УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ АКТИВНОЙ ЗОНЫ Российский патент 2004 года по МПК G21C19/02 G21C19/10 G21C17/10 

Предлагаемое изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение при контроле положения элементов активной зоны реакторов на быстрых нейтронах преимущественно при проведении работ по перегрузке активной зоны.

Известен патент Японии №3021176 В2, (5288889 А) "Способ и устройство для визуального наблюдения сквозь натрий", опуб. 15.03.2000, G 21 С 17/08 в тематической подборке "Изобретения стран мира" №3, выпуск 99 за 2001 год, стр. 13. Устройство предназначено для визуального наблюдения сквозь натрий, осуществляющее контроль пространства над активной зоной реактора системой ультразвукового излучателя и мультипреобразователя, взаимно перемещающихся относительно друг друга. Устройство позволяет обнаружить посторонние предметы, попавшие в зону, нарушения в расположении элементов в активной зоне.

Недостатками данного устройства являются необходимость наличия системы перемещения ультразвукового излучателя относительно мультипреобразователя, а также обеспечения вращения мультипреобразователя вокруг своей оси, что также невозможно осуществить без вращения элементов поворотной защиты; сложность, высокая стоимость устройства.

Известно перегрузочное оборудование, предназначенное для реакторов БН-350, Бор и описанное в журнале "Атомная энергия" том 21, выпуск 6 за декабрь 1966 года, стр. 450-451.

В перегрузочное оборудование входят поворотные пробки (большая и малая), одновременно являющиеся частью верхней биологической защиты реактора, механизм перегрузки, состоящий из захватного устройства со штангами, подъемного и поворотного устройств и их приводов, устройства контроля положения элементов активной зоны реактора или наличия препятствия, выполненного в виде упорного фланца, размещенного на направляющей трубе, и привода отключения.

При перегрузке топливных сборок из активной зоны реактора направляющая труба перемещается, упорный фланец касается головок топливных сборок, срабатывает датчик положения и привод отключается.

Данное устройство контроля положения не позволяет установить отдельные выступающие элементы активной зоны, посторонние предметы, попавшие в реактор, отклонения в положении выступающих элементов поворотной защиты, что может привести к поломке, заклиниванию поворотной защиты, разрушению топливных сборок. К недостаткам известного устройства можно отнести отсутствие зазора между выступающими элементами поворотной защиты (захваты системы управления и защиты, термопары) и элементами активной зоны. Также недостаток данного устройства заключается в том, что контроль осуществляется в процессе перемещения устройства, а перемещение устройства возможно только при вращении поворотной защиты.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, исключение необходимости вращения поворотной защиты для установления наличия, места нахождения и габаритов какого-либо препятствия между элементами активной зоны и выступающими элементами поворотной защиты, а также исключение ошибки при установке механического щупа в горизонтальное положение, что позволяет повысить безопасность проведения работ, связанных с перегрузкой активной зоны реактора.

Задача решается за счет того, что в корпусе устройства для контроля положения элементов активной зоны реактора, состоящего из привода, корпуса и упорного фланца, обеспечивающего контакт с элементами активной зоны, эксцентрично относительно его оси установлен полый вал, имеющий возможность вращения вокруг своей оси, во внутренней полости вала расположены ползуны, контактирующие между собой за счет регулируемого упора, закрепленного на верхнем ползуне, связанном тягой с приводом, а упорный фланец закреплен на нижнем ползуне, причем ползуны шарнирно соединены с механическим щупом.

Такое выполнение устройства позволяет обнаружить препятствие между элементами активной зоны и выступающими элементами поворотной защиты, получить точные габаритные размеры этого препятствия. Осуществить эту операцию можно без поворота поворотной защиты, что позволяет предотвратить заклинивание и разрушение элементов активной зоны и выступающих элементов поворотной защиты, а значит, повысить безопасность работ, связанных с проведением перегрузки активной зоны реактора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан общий вид устройства;

на фиг.2 показана схема возможного положения устройства в системе координат.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1, имеющий возможность вращения относительно своей оси O₁. В корпусе 1 смонтирован полый вал 2, имеющий возможность вращения относительно своей оси О₂. Вал 2 смонтирован со смещением своей оси О₂ относительно оси O₁ на расстояние R. Механический щуп 3 шарнирно через рычаг 4 соединен с подвижным ползуном 5 и через рычаг 6 с подвижным ползуном 7. Подвижные ползуны 5 и 7 расположены во внутренней полости вала 2 друг над другом. Подвижный ползун 5 снабжен регулируемым упором 8, контактирующим с подвижным ползуном 7, на котором размещен упорный фланец 9. Ползун 5 соединен с приводом 10 тягой 11, позволяющей осуществить установку рабочей части механического щупа 3 в горизонтальное положение относительно элементов 12 активной зоны.

