ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 2002 года по МПК G21C7/12 

Изобретение относится к управлению ядерными реакциями в реакторах с водой под давлением, а именно к устройствам для перемещения регулирующих органов ядерного реактора в требуемые положения.

Предшествующий уровень техники
Эксплуатационные характеристики и конструктивные особенности привода регулирующего органа ядерного реактора являются факторами, влияющими на безопасность ядерного реактора. Взаимодействие элементов привода между собой при перегрузке ядерного реактора во многом определяет время процесса перегрузки и, как следствие, величину дозозатрат при проведении перегрузки.

Известен привод регулирующего органа ядерного реактора [1], содержащий герметичный кожух для размещения узлов привода, являющийся составной частью контура, работающего под давлением. Блок перемещения размещен внутри кожуха и байонетным соединением подвешен на заглушке кожуха. Блок электромагнитов, передающий силовое воздействие блоку перемещения, размещен снаружи кожуха. Силовое воздействие блоку перемещения передается посредством управляющего электромагнитного поля, создающего силовое усилие, перемещающее подвижные элементы блока перемещения. Подвижные элементы блока перемещения выполнены в виде защелок, которые взаимодействуют со штангой, жестко соединенной с регулирующим органом. На заглушке кожуха внутри блока перемещения установлен датчик положения регулирующего органа. Нижняя часть корпуса датчика размещена в штанге. В нижней части корпуса датчика размещены катушки, а в штанге установлен шунт. При перемещении штанги и взаимодействии катушек с шунтом изменяется индуктивность катушек, чем обеспечивается формирование выходного сигнала с катушек. Верхняя часть корпуса датчика снабжена фланцем. Труба пружинного блока, являющегося составной частью блока перемещения, предназначенного для демпфирования ударного воздействия пар полюсов и закрепления блока перемещения в кожухе, байонетным соединением с заглушкой кожуха. На верхнем торце трубы пружинного блока для фиксации байонетного соединения установлен фиксатор. Фиксатор служит для соединения и разъединения байонетного замка.

Недостатком известного привода является то, что порядок осуществления операций, связанных с перегрузкой реактора, продолжителен по времени, чем обусловлены значительные дозозатраты обслуживающего персонала при извлечении штанги из блока перемещения привода и установке штанги в блок перемещения.

При перегрузке реактора возникает необходимость удаления верхнего блока, включающего в себя крышку с приводами. Перед удалением верхнего блока для расцепления штанги с приводом необходима полная разборка привода для расцепления штанги с органом регулирования, что влечет за собой разуплотнение датчика положения, извлечение его из привода и установку на место хранения в реакторном зале. Затем штангу расцепляют с органом регулирования и устанавливают на место хранения или осуществляют подъем штанги в блоке перемещения на высоту совмещения нижнего торца штанги с нижним торцом блока перемещения с последующим закреплением штанги на блоке перемещения и установкой штанги на чеку. Проведение упомянутых операций с датчиком положения и штангой обуславливает необходимость использования грузоподъемного оборудования.

Раскрытие изобретения
Целью изобретения является повышение надежности и безопасности ядерного реактора.

Задача изобретения - упрощение съема и установки верхнего блока ядерного реактора при перегрузке активной зоны, снижение дозозатрат обслуживающего персонала и, как следствие, снижение эксплуатационных расходов на реактор.

Технический результат изобретения - исключение возможности непроизвольного подъема штанг приводов, соединенных с органом регулирования при съеме верхнего блока реактора.

Достижение цели изобретения обеспечено тем, что привод регулирующего органа ядерного реактора содержит герметичный кожух, который является составной частью контура, работающего под давлением. Блок перемещения размещен внутри и байонетным соединением подвешен на заглушке кожуха. Блок электромагнитов, передающий силовое воздействие блоку перемещения, размещен снаружи кожуха. Силовое воздействие блоку перемещения передается посредством управляющего электромагнитного поля, создающего тяговое усилие, перемещающее подвижные элементы блока перемещения. Подвижные элементы блока перемещения выполнены в виде защелок, которые взаимодействуют со штангой, жестко соединенной с регулирующим органом. На заглушке кожуха внутри блока перемещения установлен датчик положения регулирующего органа. Нижняя часть корпуса датчика размещена в штанге. В нижней части корпуса датчика размещены катушки, а в штанге установлен шунт. При перемещении штанги и взаимодействии катушек с шунтом изменяется индуктивность катушек, чем обеспечивается формирование выходного сигнала с катушек. Верхняя часть корпуса датчика снабжена фланцем. Труба пружинного блока, являющегося составной частью блока перемещения, предназначенного для демпфирования ударного воздействия пар полюсов и закрепления блока перемещения в кожухе, байонетным соединением соединена с заглушкой кожуха. На верхнем торце трубы пружинного блока для фиксации байонетного соединения установлен фиксатор. Фиксатор служит для соединения и разъединения байонетного замка.

