УСТРОЙСТВО СТОПОРНОЕ Российский патент 2007 года по МПК F16B21/06 F16B2/16 

Изобретение относится к области машиностроения, более конкретно к атомной технике, и может быть преимущественно использовано для удержания компенсирующих групп (КГ) в крайнем нижнем положении через штоки тепловыделяющих сборок (ТВС) на судах с атомной паропроизводящей установкой (АППУ).

При перегрузке ТВС, в условиях непредвиденных внешних воздействий (например, переворачивании судна на 180° и т.п.), возникает необходимость исключения перемещения компенсирующих групп, представляющих собой группы стержней поглотителей, установленных на одной плите, для управления реактивностью реактора, что связано с обеспечением ядерной и радиационной безопасности. Известно, что при перегрузке ТВС (включая выгрузку отработавших тепловыделяющих сборок или загрузку свежих тепловыделяющих сборок) применяют несколько типов переустанавливаемых в процессе перегрузки стопорных устройств, однако эти стопорные устройства не обеспечивают непрерывного стопорения КГ при перегрузке ТВС и тем самым не обеспечивают ядерную и радиационную безопасность в случаях непредвиденных внешних воздействий, приводят к увеличению металлоемкости перегрузочного оборудования и времени перегрузки ТВС.

Известно быстроразъемное соединительное устройство для соединения деталей, в корпусе которого размещен подпружиненный толкатель с фиксатором, выполненным в виде шариков, установленных в отверстиях, предусмотренных в корпусе, а толкатель снабжен конусным хвостовиком с пазами разной глубины на наружной поверхности для захода шариков (а.с. SU №338692, F16B 21/06, опубл. 1972 г.). Однако известное устройство выполнено не самостопорящимся, без кольцевой выточки корпуса для размещения шариков, без неподвижно установленного штифта и неподвижного стержня, выполненного с грибком под захватное устройство, для установки и извлечения устройства стопорного дистанционно в затесненных условиях, что не исключает перемещения КГ в условиях непредвиденных внешних воздействий и не обеспечивает ядерную и радиационную безопасность.

Технической задачей изобретения является непрерывное стопорение КГ, обеспечение ядерной и радиационной безопасности, сокращение времени перегрузки, уменьшение металлоемкости перегрузочного оборудования.

Указанная задача решается тем, что в устройстве стопорном, содержащем размещенные в корпусе стержень, шарики, втулку, пружину, согласно изобретению упомянутый корпус устанавливается в корпус штоковой тепловыделяющей сборки, подпружиненная втулка имеет сквозное отверстие под стержень и кольцевую выточку для шариков и штифта, установленного в сквозном отверстии корпуса, стержень установлен неподвижно во втулке и имеет грибок под захватное устройство, причем втулка выполнена с возможностью под воздействием захватного устройства опускаться до упора верхней стенкой выточки в штифт, обеспечивая возможность взаимодействия захватного устройства с грибком, и после расцепления захватного устройства с грибком выталкиваться вверх под воздействием пружины до упора нижней стенкой выточки в штифт, выталкивая при этом шарики в кольцевую проточку корпуса штоковой тепловыделяющей сборки и обеспечивая самостопорение.

В устройстве стопорном согласно изобретению на втулке кольцевая выточка выполнена с фаской.

В устройстве стопорном согласно изобретению штифт в кольцевой выточке втулки установлен неподвижно.

В устройстве стопорном согласно изобретению на грибке стержня выполнена кольцевая выточка на некотором расстоянии от верхнего его торца.

В устройстве стопорном согласно изобретению на верхнем торце грибка стержня выполнена заходная фаска.

Технический результат достигается за счет того, что устройство стопорное, выполненное самостопорящимся, установленное в штоковые ТВС, непрерывно удерживает компенсирующие группы в крайнем нижнем положении на все время перегрузки, в том числе и в случае непредвиденных внешних воздействий (при переворачивании судна на 180° и т.п.), за счет западания шариков в кольцевую проточку корпуса штоковой тепловыделяющей сборки при перемещении втулки под воздействием пружины, что обеспечивает ядерную и радиационную безопасность. Использование предлагаемого устройства стопорного исключает применение разных типов переустанавливаемых в процессе перегрузки стопорных устройств, что приводит к непрерывному стопорению КГ, сокращению времени перегрузки и уменьшению металлоемкости перегрузочного оборудования.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами фиг.1-2:

фиг.1 - устройство стопорное в исходном положении (продольный разрез); фиг.2 - устройство стопорное в рабочем положении (продольный разрез).

Устройство стопорное (фиг.1) состоит из корпуса 1. В корпусе 1 выполнены сквозное отверстие 2 и радиальные цилиндрические отверстия 3 (например, три) глубиной А, равномерно расположенные по окружности и на равном расстоянии В от верхнего торца для размещения шариков 4, и соосно с ним сквозные отверстия 5 с конусной поверхностью для ограничения выступания шариков 4 за пределы наружного диаметра 6 и сквозное отверстие под штифт 7.

