САМОБЛОКИРУЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ФИКСАЦИИ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФИКСАЦИИ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА, ИМЕЮЩЕЕ ТАКОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2021 года по МПК G21C19/00 G21C19/06 G21C23/00 

Предпосылки к созданию изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к самоблокирующемуся устройству для оборудования для фиксации ядерного топлива для фиксации и высвобождения ядерного топлива, расположенного в ядерном реакторе в заданном положении, и оборудованию для фиксации ядерного топлива, имеющего тоже самое.

2. Описание известного уровня техники

В исследовательском ядерном реакторе, имеющем активную зону с восходящим потоком, требуется оборудование для фиксации ядерного топлива, которое предотвращает выброс ядерного топлива из активной зоны потоком. Рассматривая данные, полученные для существующих исследовательских ядерных реакторах, оборудование для фиксации ядерного топлива в известном уровне техники использовало способ фиксации ядерного топлива путем ручного поворота механической защелки, расположенной под ядерным топливом.

В последние годы для решения проблем, возникших в оборудовании для фиксации ядерного топлива типа механической защелки в известном уровне техники, было предложено новое оборудование для фиксации ядерного топлива, в котором ядерное топливо фиксируется или разблокируется дистанционно с помощью постоянного магнита. Оборудование для фиксации ядерного топлива, предложенное в корейском патенте №. 10-1760724 (24 июля 2017 г.), который является патентным документом, имеет преимущество автоматической фиксации ядерного топлива и исключения возможности радиационного облучения рабочих по сравнению с методами механической защелки в известном уровне техники.

Ниже будет кратко описано оборудование 1 для фиксации ядерного топлива в известном уровне техники с использованием постоянного магнита 2а со ссылкой на фиг.1А и 1В.

Фиг.1А и 1В - виды положения, в котором ядерное топливо 1a разблокировано, и положение, в котором ядерное топливо 1a зафиксировано, соответственно, в оборудовании 1 для фиксации ядерного топлива в известном уровне техники с использованием постоянного магнита 2а.

Как показано на фиг.1А и 1В, для предотвращения разблокировки ядерного топлива 1a водой 8, проходящей через область между решетчатой пластиной 7a и бетонированным участком 7b, оборудование 1 для фиксации ядерного топлива выполнено с возможностью надежной фиксации ядерного топлива 1a на решетчатой пластине 7а.

Функция нулевого электромагнита устройства 1 для фиксации ядерного топлива осуществлена за счет конфигурации постоянного магнита 2a и электромагнита 2b, соединенных последовательно внутри корпуса 2c электромагнита, который представляет собой магнитный корпус. Конкретно, когда электрический ток подается на электромагнит 2b, электромагнит 2b компенсирует силу постоянного магнита 2a, и сумма сил электромагнита 2b и постоянного магнита 2a становится равной нулю для достижения нулевого электромагнетизма.

Затем, фиксирующий стержень 3 выталкивается только под действием силы возвратной пружины 4c для возврата разрезной трубки 6 в свое исходное положение, что и в открытом положении, изображенном на фиг.1А, для легкого отделения ядерного топлива 1a от решетчатой пластины 7a, и наоборот, когда через электромагнит 2b не проходит электрический ток, сила возвратной пружины 4c, расположенной между статором 4а и приводом 4b, преодолевается только силой постоянного магнита 2a, и при этом фиксирующий стержень 3, представляющий собой единое целое с приводом 4b, перемещается вместе, при перемещении привода 4b к статору 4а, и, как в заблокированном положении, изображенном на фиг.1В, верхний концевой участок фиксирующего стержня 3 выполнен для открытия верхнего концевого участка разрезной трубки 6 внутри контейнера 1a' с канавкой на нижнем концевом участке ядерного топлива 1a, и таким образом ядерное топливо 1a заблокировано и зафиксировано внутри решетчатой пластины 7а.

При этом, способ дистанционного контроля того, что заблокировано ли оборудование 1 для фиксации ядерного топлива для предотвращения высвобождения ядерного топлива 1a, заключается в установке датчика 5 приближения на наружной стороне нижней поверхности уплотняющей трубки 9 и установке мишени 3а, которая является измерительным элементом для определения датчика 5 приближения, на концевом участке фиксирующего стержня 3, который является единым целым с приводом 4b, и когда электрический ток не проходит через электромагнит 2b, мишень 3a, расположенная на концевом участке фиксирующего стержня 3, который выполнен как одно целое с приводом 4b, перемещаемая только под действием силы постоянного магнита 2a, может приближаться, то есть, через включенное состояние сигнала датчика 5 приближения, для проверки заблокированного положения оборудования 1 для фиксации ядерного топлива 1.