Согласно изобретению ниже фланца корпуса датчика положения устанавливается опорная втулка, вводимая в зацепление с фиксатором трубы пружинного блока при размыкании байонетного замка. Кроме того, высота установки блока перемещения в транспортное положение равна, как минимум, расстоянию между защелками, сложенному с длиной зубчатой части штанги от верхней защелки до цилиндрической части штанги. Также между заглушкой внутри кожуха и пружинным блоком блока перемещения предусмотрен зазор, равный, как минимум, расстоянию между защелками, сложенному с длиной зубчатой нарезки от защелки до цилиндрической части штанги.

При предложенном устройстве привода органа регулирования ядерного реактора исключается возможность непроизвольного подъема штанг при съеме верхнего блока ядерного реактора.

Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - продольный разрез привода с зубчатой штангой в нижнем положении;
фиг.2 - продольный разрез привода в транспортном положении; А - расстояние между защелками, В - расстояние от верхней защелки до конца зубчатой части штанги; С - расстояние между нижними защелками в первом и втором положении привода, причем С>В;
фиг.3 - фрагмент продольного разреза привода в увеличенном масштабе;
фиг.4 - фрагмент продольного разреза при разуплотненном датчике положения;
фиг.5 - фрагмент продольного разреза в транспортном положении;
фиг.6 - поперечное сечение А - А;
фиг.7 - поперечное сечение Б - Б.

Варианты осуществления изобретения
Привод регулирующего органа ядерного реактора содержит герметичный кожух (1) для размещения узлов привода. Кожух является составной частью контура, работающего под давлением. Внутри кожуха размещен блок перемещения (2), взаимодействующий с расположенным снаружи кожуха блоком электромагнитов (3). Подвижные элементы блока перемещения выполнены в виде защелок (4, 5), взаимодействующих со штангой (6), имеющей зубчатую (7) и цилиндрическую (8) части, жестко соединенной с регулирующим органом (не показан). Привод снабжен датчиком положения (9), установленньм и уплотненным на заглушке (10) герметичного кожуха (1). Нижняя часть корпуса датчика (11) содержит катушки (не показаны), индуктивность которых меняется при взаимодействии с шунтом (не показан), перемещаемым совместно со штангой. Верхняя часть корпуса датчика снабжена фланцем (12). Труба (13) пружинного блока (14) присоединена байонетным замком к заглушке (10), образующей герметичное соединение с кожухом (1). На торце трубы (13) установлен фиксатор (15), взаимодействующий с опорной втулкой (16), установленной на торце фланца (12) датчика положения (9). Байонетный замок образован взаимодействующими между собой выступами (17) и впадинами (18) соответственно на трубе (13) и заглушке (10). Датчик уплотнен на заглушке с помощью шпилек (19), взаимодействующих с фланцами (12) и (20) соответственно. В транспортном положении блок перемещения с датчиком удерживают с помощью чеки (21). Позициями (22) и (23) обозначены соответственно электромагниты, установленные снаружи кожуха (1) и взаимодействующие с ними при работе привода полюса блока перемещения (2).

При перегрузке ядерного реактора возникает необходимость удаления верхнего блока, в состав которого входят установленные на крышке приводы регулирующих органов реактора. Для осуществления этой операции необходимо блок перемещения привода установить в транспортное положение, что осуществляют из исходного положения привода (фиг.1 и 3). Привод обесточен. Штанга (6), жестко скрепленная с регулирующим органом, находится в нижнем положении в режиме аварийной защиты. Зубчатая часть (7) штанги (6) находится выше подвижной защелки (4) (размер Б). Для подъема блока перемещения (2) в транспортное положение (фиг.2) необходимо после разуплотнения датчика (9) и съема гаек со шпилек (19) произвести зацепление фиксатора (15) с опорной втулкой (16), установленной ниже фланца (12), повернуть датчик на 60^o и поднять датчик на величину свободного хода фиксатора (15).