В корпус 1 установлена втулка 8 с наружным диаметром 9 со сквозным отверстием под стержень 10. На втулке 8 имеется кольцевая выточка 11 с фаской 12 на нижней стенке для выталкивания шариков 4 под действием пружины 13 за пределы наружного диаметра 6 корпуса 1 и ограничения перемещения втулки 8 вверх, а верхняя стенка 14 - для ограничения перемещения втулки 8 вниз при взаимодействии со штифтом 7.

В корпус 1 неподвижно установлен стержень 10 с грибком 15. На грибке 15 выполнена кольцевая выточка 16, а на верхнем торце грибка 15 выполнена заходная фаска 17 под захватное устройство 18 для установки и извлечения устройства стопорного дистанционно в затесненных условиях.

Устройство стопорное работает следующим образом.

Под воздействием захватного устройства 18 (фиг.1) втулка 8 опускается вниз до упора стенкой 14 в штифт 7, при этом пружина 13 сжимается, обеспечивая возможность сцепления захватного устройства 18 с грибком 15, причем шарик 4 находится в выточке 11. Затем устройство стопорное захватным устройством 18 (фиг.1) устанавливается в корпус 19 штоковой ТВС (другой корпус), застопоренный в плите 22 реактора, до упора в шток 20 компенсирующей группы. При этом шарики 4 находятся в габаритах диаметра 6 и кольцевой выточки 11 и напротив кольцевой проточки 21 корпуса 19 штоковой ТВС (другого корпуса). При расцеплении захватного устройства 18 (фиг.1-2) с грибком 15 под воздействием пружины 13 втулка 8 поднимается вверх до упора фаской 12 в штифт 7, шарики 4 фаской 12 выталкиваются из кольцевой выточки 11 за пределы наружного диаметра 6 в кольцевую проточку 21 корпуса 19 штоковой ТВС (другого корпуса), втулка 8 наружным диаметром 9 удерживает шарики 4 в выдвинутом положении за пределы диаметра 6 и тем самым обеспечивает надежное стопорение КГ через шток 20 ТВС.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к атомной технике, и может быть преимущественно использовано для удержания компенсирующих групп в крайнем нижнем положении через штоки тепловыделяющих сборок на судах с атомной паропроизводящей установкой. Устройство стопорное содержит размещенные в корпусе стержень, шарики, втулку, пружину. Упомянутый корпус устанавливается в корпус штоковой тепловыделяющей сборки. Подпружиненная втулка имеет сквозное отверстие под стержень и кольцевую выточку для шариков и штифта, установленного в сквозном отверстии корпуса. Стержень установлен неподвижно во втулке и имеет грибок под захватное устройство. Втулка выполнена с возможностью под воздействием захватного устройства опускаться до упора верхней стенкой выточки в штифт, обеспечивая возможность взаимодействия захватного устройства с грибком, и после расцепления захватного устройства с грибком - выталкиваться вверх под воздействием пружины до упора нижней стенкой выточки в штифт, выталкивая при этом шарики в кольцевую проточку корпуса штоковой тепловыделяющей сборки и обеспечивая самостопорение. В результате достигается непрерывное стопорение компенсирующих групп, обеспечивается ядерная и радиационная безопасность, сокращается время перегрузки, уменьшается металлоемкость перегрузочного оборудования. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство стопорное, содержащее размещенные в корпусе стержень, шарики, втулку, пружину, отличающееся тем, что упомянутый корпус устанавливается в корпус штоковой тепловыделяющей сборки, подпружиненная втулка имеет сквозное отверстие под стержень и кольцевую выточку для шариков и штифта, установленного в сквозном отверстии корпуса, стержень установлен неподвижно во втулке и имеет грибок под захватное устройство, причем втулка выполнена с возможностью под воздействием захватного устройства опускаться до упора верхней стенкой выточки в штифт, обеспечивая возможность взаимодействия захватного устройства с грибком, и после расцепления захватного устройства с грибком - выталкиваться вверх под воздействием пружины до упора нижней стенкой выточки в штифт, выталкивая при этом шарики в кольцевую проточку корпуса штоковой тепловыделяющей сборки и обеспечивая самостопорение.2. Устройство стопорное по п.1, отличающееся тем, что на втулке кольцевая выточка выполнена с фаской.3. Устройство стопорное по п.1, отличающееся тем, что штифт в кольцевой выточке втулки установлен неподвижно.4. Устройство стопорное по п.1, отличающееся тем, что на грибке стержня выполнена кольцевая выточка на некотором расстоянии от верхнего его торца.5. Устройство стопорное по п.1, отличающееся тем, что на верхнем торце грибка стержня выполнена заходная фаска.