Устройство синхронного закручивания и откручивания болтов приводов органов регулирования системы управления и защиты Российский патент 2025 года по МПК B25B21/00 G21C7/00 B23P19/06 

Область техники

Настоящее изобретение относится к технической области технического обслуживания и ремонта (далее ТОиР) реакторов атомных электростанций (далее-АЭС), конкретно касается устройства синхронного откручивания и закручивания болтов приводов ОР СУЗ (органов регулирования системы управления и защиты).

Уровень техники

В верхнем блоке реактора одной АЭС расположены 103 комплекта магнитных приводов ОР СУЗ. В качестве силового компонента приводов ОР СУЗ электромагнитный блок используется для создания силы тяги, чтобы погрузить или извлечь ОР СУЗ в/из ТВЭС для осуществления пуска, регулировки мощности и остановки реактора.

Топливный цикл энергоблоков АЭС обычно составляет 12 или 18 месяцев. По окончании каждых четырёх топливных циклов на энергоблоке проводится ППР (планово-предупредительный ремонт) с полной разборкой, и следует проверять привода ОР СУЗ с разборкой, при этом работы по техническому обслуживанию электромагнитных блоков следующие: отсоединить силовые кабели, снять электромагнитный блок из верхнего блока реактора, поднять и перемести электромагнитный блок на временные стеллажи, электрическая проверка электромагнитного блока, поднять электромагнитный блок на верхний блок реактора, установить электромагнитный блок, соединить силовые кабели. Электромагнитный блок крепится к другим компонентам с помощью четырех болтов, включая два крепежных болта, расположенных по диагонали, и два демпфирующих болта, расположенных по диагонали. Основная работа разборки и установки электромагнитного блока заключается в снятии и закручивании четырех болтов, при этом ключевой технический момент заключается в том, что откручивание и закручивание двух крепежных болтов в диагональном положении должно выполняться “синхронно”. Ниже приведены шаги откручивания болтов электромагнитного блока в качестве примера, иллюстрирующего решение из существующего уровня техники.

Открутить два демпфирующих болта: произвольно выбрать один из демпфирующих болтов и с помощью торцевого ключа крутить его против часовой стрелки до тех пор, пока его дальше крутить будет невозможно. В это время демпфирующая пружина будет находиться в свободном состоянии. Перевести торцевой ключ в диагональное положение и крутить демпфирующий болт на противоположной стороне до тех пор, пока его дальше будет невозможно крутить, демпфирующая пружина на противоположной стороне также будет находиться в свободном состоянии. Открутить два крепежных болта: произвольно выбрать один из крепежных болтов и с помощью торцевого ключа крутить против часовой стрелки до тех пор, пока его дальше будет невозможно крутить. Перевести торцевой ключ в диагональное положение и открутить крепежные болты на противоположной стороне до тех пор, пока его невозможно будет дальше крутить. Момент времени для перемещения по диагонали таков: после того, как болт на одной стороне откручен до тех пор, пока его дальше невозможно крутить, крутить болт на противоположной стороне. После того, как два крепежных болта будут полностью откручены, защёлки электромагнитного блока будут полностью открыты.

Процесс закручивания болтов электромагнитного блока аналогичен процессу откручивания, за исключением того, что процесс закручивания заключается в том, что сначала нужно закрутить два крепежных болта, а затем закрутить два демпфирующих болта, что не будет здесь описываться.

Чтобы обеспечить “синхронное” откручивание или закручивание крепежных болтов, необходимо несколько раз менять местоположение гаечного ключа по диагонали. Каждый раз откручивание или закручивание четырех болтов занимает около 10 минут, что мало эффективно.

Раскрытие изобретения

Цель этой заявки – предоставить устройство синхронного откручивания и закручивания болтов привода ОР СУЗ для решения такой проблемы, что для откручивания или закручивания четырех болтов каждый раз требуется около 10 минут, эффективность чего низкая.

Технические решения для достижения цели настоящей заявки.

Устройство синхронного закручивания и откручивания болтов приводов органов регулирования системы управления и защиты включает в себя входной вал, дифференциал в сборе и два выходных вала; один конец входного вала взаимодействует с крепежным инструментом для осуществления ввода усилия крепления; другой конец установлен совместно с входным концом дифференциала в сборе; два выходных конца дифференциала в сборе соединены с одним концом двух выходных валов, соответственно, а другой конец двух выходных валов соединен соответственно со стержнем одного из симметрично расположенных болтов, соответственно, для осуществления закручивания и откручивания болтов.

В частном случае другой конец выходного вала представляет собой полый цилиндр c U-образной канавкой для соединения с квадратной головкой муфты с помощью шпонки против сползания, и эта шпонка выполнена с возможностью передачи крутящего момента от выходного вала квадратной головке муфты.

В частном случае указанное устройство дополнительно включает в себя блокировку дифференциала в сборе; блокировка дифференциала в сборе выполнена с возможностью использования совместно с дифференциалом в сборе для включения или выключения функции дифференциала.

В частном случае дифференциал в сборе и блокировка дифференциала в сборе имеют корпус снаружи.

В частном случае корпус представляет собой литую деталь, имеющую несколько отверстий для болтов и уплотнительную канавку на плоской поверхности для уплотнения и фиксации различных деталей.

В частном случае другой конец входного вала и выходного вала совместно с подшипниками осуществляет взаимодействие с дифференциалом в сборе через шпонку и стопорное кольцо для вала.

В частном случае один конец входного вала имеет квадратную форму.

Полезные технические эффекты этой заявки заключаются в следующем.

