ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР Российский патент 2015 года по МПК F16K3/02 G21C19/10 

Изобретение относится к атомной технике, в частности к шиберным затворам, и предназначено для перекрытия и герметизации каналов перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ), в частности может быть применен для извлечения отработанных тепловыделяющих сборок (ОТВС).

Известно, что при извлечении отработанных тепловыделяющих сборок из ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем необходимо собирать остатки ЖМТ, остающиеся на ОТВС и стекающие вниз.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является шиберный затвор (патент RU №2281428, МПК P16К 3/18, опубл. 2005 г.), содержащий корпус, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде диска с уплотнением и связанный с приводной кареткой. Уплотнитель установлен на подвижном диске. Герметизация обеспечивается за счет перемещения каретки и шарнирно закрепленных коромысла и поводка, на торцах которых смонтированы ролики, взаимодействующие с пазами корпуса шибера

Недостатками указанного шиберного затвора являются следующие:

- запорный орган не может обеспечить накопление ЖМТ, остатки которого стекают с ОТВС;

- наличие уплотняющего кольца на подвижном диске приводит к неизбежному попаданию на него ЖМТ, нарушая тем самым герметизацию узла;

- подвижный диск, связанный с подвижной кареткой коромыслом и поводком, лишен подвижности в трех плоскостях, что ухудшает герметизацию при больших размерах узла.

Технической задачей изобретения является разработка конструкции шиберного затвора, осуществляющего сбор остатков ЖМТ, надежную герметизацию, расширение технологических возможностей и биологическую защиту.

Указанная задача решается тем, что шиберный затвор включает массивный корпус, массивный подвижный шибер, установленный внутри корпуса с возможностью перемещения по направляющим посредством четырех попарно установленных роликов, раму подвижную, установленную на штырях с возможностью перемещения в вертикальном направлении и взаимодействующую с фигурными пазами массивного подвижного шибера посредством роликов, уставленных на раме подвижной, согласно изобретению

рама подвижная закреплена в пазах массивного подвижного шибера на направляющих штырях с растягивающейся пружиной с возможностью горизонтального и вертикального перемещения относительно шибера,

на раме подвижной установлена опора, с размещенной на ней подвижной чашей для сбора остатков ЖМТ,

между рамой подвижной и чашей установлены пружины, обеспечивающие подвижность чаши в трех плоскостях и обеспечивающие создание усилия поджатия чаши к уплотнительному кольцу, установленному во фланце шиберного затвора,

корпус шиберного затвора выполнен со съемной герметизирующей крышкой.

Целесообразно фланец с уплотнительным кольцом выполнить съемным.

При использовании предлагаемого изобретения возможны, в частности, следующие технические результаты:

- обеспечение сбора остатков ЖМТ;

- расширение технологических возможностей;

- предотвращение попадания остатков ЖМТ в уплотняющей узел;

- удаление застывшего ЖМТ.

Технический результат достигается тем, что чаша, соединенная с рамой подвижной, установлена с возможностью перемещения относительно массивного подвижного шибера в трех плоскостях и выполнена с чашей и полостью в ней для сбора остатков ЖМТ, при этом чаша, двигаясь вверх до соприкосновения с уплотнительным кольцом фланца, обеспечивает предотвращение попадания стекающих с выгружаемых ОТВС остатков ЖМТ в уплотняющий узел.

Удаление застывшего остатка ЖМТ в чаше обеспечивается съемной герметизирующей крышкой, входящей в состав шиберного затвора, после выполнения операции выгрузки ОТВС.

Расширение технологических возможностей достигается тем, что конструкция шиберного затвора обеспечивает осуществление технологических операций по уплотнению и герметизации узла, сбору и удалению остатков ЖМТ, биологической защите шиберного затвора.

Заявляемое изобретение, в частном случае реализации, поясняется следующими чертежами, представленными на фиг.1-9:

фиг.1 - разрез Б-Б (фиг.1);

фиг.2 - общий вид шиберного затвора;

фиг.3 - разрез А-А (фиг.1);

фиг.4 - элемент Д (фиг.3);

фиг.5 - элемент Е (фиг.1);

фиг.6 - вид Ж (фиг.1);

фиг.7 - элемент М (фиг.6);

фиг.8 - разрез Л-Л (фиг.6);

фиг.9 - элемент К (фиг.6).

Шиберный затвор состоит из массивных корпуса 1 (фиг.1), стенок 2, 3 (фиг.3), фланца 4 (фиг.1) и съемной герметизирующей крышки 5 (фиг.1), которая предназначена для удаления застывшего остатка ЖМТ после выполнения операции выгрузки ОТВС. На стенке 2 (фиг.2, 3) смонтирован привод перемещения 6 (фиг.2), который с помощью зубчатого колеса 7 (фиг.3, 6), соединен с рейкой 8 (фиг.3, 6) массивного подвижного шибера 9 (фиг.1, 3), имеющий возможность перемещения вдоль массивного корпуса 1 (фиг.1) за счет четырех попарно установленных роликов 10 (фиг.3, 8), взаимодействующих с направляющими 11 (фиг.8), установленными на стенках 2, 3.