Напротив, при подаче электрического тока на электромагнит 2b он становится нулевым электронамагниченным, и как в открытом положении оборудования 1 для фиксации ядерного топлива, изображенном на фиг.1А, мишень 3а, расположенная на концевом участке фиксирующего стержня 3, перемещается вверх только под действием силы возвратной пружины 4c между статором 4а и приводом 4b для увеличения расстояния от датчика 5 приближения, и в результате датчик 5 приближения может не распознавать мишень 3а, то есть через выключенное состояние сигнала датчика 5 приближения, для проверки открытого положения оборудования 1 для фиксации ядерного топлива.

По существу, описанное выше оборудование 1 для фиксации ядерного топлива выполнено способом приведения в действие клиновидного фиксирующего стержня 3 под действием силы постоянного магнита 2a для фиксации ядерного топлива 1a и, наоборот, управляя тем, чтобы подавать ли электрический ток на электромагнит 2b для компенсации силы постоянного магнита 2a, и перемещая фиксирующий стержень 3 вверх под действием силы возвратной пружины 4c для разблокировки неподвижного положения ядерного топлива 1a, когда ядерное топливо 1a разблокировано.

Однако оборудование 1 для фиксации ядерного топлива теряет функцию удержания ядерного топлива 1a, когда постоянный магнит 2а стареет или происходит выход из строя электромагнита 2b. Кроме того, когда упругая сила возвратной пружины 4c, которая перемещает фиксирующий стержень 3, закрепляющий ядерное топливо 1a, вверх, является недостаточной вследствие старения или тому подобного, фиксирующий стержень 3 не может перемещаться вверх, таким образом, вызывая явление, при котором функция разблокировки ядерного топлива 1a не выполняется нормально.

Сущность изобретения

Аспектом настоящего изобретения является создание самоблокирующегося устройства для оборудования для фиксации ядерного топлива, обеспечивающего надежную функцию фиксации или разблокирования ядерного топлива, даже когда функция элементов для осуществления процесса фиксации или высвобождения ядерного топлива оборудования для фиксации ядерного топлива утрачена, и оборудование для фиксации ядерного топлива, имеющее то же самое.

Для достижения такой цели настоящего изобретения самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может включать в себя фиксирующий стержень, расположенный под ядерным топливом и выполненный с возможностью фиксации или высвобождения ядерного топлива при его перемещении вверх и вниз, и магнитный участок, который селективно перемещает фиксирующий стержень вверх и вниз под действием магнитной силы, причем самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации я ядерного топлива включает в себя выдвижной стержень, выполненный с возможностью выдвижения вниз от нижнего концевого участка фиксирующего стержня и содержащий канавку, выполненную углубленной на его боковой поверхности, шариковый направляющий узел, содержащий шарик, выполненную соответствующим канавке, так что шарик расположен в канавке при его перемещении вверх и вниз для фиксации выдвижного стержня для ограничения перемещения на заданной высоте или для высвобождения положения, в котором перемещение ограничено, и приводной узел, выполненный с возможностью селективного перемещения шарикового направляющего узла вверх и вниз под действием магнитной силы.

С другой стороны, для достижения цели настоящего изобретения оборудование для блокировки ядерного топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может включать в себя фиксирующий стержень, расположенный под ядерным топливом и выполненный с возможностью фиксации или высвобождения ядерного топлива при его перемещении вверх и вниз, магнитный участок, который селективно перемещает фиксирующий стержень вверх и вниз под действием магнитной силы, и самоблокирующееся устройство, соединенное с фиксирующим стержнем и выполненное с возможностью блокировки или разблокировки положения, в котором фиксирующий стержень фиксирует ядерное топливо, причем самоблокирующееся устройство включает в себя выдвижной стержень, выполненный с возможностью выдвижения вниз от нижнего концевого участка фиксирующего стержня и содержащий канавку, выполненную углубленной на его боковой поверхности, шариковый направляющий узел, содержащий шарик, выполненную соответствующим канавке, так что шарик расположен в канавке при его перемещении вверх и вниз для фиксации выдвижного стержня для ограничения перемещения на заданной высоте или для высвобождения положения, в котором перемещение ограничено, и приводной узел, выполненный с возможностью селективного перемещения шарикового направляющего узла вверх и вниз под действием магнитной силы.

