УСТРОЙСТВО ПЕРЕГРУЗКИ Российский патент 2016 года по МПК G21C19/00 

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано, преимущественно, для перегрузки выемной части насосных агрегатов (далее - ГЦН) в ядерных реакторах с тяжело-жидкометаллическим теплоносителем.

В процессе эксплуатации реакторов с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем периодически необходимо осуществлять, учитывая условия ядерной и радиационной безопасности, технологические операции по перегрузке выемной части ГЦН, которые включают в себя извлечение ее из корпуса моноблока реакторного (МБР) в перегрузочный контейнер, а затем установку на место из перегрузочного контейнера, а также монтажа и демонтажа плиты - заглушки.

Особенность указанного процесса перегрузки представляется в том, что после длительной эксплуатации при высокой температуре уплотнения ГЦН могут «прикипеть» к корпусу МБР, что влечет за собой преодоление значительных нагрузок при извлечении агрегата. При установке выемная часть ГЦН должна быть строго ориентирована по присоединительным отверстиям, а, погружаясь в тяжело-жидкометаллический теплоноситель, необходимо преодолевать значительную выталкивающую силу, за счет высокой плотности теплоносителя, превышающей плотность материала (стали), из которого изготовлен агрегат. Кроме того, механизмы устройства должны сохранять работоспособность при воздействии высоких температур тяжелого жидкометаллического теплоносителя.

Учитывая, что реакторные установки малой мощности на быстрых нейтронах с жидкометаллическим свинцово-висмутовым теплоносителем с использованием модульного принципа построения энергоблока, в частности такими как свинцово-висмутовый реактор на быстрых нейтронах типа СВБР, являются пилотными в части осуществления в атомной отрасли масштабных высокотехнологичных проектов, то аналоги устройства перегрузки по тому же назначению, по технической сущности и по достигаемому результату при его использовании авторами и заявителем не выявлены.

Задачей, решаемой изобретением, является разработка конструкции устройства для выполнения технологических операций по перегрузке выемной части ГЦН в ядерных реакторах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем, обеспечивающей преодоление значительной нагрузки при извлечении и погружении в ориентированном состоянии с отслеживанием состояния устройства и работоспособности механизмов устройства при воздействии высоких температур теплоносителя.

Поставленная задача решается тем, что устройство перегрузки содержит контейнер с захватом, установленный на коробку переходную, и переходник, предназначенный для состыковки выемной части ГЦН с захватом контейнера. При этом для обеспечения ориентации захвата в конструкции корпуса контейнера установлены направляющие, с которыми взаимодействуют попарно установленные ролики крестовины захвата. Кроме того, на нижнем торце захвата выполнено отверстие для сохранения ориентации выемной части ГЦН при перемещении. Причем на корпусе коробки переходной смонтирован штифт ориентирующий, обеспечивающий ее угловую ориентацию относительно корпуса МБР, а для операций извлечения и погружения захват смонтирован на двух движущихся в одном направлении замкнутых ветвях цепей, которые натянуты между натяжной и приводной звездочками, установленными в корпусе контейнера.

При использовании предлагаемого изобретения могут быть получены, в частности, следующие технические результаты, которые выражаются:

- в преодолении значительной нагрузки при извлечении и погружении выемной части ГЦН;

- в установке выемной части ГЦН ориентировано относительно корпуса МБР.

Технический результат достигается тем, что:

- захват смонтирован на двух замкнутых движущихся в одном направлении ветвях цепей;

- за счет установки ориентированных направляющих в корпусе контейнера, взаимодействующих с роликами крестовины захвата, ориентирующего отверстия захвата, а также штифта ориентирующего коробки переходной.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами фиг. 1-4:

фиг. 1 - установка оборудования для перегрузки из МБР;

фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (конструкция устройства перегрузки);

фиг. 3 - общий вид контейнера и вид сверху;

фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3 (конструкция контейнера);

фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3.

На фиг. 1 изображено устройство перегрузки 1 для выгрузки/установки из реактора выемной части 2 ГЦН и плиты - заглушки 3 (фиг. 2). Устройство перегрузки 1 (фиг. 2) содержит: контейнер 4, коробку переходную 5 и переходник 6.

Контейнер 4 (фиг. 3 и 4) состоит из следующих основных частей: корпуса 7, захвата 8, привода 9 управления захватом, привода 10 перемещения захвата, механизма 11 перемещения захвата и шибера 12. Корпус 7 контейнера 4 является несущей конструкцией и предназначен для размещения механизмов и устройств контейнера 4.

Корпус 7 представляет собой сварную конструкцию, на торцах которой смонтированы фланцы, верхний 13 и нижний 14, а на боковой поверхности выполнены два прямоугольных паза для размещения механизма 11 перемещения захвата и два отверстия для установки привода 9 управления захватом. На верхнем фланце 13 корпуса 7 смонтирован привод 10 механизма перемещения захвата, а нижний фланец 14 корпуса 7 герметично состыкован с защитно-герметизирующим шибером 12. Необходимая герметичность соединения достигается установкой уплотняющего элемента 15.