На боковых сторонах массивного подвижного шибера 9 закреплены планки 12 (фиг.3, 8), а на его верхней поверхности лежит рама подвижная 13 (фиг.3, 8), при этом планки 12 снабжены фигурными пазами М (фиг.7), которые взаимодействуют с роликами 14 (фиг.8), закрепленными на раме подвижной 13. Кроме того, рама подвижная 13 снабжена роликами 15 (фиг.6), имеющими возможность взаимодействовать с упорами 16 (фиг.6, 9) массивного корпуса 1 (фиг.1), а также направляющими штырями 17 (фиг.1, 5), которые связаны с массивным подвижным шибером 9 при помощи пружин 18 (фиг.5), при этом в массивном подвижном шибере 9 выполнены пазы П (фиг.5), которые обеспечивают горизонтальное перемещение в них направляющих штырей 17. Направляющие штыри 17 и ролики 15, пазы М обеспечивают горизонтальное перемещение рамы подвижной 13 относительно массивного подвижного шибера 9.

Рама подвижная 13 соединена с чашей 19 (фиг.1, 3, 5), которая имеет полость для сбора остатков ЖМТ, опорой 20 (фиг.4) и, например, тремя пружинами 21 (фиг.4) и шайбой 22 (фиг.4). Установленная таким образом чаша 19 имеет подвижность в трех плоскостях.

На фланце 4 (фиг.1, 5) установлено уплотнительное кольцо 23 (фиг.5). Массивный подвижный шибер 9 имеет возможность взаимодействовать с упорами 24, 25 (фиг.1) массивного корпуса 1.

Совокупное усилие пружин 21 превышает вес рамы подвижной 13 и чаши 19, шайбы 22 и пружин 21. Массивные корпус 1, стенки 2, 3, подвижный шибер 9 (фиг.1, 3) являются элементами биологической защиты шиберного затвора.

Шиберный затвор работает следующим образом

Привод перемещения 6, вращая зубчатое колесо 7, через рейку 8 передает движение на массивный подвижный шибер 9, который, перемещаясь по направляющим 11 посредством четырех попарно установленных роликов 10, передает при этом движение раме подвижной 13 посредством направляющих штырей 17 и пружин 18.

Рама подвижная 13 перемещается до соприкосновения роликов 15 с упорами 16 массивного корпуса 1, при этом массивный подвижный шибер 9 продолжает движение до регулируемого упора 25, а рама подвижная 13 начинает перемещаться вверх по направляющим штырям 17, растягивая при этом пружины 18 за счет взаимодействия фигурных пазов М планки 12 массивного подвижного шибера 9 и роликов 14.

Чаша 19 также движется вверх до соприкосновения с уплотнительным кольцом 23 фланца 4 и выравнивается по уплотнительному кольцу 23 посредством пружин 21, опоры 20 и шайбы 22. При дальнейшем движение рамы подвижной 13 и чаши 19 вверх происходит сжатие уплотнительного кольца 23 и герметизация узла.

Привод перемещения 6 останавливается за счет подачи сигнала на отключение при превышении предельного момента, который выставляется приводом перемещения и вмонтирован в него. Шиберный затвор закрыт и уплотнен.

Для открытия шиберного затвора привод перемещения 6 работает в обратном направлении. При этом массивный подвижный шибер 9 отжимает раму подвижную 13, а пружины 18 отрывают чашу 19 от уплотнительного кольца 23. В дальнейшем рама подвижная (плита) 13 подходит до регулируемого упора 24; шиберный затвор открыт.

После застывания остатка ЖМТ в чаше 19 с помощью съемной герметизирующей крышки 5 возможно его удаление из шиберного затвора.

Изобретение относится к атомной технике и предназначено для перекрытия и герметизации каналов перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ), в частности может быть применено для извлечения отработанных тепловыделяющих сборок (ОТВС). В шиберном затворе рама подвижная закреплена в пазах массивного подвижного шибера на направляющих штырях с растягивающейся пружиной с возможностью горизонтального и вертикального перемещения относительно шибера, на раме подвижной установлена опора с размещенной на ней подвижной чашей для сбора остатков ЖМТ, между рамой подвижной и чашей установлены пружины, обеспечивающие подвижность чаши в трех плоскостях и обеспечивающие создание усилия поджатия чаши к уплотнительному кольцу, установленному во фланце шиберного затвора, корпус шиберного затвора выполнен со съемной герметизирующей крышкой. Кроме того, фланец с уплотнительным кольцом выполнен съемным. Изобретение обеспечивает сбор остатков ЖМТ, надежную герметизацию, расширение технологических возможностей и биологическую защиту. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Шиберный затвор, включающий массивный корпус, массивный подвижный шибер, установленный внутри корпуса с возможностью перемещения по направляющим посредством четырех попарно установленных роликов, раму подвижную, установленную на штырях с возможностью перемещения в вертикальном направлении и взаимодействующую с фигурными пазами массивного подвижного шибера посредством роликов, уставленных на раме подвижной, отличающийся тем, что рама подвижная закреплена в пазах массивного подвижного шибера на направляющих штырях с растягивающейся пружиной с возможностью горизонтального и вертикального перемещения относительно шибера, на раме подвижной установлена опора с размещенной на ней подвижной чашей для сбора остатков жидкометаллического теплоносителя, между рамой подвижной и чашей установлены пружины, обеспечивающие подвижность чаши в трех плоскостях и обеспечивающие создание усилия поджатия чаши к уплотнительному кольцу, установленному во фланце шиберного затвора, корпус шиберного затвора выполнен со съемной герметизирующей крышкой.

2. Шиберный затвор по п.1, отличающийся тем, что фланец с уплотнительным кольцом выполнен съемным.