Краткое описание чертежей

Фиг.1A и 1B - виды, соответственно показывающие положение, в котором ядерное топливо высвобождено, и положение, в котором ядерное топливо зафиксировано в оборудовании для фиксации ядерного топлива в известном уровне техники с использованием постоянного магнита;

фиг.2 - концептуальный вид оборудования для фиксации ядерного топлива, имеющего самоблокирующееся устройство оборудования для фиксации ядерного топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - увеличенный вид участка ‘A’, изображенного на фиг.2;

фиг.4 - вид для объяснения принципа работы самоблокирующегося устройства, изображенного на фиг.3;

фиг.5 - вид, показывающий процесс высвобождения закрепленного положения ядерного топлива с помощью блока управления положением, изображенного на фиг.3;

фиг.6 - вид, показывающий процесс высвобождения неподвижного положения ядерного топлива с помощью узла разблокировки устройства, изображенного на фиг.3.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Ниже, самоблокирующееся устройство для оборудования для закрепления ядерного топлива в соответствии с настоящим изобретением и оборудование для закрепления ядерного топлива, имеющее то же самое, будут описаны более подробно со ссылкой на чертежи.

Даже в разных вариантах осуществления в соответствии с настоящем изобретением одни и те же или подобные ссылочные позиции указаны для одних и тех же или подобных элементов, и их описание будет заменено более ранним описанием.

В случае, когда элемент "соединен" или "связан" с другим элементом, он может быть непосредственно соединен или связан с другим элементом, но между ними может существовать еще один элемент. Напротив, в случае, когда элемент "непосредственно соединен" или "непосредственно связан" с другим элементом, следует понимать, что между ними не существует никакого другого элемента.

Выражение единственного числа, используемое здесь, может включать в себя выражение множественного числа, если только оно не представляет собой определенно отличное от контекста значение.

Фиг.2 - концептуальный вид оборудования 10 для фиксации ядерного топлива, имеющего самоблокирующееся устройство 100 оборудования для фиксации ядерного топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и фиг.3 -увеличенный вид участка ‘A’, изображенного на фиг.2.

Как показано на фиг.2 и 3, оборудование 10 для фиксации ядерного топлива включает в себя фиксирующий стержень 13, магнитный участок 12 и самоблокирующееся устройство 100. Например, в случае способа активной зоны с восходящим потоком между активными зонами ядерных реакторов может быть расположено устройство, обеспечивающее надежную фиксацию ядерного топлива 10а на решетчатой пластине 17а, для предотвращения высвобождения ядерного топлива 10а водой 18, образующей поток от нижней стороны к верхней стороне через область, расположенную между решетчатой пластиной 17a и бетонированным участком 17b.

При расположении под ядерным топливом 10а для перемещения вверх и вниз в продольном направлении фиксирующий стержень 13 выполнен с возможностью фиксации или высвобождения перемещения ядерного топлива 10а на решетчатую пластину 17a или с нее в зависимости от ситуации.

Магнитный участок 12 выполнен с возможностью селективного перемещения фиксирующего стержня 13 вверх и вниз под действием магнитной силы. Конкретно, магнитный участок 12 может включать в себя постоянный магнит 12а, электромагнит 12b и корпус 12c электромагнита. При подаче электрического тока на электромагнит 12b, сумма сил электромагнита 12b и постоянного магнита 12a становится равной нулю для достижения нулевого электромагнетизма. Затем, при устранении силы постоянного магнита 12а, перемещающего привод 14b, составляющий одно целое с фиксирующим стержнем 13, разрезная трубка 16 восстанавливается для высвобождения неподвижного положения ядерного топлива 10a, в то время как фиксирующий стержень 13 перемещается вверх под действием силы пружины 14c, таким образом, отделяя ядерное топливо 10а от решетчатой пластины 17а.

Напротив, когда электрический ток не проходит через электромагнит 12b, сила пружины 14c, расположенной между статором 14a и приводом 14b, преодолевается только силой постоянного магнита 12a, и фиксирующий стержень 13, составляющий одно целое с приводом 14b, также совместно перемещается вниз при перемещении привода 14b к статору 14a, и верхний концевой участок фиксирующего стержня 13 заставляет открывать верхний концевой участок разрезной трубки 16 для фиксации перемещения, подлежащего ограничению в крепежной канавке 10a' ядерного топлива 10а. Корпус 12c электромагнита служит для ограничения направления магнитной силы постоянного магнита 12а во внутреннюю часть корпуса 12c электромагнита, таким образом, обеспечивая воздействие магнитной силы только на привод 14b.