Дальнейший подъем датчика и блока перемещения (2) на высоту, равную размеру С, производят после расцепления байонетного соединения поворотом через фиксатор трубы (13) на 60^o относительно заглушки (10), т.е. поднимают нижнюю фиксирующую защелку (5) выше зубчатой части (7) штанги (6). Блок перемещения (2) устанавливают на чеку (21) на расстоянии С>В. Таким образом исключается возможность непроизвольного подъема штанг приводов с регулирующими органами при съеме верхнего блока ядерного реактора. Отпадает необходимость разборки приводов, то есть сокращается время подготовки верхнего блока к перегрузке, снижаются эксплуатационные расходы и дозозатраты обслуживающего персонала.

Промышленное применение
Изобретение может быть применено в приводе регулирующего органа ядерного реактора с водой под давлением.

Источники информации
1. Привод СУЗ ШЭМ-3 для ВВЭР-1000 и реакторов нового поколения МАЭ РОССИИ ОКБ "Гидропресс". 1997.

Изобретение относится к управлению ядерными реакциями в реакторах с водой под давлением, а именно к устройствам для перемещения регулирующих органов ядерного реактора в требуемые положения. Привод регулирующего органа ядерного реактора содержит кожух, блок электромагнитов, передающий тяговое усилие, перемещающее подвижные элементы блока перемещения, выполненные в виде защелок, зубчатую штангу, взаимодействующую с защелками, жестко соединенную с регулирующим органом. Датчик положения установлен и уплотнен на заглушке кожуха. Нижняя часть корпуса датчика размещена в штанге и содержит катушки, взаимодействующие с шунтом, перемещаемым совместно со штангой. Верхняя часть корпуса датчика снабжена фланцем. Труба соединена с заглушкой байонетным замком и снабжена фиксатором. Ниже фланца корпуса датчика положения устанавливается опорная втулка. Кроме того, высота установки блока перемещения в транспортное положение равна, как минимум, расстоянию между защелками, сложенному с длиной зубчатой части штанги от верхней защелки до цилиндрической части штанги. Между заглушкой внутри кожуха и пружинным блоком блока перемещения предусмотрен зазор, равный, как минимум, расстоянию между защелками, сложенному с длиной зубчатой части штанги от верхней защелки до цилиндрической части штанги. Технический результат - исключение возможности непроизвольного подъема штанг приводов, соединенных с органом регулирования при съеме верхнего блока реактора. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Привод регулирующего органа ядерного реактора, содержащий кожух для размещения узлов привода, являющегося составной частью контура, работающего под давлением, блок электромагнитов, размещенный снаружи кожуха и передающий силовое воздействие через стенку кожуха блоку перемещения посредством управляющего электромагнитного поля, создающего тяговое усилие, перемещающее подвижные элементы блока перемещения, выполненные в виде защелок, зубчатую штангу, взаимодействующую с защелками, жестко соединенную с регулирующим органом, датчик положения, установленный и уплотненный на заглушке кожуха, причем нижняя часть корпуса датчика размещена в штанге и содержит катушки, индуктивность, которых изменяется при взаимодействии с шунтом, перемещаемым совместно со штангой, а верхняя часть корпуса датчика снабжена фланцем, трубу пружинного блока, соединенную с заглушкой байонетным замком, снабженную фиксатором на верхнем торце, отличающийся тем, что ниже фланца корпуса датчика положения устанавливается опорная втулка, вводимая в зацепление с фиксатором трубы пружинного блока. 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что высота установки блока перемещения в транспортное положение равна, как минимум, расстоянию между защелками, сложенному с длиной зубчатой части штанги от верхней защелки до цилиндрической части штанги. 3. Привод по п.1, отличающийся тем, что между заглушкой внутри кожуха и пружинным блоком блока перемещения предусмотрен зазор, равный, как минимум, расстоянию между защелками, сложенному с длиной зубчатой части штанги от верхней защелки до цилиндрической части штанги.