Корпус 1 устройства для контроля положения элементов активной зоны установлен в поворотной защите 13, что позволяет осуществлять независимую работу устройства без вращения поворотной защиты.

Устройство работает следующим образом.

За счет привода 10 осуществляется вращение корпуса 1 вокруг оси устройства O₁ и производится его поворот на угол α₁ до положения А, при котором механический щуп 3 устанавливается в горизонтальное положение относительно элементов активной зоны. Тяга 11 опускается вниз, при этом ползун 7 опускается до установки упорного фланца 9 на элементы активной зоны 12, ползун 5 перемещается до контакта его регулируемого упора 8 с ползуном 7. При этом механический щуп 3 за счет рычагов 4 и 6 опускается в горизонтальное положение. Таким образом, независимо от температурного состояния металлоконструкций, при изменении которого происходит изменение взаимного положения элементов конструкции относительно друг друга (элементов активной зоны и выступающих элементов поворотной защиты), механический щуп 3 всегда будет находиться на строго заданном расстоянии в горизонтальной плоскости относительно элементов 12 активной зоны. Вал 2 вращается вокруг своей оси вращения O₂ до контакта механического щупа 3 с предполагаемым препятствием, при этом замеряется угол β₁.

Устройство возвращается в исходное положение. Затем повторно производится поворот корпуса 1 вокруг оси O₁ на угол α₂ до положения Б. Повторяется операция установки механического щупа 3 в горизонтальное положение и подведение его к препятствию с той же стороны, как и при предыдущем положении А. Производится поворот вала 2 до контакта механического щупа 3 с препятствием и замеряется угол β₂.

По полученным углам β₁ и β₂ и с учетом величин:

r - радиус расположения центра вращения О₁ корпуса 1;

R - радиус вращения вала 2 относительно оси корпуса O₁;

R₁ - предполагаемый радиус препятствия;

γ - угол расположения центра вращения корпуса 1 относительно выбранной системы координат; а также с учетом знака углов поворота в устройстве (за положительное направление принято направление вращения по часовой стрелке) производятся вычисления координаты Х и У предполагаемого препятствия по формулам

Определенные координаты Х и У позволяют установить наличие и место положения препятствия между элементами 12 активной зоны и выступающими элементами 14 поворотной защиты 13.

Для получения точных габаритных размеров препятствия необходимо повторить операцию контроля с подведением механического щупа 3 с противоположной стороны от обнаруженного препятствия. При этом необходимо провести все вышеуказанные действия, что позволяет определить точный радиус препятствия.

Данные операции контроля, полученные координаты и габаритные размеры препятствия позволяют произвести операцию по устранению препятствия, прежде чем будет осуществлен поворот защиты 13, что позволяет предотвратить заклинивание и разрушение элементов активной зоны и выступающих элементов поворотной защиты, а значит, повысить безопасность работ, связанных с проведением перегрузки реактора.

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение при контроле положения элементов активной зоны реакторов на быстрых нейтронах. Техническим результатом изобретения является исключение необходимости вращения поворотной защиты для установления наличия и места нахождения и габаритов какого-либо препятствия между элементами активной зоны и выступающими элементами поворотной защиты, а также исключение ошибки при установке механического щупа в горизонтальное положение, что позволяет повысить безопасность работ, связанных с перегрузкой реактора. Устройство для контроля положения элементов активной зоны реактора содержит привод, корпус, вращающийся вокруг своей оси вал и механический щуп, расположенный под прямым углом к валу. Вал выполнен в виде трубы и размещен эксцентрично относительно корпуса, имеющего возможность вращения вокруг своей оси. Механический щуп через рычаги шарнирно соединен с ползунами, расположенными во внутренней полости вала и контактирующими между собой за счет регулируемого упора верхнего ползуна. Верхний ползун связан тягой с приводом, причем нижний ползун снабжен опорным упором, обеспечивающим контакт устройства с топливными сборками активной зоны. 2 ил.

Устройство для контроля положения элементов активной зоны реактора, состоящее из привода, корпуса и упорного фланца, обеспечивающего контакт с элементами активной зоны, отличающееся тем, что в корпусе эксцентрично относительно его оси установлен полый вал, имеющий возможность вращения вокруг своей оси, во внутренней полости вала расположены ползуны, контактирующие между собой за счет регулируемого упора, закрепленного на верхнем ползуне, связанном тягой с приводом, а упорный фланец закреплен на нижнем ползуне, причем ползуны шарнирно соединены с механическим щупом.