С другой стороны, оборудование 10 для фиксации ядерного топлива может содержать мишень 13а и датчик 15 приближения для дистанционно контроля того, что заблокировано ли ядерное топливо 10а. В качестве измерительного элемента для определения датчика 15 приближения мишени 13а он может быть выполнен на концевом участке фиксирующего стержня 13. Кроме того, датчик 15 приближения может быть расположен на наружной стороне трубного блока 19. Соответственно, когда ток не проходит через электромагнит 12b, привод 14b перемещается вниз только под действием силы постоянного магнита 12a, и мишень, образованная на концевом участке фиксирующего стержня 13, который представляет собой единое целое с приводом 14b, может приближаться к датчику 15 приближения, то есть через включенное состояние сигнала датчика 15 приближения, для проверки заблокированного положения оборудования 1 для фиксации ядерного топлива.

Напротив, при подаче тока на электромагнит 12b, магнитный участок 12 становится нулевым электронамагниченным, и мишень 13a, расположенная на концевом участке фиксирующего стержня 13, перемещается вверх только под действием силы пружины 14c, и соответственно, расстояние между мишенью 13a и датчиком 15 приближения увеличивается и перемещается в положение, в котором датчик 15 приближения не может распознавать мишень 13a. Другими словами, пользователь может проверять, что сигнал датчика 15 приближения выключен для подтверждения того, что ядерное топливо 10а оборудования 10 для фиксации ядерного топлива разблокировано.

При этом, оборудование 10 для фиксации ядерного топлива включает в себя самоблокирующееся устройство 100, соединенное с фиксирующим стержнем 13 и выполненное с возможностью блокировки положения, в котором фиксирующий стержень 13 фиксирует ядерное топливо 10а.

Самоблокирующееся устройство 100 включает в себя выдвижной стержень 110, шариковый направляющий узел 120 и приводной узел 130.

Выдвижной стержень 110 содержит канавку 110а, выполненную с возможностью прохождения вниз от нижнего концевого участка фиксирующего стержня 13 и выполненную с возможностью углубления на его боковой поверхности. Другими словами, выдвижной стержень 110 выполнен как одно целое с фиксирующим стержнем 13 и выполнен с возможностью перемещения вверх и вниз вместе с фиксирующим стержнем 13.

Шариковый направляющий узел 120 включает в себя шарик 120а, выполненную соответствующим формы канавки 110а. Кроме того, при его перемещении вверх и вниз по продольному направлению выдвижного стержня 110, шарик 120а расположен в канавке 110а выдвижного стержня 110 для фиксации перемещения выдвижного стержня 110, подлежащего ограничению на заданной высоте, или разблокировки перемещения выдвижного стержня 110, подлежащего разблокировки из ограниченного положения. Шарик 120а может быть выполнен во множественном числе, как показано на фиг.2 и 3. Шарик 120а может быть выполнен, например, в сферической форме.

Приводной узел 130 выполнен с возможностью селективного перемещения шарикового направляющего узла 120 вверх и вниз под действием магнитной силы. Например, приводной узел 130 может включать в себя электромагнит 131 и привод 132.

Электромагнит 131 может быть расположен на наружной стороне трубного блока 19 и намагничиваться при подаче на него тока для селективного перемещения электромагнита 131, который будет описан ниже.

Привод 132 выполнен из материала, действующего как сила притяжения, когда электромагнит 131 намагничен, и образован как одно целое с шариковым направляющим узлом 120, и выполнен с возможностью перемещения шарикового направляющего узла 120 вверх и вниз в зависимости от того, что подан ли ток на электромагнит 131. С другой стороны, привод 132 расположен без перекрытия с траекторией перемещения шарика 120а без создания помех для шарика 120а во время перемещения.

С другой стороны, фиксирующий стержень 13 и выдвижной стержень 110 могут быть расположены на внутренней стороне трубного блока 19, выполненного с возможностью размещения фиксирующего стержня 13, выдвижного стержня 110 и шарикового направляющего узла 120. Сливная труба 19а, образующая канал потока для слива воды 18, когда вода 18, проходящая между решетчатой пластиной 17a и бетонированным участком 17b, проходит в ней, клапан 19b, образованный на канале потока сливной трубы 19а для обеспечения или блокирования выпуска воды 18, и фланец 19c, образованный на концевом участке сливной трубы 19а, для блокировки канала потока сливной трубы 19а, могут быть расположены на нижней стороне трубного блока 19. Уплотнительный элемент 19c' для обеспечения водонепроницаемости фланца 19c может быть расположен на участке, где фланец 19c и сливная труба 19а соединены друг с другом.

Кроме того, самоблокирующееся устройство 100 может дополнительно включать корпус 140 шарика.

Корпус 140 шарика может быть расположен на внутренней стороне трубного блока 19 и образован для расположения шарика 120а на заданной высоте на трубном блоке 19. Корпус 140 шарика может быть образован для обеспечения перемещения шарика 120а в горизонтальном направлении на заданную высоту корпуса 140 шарика.

