветовой индикатор меняет красный цвет на голубой. Далее устройство переносят либо в зону технического обслуживания либо на следующий канал.

Использование: для срезки усового шва, подрыва и извлечения технологического канала из уран-графитовых атомных реакторов. Сущность: устройство содержит шариковый механизм захвата канала с аксиально подвижной в полом корпусе цилиндроконической шайбой; резцедержатель, соединенный с приводным шпинделем и механизмом его осевого перемещения, силовой цилиндр подрыва канала и центральную штангу, одним концом жестко соединенную с цилиндром подрыва. Устройство снабжено установленным на резцедержателе упором, подпружиненным относительно его в тангенциальном направлении. Центральная штанга свободным концом прикреплена к корпусу механизма шарикового захвата, а в его полости концентрично корпусу установлена направляющая цапфа, кинематически связанная с резцедержателем и несущая на себе аксиально подвижную цилиндроконическую шайбу, подпружиненную относительно цапфы в осевом направлении. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство для извлечения технологического канала из уран-графитовых атомных реакторов, содержащее шариковый механизм захвата канала с аксиально подвижной в полом корпусе цилиндроконической шайбой, резцедержатель, соединенный с приводным шпинделем и ручным механизмом его осевого перемещения, силовой цилиндр подрыва канала и центральную штангу, одним концом жестко соединенную с цилиндром подрыва, отличающееся тем, что оно снабжено установленным на резцедержателе и подпружиненным относительно него в тангенциальном направлении упором, центральная штанга свободным концом прикреплена к корпусу механизма шарикового захвата, а в его полости концентрично корпусу установлена направляющая цапфа, кинематически связанная с резцедержателем, при этом цилиндроконическая шайба установлена на направляющей цапфе и подпружинена относительно ее в осевом направлении. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющая цапфа связана с резцедержателем, установленным в ее верхней части, поперечным пальцем, взаимодействующим периферийными частями с выполненным на внутренней части резцедержателя кольцевым пазом. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что величина вылета упора от торцевой поверхности резцедержателя превышает величину вылета резцов. 4. Устройство п.1, отличающееся тем, что оно снабжено реверсивным приводом ускоренного осевого перемещения резцедержателя, соединенным с механизмом ручного перемещения через фрикционную муфту предельного момента.