Захват 8 представляет собой управляемый механизм, корпус 16 которого удерживается крестовиной 17, которая закреплена за цепи 18 (фиг. 4 и 5) механизма 11 перемещения захвата. Для обеспечения ориентации захвата 8 в конструкции корпуса 7 установлены направляющие 19, с которыми взаимодействуют попарно установленные ролики 20 крестовины 17 захвата 8. На нижнем торце захвата 8 выполнено отверстие 21 для сохранения ориентации выемной части 2 ГЦН при перемещении.

Механизм 11 перемещения захвата выполнен в виде двух замкнутых ветвей двухрядной цепи 18, которые натянуты между приводной 23 и натяжными 24 звездочками (фиг. 5). Приводная звездочка 23 соединена с приводом 10 перемещения захвата. Механизм 11 перемещения захвата герметично закрыт крышками 25, которые крепятся к корпусу 7 контейнера 4.

Шибер 12 установлен в нижней части контейнера 4. На нижней и верхней поверхностях корпуса шибера 12 имеются элементы (не показаны) для угловой ориентации контейнера 4 при установке его на коробку переходную 5 и уплотняющий элемент 26, предназначенный для обеспечения герметичности стыка 27.

Контейнер 4 снабжен патрубками подвода и отвода газовых сред.

Коробка переходная 5 предназначена для состыковки и герметизации контейнера 4 с корпусом 28 МБР с использованием кольца опорного 29, а также обеспечивает радиационную защиту обслуживающего персонала.

Коробка переходная 5 состоит из следующих основных частей: корпуса 30, шибера 31, фланца 32 и двух штифтов 33 ориентирующих (не показаны). Корпус 30 коробки переходной 5 представляет собой цельнометаллическую конструкцию с внутренним отверстием, на одной стороне которой герметично закреплен шибер 31, а на другой стороне смонтирован штифт 33 ориентирующий, обеспечивающий угловую ориентацию коробки переходной 5 относительно корпуса 28 МБР. Шибер 31 защитно-герметизирующий аналогичен шиберу 12 контейнера 4 и снабжен патрубками подвода и отвода газовых сред.

Переходник 6 предназначен для состыковки выемной части 2 ГЦН с захватом 8 контейнера 4.

Плита - заглушка 3 предназначена для герметизации стыка корпуса 28 МБР после извлечения выемной части 2 ГЦН с помощью захвата 8 контейнера 4 и обеспечивает радиационную защиту обслуживающего персонала.

Устройство перегрузки работает следующим образом.

Контейнер 4 устанавливают на коробку переходную 5, используя ориентирующие элементы шибера 31 коробки переходной 5 и шибера 12 контейнера 4. Фланец корпуса 7 контейнера 4 прикрепляют к фланцу корпуса 30 коробки переходной 5. Открывают шибер 12 контейнера 4. Заменяют воздушную среду внутренней полости контейнера 4 на инертный газ. Открывают шибер 31 коробки переходной 5. После чего опускают раскрытый захват 8 контейнера 4 в крайнее нижнее положение до сцепления его с переходником 6. Приводом 9 управления захвата смыкают рычаги захвата 8. Далее приводом 10 перемещения захвата производят «подрыв» и перемещение выемной части 2 ГЦН в контейнер 4. После определенной паузы, необходимой для стекания остатков теплоносителя, закрывают шибер 31 коробки переходной 5 и шибер 12 контейнера 4. Затем контейнер 4 отсоединяют от коробки переходной 5, и контейнер 4 с выемной частью 2 ГЦН транспортируют в шахту для осмотра и ремонта.

В обратном порядке производят установку выемной части 2 ГЦН.

Установка и извлечение плиты-заглушки 3 производится так же, как и выемной части 2 ГЦН.

Предложенное устройство обеспечивает требуемую безопасность работ, радиационную защиту персонала, а также защиту персонала от температурных воздействий. При этом устройство перегрузки позволяет выполнить технологические операции по перегрузке выемной части ГЦН в реакторе с преодолением значительной нагрузки при извлечении и погружении, а также в ориентированном состоянии с отслеживанием состояния устройства и работоспособности механизмов устройства при воздействии высоких температур теплоносителя.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано, преимущественно, для перегрузки выемной части насосных агрегатов в ядерных реакторах с тяжело-жидкометаллическим теплоносителем. Устройство перегрузки содержит контейнер с захватом, установленный в коробку переходную, и переходник, предназначенный для состыковки выемной части насосного агрегата с захватом контейнера. Устройство позволяет обеспечивать преодоление значительной нагрузки при извлечении и погружении в ориентированном состоянии с отслеживанием состояния устройства и работоспособности механизмов устройства при воздействии высоких температур теплоносителя. Изобретение направлено на расширение арсенала технических средств. 5 ил.

Устройство перегрузки, характеризующееся тем, что содержит установленную на корпусе реактора коробку переходную, размещенный на ней контейнер с захватом и переходник, который состыковывает выемную часть ГЦН с захватом, при этом для обеспечения ориентации захвата в конструкции корпуса контейнера установлены направляющие, с которыми взаимодействуют попарно установленные ролики крестовины захвата, кроме того, на нижнем торце захвата выполнено отверстие для сохранения ориентации выемной части главного циркуляционного насоса при перемещении, а на корпусе коробки переходной смонтирован штифт ориентирующий, обеспечивающий ее угловую ориентацию относительно корпуса реактора, в котором смонтированы натяжные и приводные звездочки, несущие две замкнутые ветви движущихся в одном направлении цепей.