Кроме того, шариковый направляющий узел 120 расположен на наружной стороне шарика 120а для окружения шарика 120а и выполнен с возможностью обеспечения области 120b для размещения, обеспечивающей перемещение в горизонтальном направлении при отделении шарика 120а от канавки 110а, образованной на выдвижном стержне 110.

При этом, шариковый направляющий узел 120 может включать в себя выступающий участок 121.

Выступающий участок 121 образован для выступа к выдвижному стержню 110 и выполнен с возможностью перемещения шарика 120а в канавку 110а выдвижного стержня 110 при перемещении шарикового направляющего узла 120 вверх. Кроме того, выступающий участок 121 может содержать направляющую поверхность 121а, образованную наклонной вверх к внутренней стороне шарикового направляющего узла 120, для направления шарика 120а в канавку 110а выдвижного стержня 110 при перемещении шарикового направляющего узла 120 вверх для обеспечения блокировки оборудованием 10 для фиксации ядерного топлива положения, в котором ядерное топливо 10а зафиксировано. Соответственно, когда шариковый направляющий узел 120 перемещается вверх, шарик 120а, расположенный в области 120b для размещения, может быть более эффективно перемещен и размещен в канавке 110а.

С другой стороны, корпус 140 шарика расположен в неподвижном положении на внутренней стороне трубного блока 19, и при этом, шариковый направляющий узел 120 может быть выполнен с возможностью перемещения вверх и вниз по продольному направлению корпуса 140 шарика в неподвижном положении на внутренней стороне трубного блока 19. Другими словами, шариковый направляющий узел 120 может быть выполнен с возможностью относительного перемещения относительно корпуса 140 шарика в вертикальном направлении.

При этом, самоблокирующееся устройство 100 может дополнительно включать в себя прижимной элемент (не показан), образованный на канавке 110а выдвижного стержня 110.

Прижимной элемент может быть выполнен на канавке 110а для приложения упругой силы на наружной стороне канавки 110а к шарику 120а таким образом, что шарик 120а выходит из канавки 110а выдвижного стержня 110 для перемещения в область 120b для размещения шарикового направляющего узла 120 при перемещении шарикового направляющего узла 120 вверх. Например, прижимной элемент может быть выполнен с пружинной конструкцией. Соответственно, когда шариковый направляющий узел 120 перемещается вниз, процесс перемещения шарика 120а, расположенного в канавке 110а, в область 120b для размещения шарикового направляющего узла 120 может быть выполнен более эффективно.

При этом, самоблокирующееся устройство 100 оборудования для фиксации ядерного топлива может дополнительно включать в себя датчик 170.

Датчик 170 выполнен с возможностью определения изменения положения, возникающего при перемещении шарикового направляющего узла 120 вверх и вниз. Конкретно, мишень 123, выполненная с измерительным элементом для определения датчика 170, может быть образована под шариковым направляющим узлом 120. Как показано на фиг.2 и 3, мишень 123 может быть выполнена как одно целое с шариковым направляющим узлом 120 для совместного перемещения вверх и вниз с шариковым направляющим узлом 120.

При этом, самоблокирующееся устройство 100 может дополнительно включать в себя блок 150 регулировки положения.

Блок 150 регулировки положения может быть выполнен с возможностью перемещения положения электромагнита 131 вверх и вниз на наружной стороне трубного блока 19. Электромагнит 131 может быть расположен в положении размещения в кожухе 131а, образованном для окружения электромагнита 131, как показано на фиг.2 и 3. На чертежах настоящего изобретения верхняя сторона кожуха 131а показана в открытом положении, но может быть выполнена в закрытом виде вместо открытого положения. Блок 150 регулировки положения может быть выполнен, например, в виде болта. Соответственно, блок 150 регулировки положения может быть выполнен с возможностью перемещения электромагнита 131 вверх на заданное расстояние через нижний участок кожуха 131а.

При этом, самоблокирующееся устройство 100 может дополнительно включать в себя узел 160 разблокировки устройства.

Узел 160 разблокировки устройства соединен с возможностью отсоединения с участком шарикового направляющего узла 120 и может быть выполнен с возможностью перемещения шарикового направляющего узла 120 вверх на заданную высоту по мере необходимости. Узел 160 разблокировки устройства может включать в себя, например, шток 161, проходящий в одном направлении. Спиральная конструкция для закрепления резьбы может быть образована на верхнем концевом участке штока 161. Шток 161 может быть вставлен в трубный блок 19 через отверстие, образованное в сливной трубе 19а трубного блока 19, и закреплен и зафиксирован на нижнем участке шарикового направляющего узла 120. Крепежная канавка 123a, образованная для соответствия верхнему концевому участку штока 161, может быть образована на нижнем участке шарикового направляющего узла 120, подлежащего закреплению на верхнем концевом участке штока 161.

Узел 160 разблокировки устройства может дополнительно включать в себя криволинейный фланец 162 для закрытия открытого концевого участка сливной трубы 19а и уплотнительный элемент 162а, расположенный между штоком 161 и криволинейным фланцем 162, для обеспечения водонепроницаемости криволинейного фланца 162.

Ниже будет описан принцип работы самоблокирующегося устройства 100 оборудования для фиксации ядерного топлива в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.4.

Фиг.4 - вид для объяснения принципа работы самоблокирующегося устройства 100, изображенного на фиг.3.

На фиг.4(а) изображено положение, в котором ядерное топливо 10а разблокировано, как положение, в котором фиксирующий стержень 13 перемещается вверх. Для последовательности разблокировки ядерного топлива 10а сначала, при подаче тока для включения питания, шариковый направляющий узел 120 и привод 132 перемещаются вверх под действием силы электромагнита 131, и в результате пользователю сообщается, что самоблокирующееся устройство 100 разблокировано, в то время как датчик 170 выключен.

Затем, при подаче тока на электромагнит 12b устройства 10 для фиксации ядерного топлива для включения питания, фиксирующий стержень 13 перемещается вверх за счет силы пружины 14c посредством компенсации силы постоянного магнита 12а, и в результате пользователю сообщается, что неподвижное положение ядерного топлива 10а разблокировано, в то время как датчик 15 приближения выключен.

Затем, на фиг.4(b) показан процесс фиксации ядерного топлива 10а. Как показано на фиг.4(b), когда питание электромагнита 12В выключено, сила постоянного магнита 12а действует сильнее силы пружины 14c для перемещения фиксирующего стержня 13 вниз и фиксации ядерного топлива 10а. При этом, датчик 15 приближения определяет мишень 13а для информирования пользователя о том, что ядерное топливо 10а зафиксировано.

Затем, на фиг.4(c) показан процесс, в котором самоблокирующееся устройство 100 надежно блокирует неподвижное положение ядерного топлива 10а в устройстве 10 для фиксации ядерного топлива. Как показано на фиг.4(c), при выключении питания электромагнита 131 для отключения подачи тока шариковый направляющий узел 120 и привод 132 перемещаются вниз под действием собственного веса и при этом, расположены в канавке 110а выдвижного стержня 110 при направлении перемещения шарика 120а, таким образом, надежно и механически блокируя перемещение фиксирующего стержня 13, соединенного с выдвижным стержнем 110.

Далее, со ссылкой на фиг.5, будет описан принцип действия высвобождения неподвижного положения ядерного топлива 10a с помощью блока 150 регулировки положения, изображенного на фиг.3, при утрате функции пружины 14c оборудования 100 для фиксации ядерного топлива.

Фиг.5 - вид, показывающий процесс высвобождения неподвижного положения ядерного топлива 10a с помощью блока 150 регулировки положения, изображенного на фиг.3.

Во-первых, как показано на фиг.5(a), при включении питания электромагнита 131 самоблокирующегося устройства 100 для подачи на него тока, как положение, в котором датчик 170 выключен, находясь на расстоянии от блока 123 мишени, это обозначает положение, в котором самоблокирующееся устройство 100 разблокировано. Кроме того, это обозначает положение, в котором возвращающая сила пружины 14c недостаточна для того, чтобы не перемещать фиксирующий стержень 13 вверх, хотя электромагнит 12b оборудования 10 для закрепления ядерного топлива включен для подачи на него тока. Другими словами, оборудование 10 для фиксации ядерного топлива 10, изображенное на фиг.5А, находится в положении, в котором датчик 15 приближения включен, и неподвижное положение ядерного топлива 10а не высвобождено.

Далее, на фиг.5(b) показан процесс выталкивания положения электромагнита 131 вверх с помощью блока 150 регулировки положения на кожухе 131а 132 для перемещения шарикового направляющего узла 120 и привода 132 вверх. Соответственно, даже когда возвращающая сила пружины 14c недостаточна, и ее функция утрачена, положение фиксирующего стержня 13 перемещено вверх с помощью блока 150 регулировки положения самоблокирующегося устройства 100, таким образом, надежно расцепляя неподвижное положение ядерного топлива 10а для обеспечения перемещения ядерного топлива 10а.

Ниже, со ссылкой на фиг.6 будет описан принцип действия разблокировки неподвижного положения ядерного топлива 10a с помощью блока 160 устройства разблокировки, изображенного на фиг.3, при потере функции магнитного участка 12 оборудования 100 для фиксации ядерного топлива.

Фиг.6 - вид, показывающий процесс высвобождения неподвижного положения ядерного топлива 10a с помощью узла 160 разблокировки устройства, изображенного на фиг.3.

Как показано на фиг.6(a), изображен случай, когда датчик 170 включен, даже если питание электромагнита 131 самоблокирующегося устройства 100 включено, которое является положением, в котором самоблокирующееся устройство 100 не разблокировано, и это можно рассматривать как неисправное состояние, в котором функция самоблокирующегося устройства 100 обычно не выполняется. В этом случае может возникнуть ситуация, в которой ядерное топливо 10а не может быть разблокировано, поскольку фиксирующий стержень 13 не может быть перемещен вверх.

Как показано на фиг.6(b), фланец 19c, закрепленный на концевом участке сливной трубы 19а, может быть отделен, и блок 160 разблокировки устройства может быть собран. При этом, клапан 19b может быть открыт, и шариковый направляющий узел 120 и привод 132 перемещены вверх с помощью штока 161 для разблокировки заблокированного положения самоблокирующегося устройства 100. Затем ток может быть подан на электромагнит 12b оборудования 10 для фиксации ядерного топлива для высвобождения неподвижного положения ядерного топлива 10а.

Далее, как показано фиг.6(c), когда возвращающая сила пружины 14c недостаточна для перемещения фиксирующего стержня 13 вверх, в то время как при этом самоблокирующееся устройство 100 не разблокировано вследствие повреждения, возникающего в самоблокирующемся устройстве 100, и шток 161 может быть дополнительно выдвинут вверх для перемещения фиксирующего стержня 13 вверх и высвобождения неподвижного положения ядерного топлива 10а.

В соответствии с настоящим изобретением, имеющим вышеупомянутую конструкцию, самоблокирующееся устройство включает в себя выдвижной стержень, выдвигающийся из нижнего концевого участка фиксирующего стержня, расположенного в оборудовании для фиксации ядерного топлива, и содержащий канавку, выполненную углубленной на его боковой поверхности, и шариковый направляющий узел, обеспечивающий расположение шарика, образованного для соответствия с канавкой, в канавке выдвижного стержня для фиксации выдвижного стержня на заданной высоте или высвобождения положения, в котором перемещение ограничено. Соответственно, даже во время повреждения магнитного участка, который осуществляет работу оборудования для фиксации ядерного топлива, ядерное топливо может быть надежно зафиксировано или высвобождено для обеспечения перемещения ядерного топлива.

Кроме того, когда функция пружины для перемещения фиксирующего стержня в оборудовании для фиксации ядерного топлива в известном уровне техники к верхней стороне утрачена, процесс разблокировки ядерного топлива может быть надежно осуществлен с помощью блока регулировки положения, выполненного с возможностью перемещения электромагнита вверх и вниз. Кроме того, даже когда функция магнитного участка оборудования для фиксации ядерного топлива в известном уровне техники утрачена, шариковый направляющий узел может быть перемещен вверх с помощью блока разблокировки устройства для надежного обеспечения функции разблокировки ядерного топлива.

Вышеприведенное описание является только примером, и различные модификации могут быть осуществлены специалистами в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, без отхода от объема и технической сущности описанных вариантов осуществления. Вышеуказанные варианты осуществления могут быть осуществлены отдельно или в любом их сочетании.

Изобретение относится к самоблокирующемуся устройству для оборудования для фиксации ядерного топлива для фиксации и высвобождения ядерного топлива, расположенного в ядерном реакторе в заданном положении, и оборудованию для фиксации ядерного топлива, имеющему такое устройство. Самоблокирующееся устройство одержит фиксирующий стержень и магнитный участок. Самоблокирующееся устройство включает в себя выдвижной стержень, содержащий канавку, выполненную углубленной на его боковой поверхности, шариковый направляющий узел, содержащий шарик, выполненный соответствующим канавке, так что шарик расположен в канавке при его перемещении вверх и вниз для фиксации выдвижного стержня для ограничения перемещения на заданной высоте или для высвобождения положения, в котором перемещение ограничено. Изобретение обеспечивает надежную функцию фиксации или разблокирования ядерного топлива. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива, содержащее фиксирующий стержень, расположенный под ядерным топливом и выполненный с возможностью фиксации или высвобождения ядерного топлива при его перемещении вверх и вниз, и магнитный участок, который селективно перемещает фиксирующий стержень вверх и вниз под действием магнитной силы, причем самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива содержит:

выдвижной стержень, выполненный с возможностью выдвижения вниз от нижнего концевого участка фиксирующего стержня и содержащий канавку, выполненную углубленной на его боковой поверхности;

шариковый направляющий узел, содержащий шарик, выполненный соответствующим канавке, так что шарик расположен в канавке при его перемещении вверх и вниз для фиксации выдвижного стержня для ограничения перемещения на заданной высоте или высвобождения положения, в котором перемещение ограничено; и

приводной узел, выполненный с возможностью селективного перемещения шарикового направляющего узла вверх и вниз под действием магнитной силы.

2. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.1, в котором фиксирующий стержень, выдвижной стержень и шариковый направляющий узел дополнительно содержат корпус шарика, расположенный на внутренней стороне трубного узла, выполненного с возможностью размещения фиксирующего стержня, выдвижного стержня и шарикового направляющего узла, и выполненный с возможностью расположения шарика на заданной высоте на трубе.

3. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.2, в котором корпус шарика образован таким образом, что шарик перемещается в горизонтальном направлении на заданной высоте корпуса шарика.

4. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.3, в котором шариковый направляющий узел расположен на наружной стороне шарика для окружения шарика и выполнен с возможностью обеспечения области для размещения, через которую шарик перемещается в горизонтальном направлении при отделении шарика от канавки.

5. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.4, в котором шариковый направляющий узел содержит выступающий участок, выполненный с возможностью выступания к выдвижному стержню, для перемещения шарика в канавку при перемещении шарикового направляющего узла вверх.

6. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.5, в котором выступающий участок содержит направляющую поверхность, образованную под наклоном вверх к внутренней стороне шарикового направляющего узла, для направления шарика в канавку при перемещении шарикового направляющего узла вверх.

7. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.2, в котором корпус шарика расположен в неподвижном положении на внутренней стороне трубного узла, а

шариковый направляющий узел выполнен с возможностью перемещения вверх и вниз по продольному направлению корпуса шарика в неподвижном положении на внутренней стороне трубного узла.

8. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.4, дополнительно содержащее

нажимной элемент, образованный в канавке, для приложения упругой силы относительно наружной стороны канавки к шарику для обеспечения перемещения шарика из канавки в область для размещения при перемещении шарикового направляющего узла вверх.

9. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.1, дополнительно содержащее

датчик, выполненный с возможностью определения изменения положения, возникающего при перемещении шарикового направляющего узла вверх и вниз.

10. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.2, в котором приводной узел содержит:

электромагнит, расположенный на наружной стороне трубного узла для намагничивания при подаче тока на него; и

привод, выполненный из материала, действующего как сила притяжения при намагничивании электромагнита, и выполненный за одно целое с шариковым направляющим узлом и с возможностью перемещения шарикового направляющего узла вверх и вниз в зависимости от того, что подан ли ток на электромагнит.

11. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.10, дополнительно содержащее

блок регулировки положения, выполненный с возможностью перемещения положения электромагнита вверх и вниз на наружной стороне трубного узла.

12. Самоблокирующееся устройство для оборудования для фиксации ядерного топлива по п.1, дополнительно содержащее

узел разблокировки устройства, соединенный с возможностью отсоединения с участком шарикового направляющего узла и выполненный с возможностью перемещения шарикового направляющего узла вверх на заданную высоту.

13. Оборудование для фиксации ядерного топлива, содержащее:

фиксирующий стержень, расположенный под ядерным топливом и выполненный с возможностью фиксации или высвобождения ядерного топлива при его перемещении вверх и вниз;

магнитный участок, который селективно перемещает фиксирующий стержень вверх и вниз под действием магнитной силы; и

самоблокирующееся устройство, соединенное с фиксирующим стержнем и выполненное с возможностью блокировки или разблокировки положения, в котором фиксирующий стержень фиксирует ядерное топливо,

причем самоблокирующееся устройство содержит:

выдвижной стержень, выполненный с возможностью выдвижения вниз от нижнего концевого участка фиксирующего стержня и содержащий канавку, выполненную углубленной на его боковой поверхности;

шариковый направляющий узел, содержащий шарик, выполненный соответствующим канавке, так что шарик расположен в канавке при его перемещении вверх и вниз для фиксации выдвижного стержня для ограничения перемещения на заданной высоте или высвобождения положения, в котором перемещение ограничено; и

приводной узел, выполненный с возможностью селективного перемещения шарикового направляющего узла вверх и вниз под действием магнитной силы.