(1) Пример осуществления этой заявки предоставляет устройство синхронного откручивания и закручивания болтов приводов ОР СУЗ, которое обеспечивает высокую эффективность работы. Откручивание и закручивание болтов занимает всего лишь 2-3 минуты, что повышает эффективность работы в среднем в 3-5 раз; и это позволяет осуществлять синхронное откручивание и закручивание болтов, расположенных в диагональном положении, гарантируя, что болты с обеих сторон вращаются полностью синхронно, что позволяет избежать риска повреждения оборудования при применении существующего технического решения. Откручивание и закручивание болтов не требуют многократного изменения места ключа в диагональном положении, а также не требуют соединения и отсоединения ключа и болта, что значительно снижает трудоемкость, и может эффективно сократить время работы и снизить коллективную дозу облучения рабочего персонала.

(2) Пример осуществления этой заявки предоставляет устройство синхронного откручивания и закручивания болтов привода ОР СУЗ, с которым легко работать, оно позволяет эффективно избежать неблагоприятного влияния рабочего персонала с разным уровнем навыка на качество ремонта и значительно снижает требования к уровню квалификации рабочего персонала для этой работы, что способствует контролю качества важных процессов сборки оборудования.

Описание прилагаемых фигур

Фиг.1 – Конструктивная схема устройства синхронного откручивания и закручивания болта приводов ОР СУЗ для примера осуществления данной заявки;

Фиг.2 – Конструктивная схема устройства синхронного откручивания и закручивания болта привода ОР СУЗ для примера осуществления данной заявки, вид сверху.

На фигурах показаны:

1 – входной вал; 2 – корпус; 3 – подшипник; 4 – дифференциал в сборе; 5 – блокировка дифференциала в сборе; 6 – выходной вал; 7 – шпонка против сползания; 8 – квадратная головка муфты.

Осуществление изобретения

Для того, чтобы технический персонал в данной области мог лучше понять эту заявку, ниже подробно описывается техническое решение, изложенное в примерах осуществления в настоящей заявке, ссылаясь на приложенные фигуры. Очевидно, что примеры осуществления, описанные ниже, являются лишь частью примеров этой заявки, а не всеми. Основываясь на примерах, описанных в этой заявке, все другие примеры осуществления, полученные техническим персоналом в данной области без творческого труда, попадают под охрану этой заявки.

В описании примера осуществления этой заявки следует понимать, что ориентация или позиционное соотношение, обозначенное терминами “верхний”, “нижний”, “передний”, “задний”, “левый”, “правый”, “сверху”, “снизу”, “внутренний”, “внешний” и т.д., основана на ориентации или позиционном соотношении, показанном на приложенных рисунках, только для облегчения описания примера осуществления этой заявки и упрощения описания, а не для указания или подразумевания того, что упомянутое устройство или элемент должны иметь определенную ориентацию, быть сконструированы и эксплуатироваться в определенной ориентации, и поэтому не следует понимать как ограничение примера осуществления данной заявки.

В ходе исследования изобретатели этой заявки заметили, что предшествующий уровень техники все еще имеет следующие проблемы:

1. В процессе попеременного откручивания и закручивания крепежных болтов по диагонали положение гаечного ключа необходимо менять по диагонали несколько раз, а гаечный ключ и болт необходимо соединять несколько раз, что часто требует взаимодействия двух человек друг с другом, что является трудоемким.

2. В процессе попеременного откручивания и закручивания крепежных болтов по диагонали невозможно гарантировать, что болты с обеих сторон будут вращаться полностью синхронно. Поэтому крепежный фланец электромагнитного блока легко подвержен перекосу, и предохранительный штифт на крепежном болте деформируется или ломается, что приводит к повреждению оборудования.

3. Момент перемещения по диагонали в процессе откручивания и закручивания крепежных болтов – это когда болт на одной стороне не может закрутиться дальше, после этого закручивать болт на противоположной стороне. Из-за различий в личных практических навыках это не способствует контролю качества процесса сборки оборудования.

Вследствие этого, с учетом требований и особенности монтажа этого болта, настоящий пример осуществления данной заявки предусматривает устройство синхронного закручивания и откручивания болтов приводов ОР СУЗ.

Способ откручивания болтов с помощью этого устройства заключается в следующем:

(1) Открутить два демпфирующих болта: установить это устройство на два демпфирующих болта и синхронно вращать демпфирующие болты против часовой стрелки до отказа. В это время две демпфирующие пружины будут находиться в свободном состоянии;

(2) Открутить два демпфирующих болта, установить это устройство на два крепежных болта и синхронно крутить крепежные болты против часовой стрелки до отказа. После того, как два крепежных болта будут полностью откручены, защёлки электромагнитного блока будут полностью открыты.

Процесс использования этого устройства для закручивания болтов аналогичен процессу откручивания, за исключением того, что процесс закручивания заключается в том, что сначала синхронно закрутить два крепежных болта, а затем синхронно закрутить два демпфирующих болта.

Исходя из вышеизложенного, для того, чтобы четко и подробно демонстрировать вышеуказанные преимущества этой заявки, ниже описывается конкретный способ осуществления этой заявки, ссылаясь на приложенные рисунки.

Фигура 1 – Конструктивная схема устройства синхронной установки и откручивания болтов приводов ОР СУЗ, представленного для примера осуществления данного изобретения.

Устройство синхронного откручивания и закручивания болтов приводов ОР СУЗ, представленного для примера осуществления данной заявки, включает в себя входной вал 1, дифференциал в сборе 4 и два выходных вала 6.

Один конец входного вала 1 взаимодействует с крепежным инструментом для передачи крутящего момента; другой конец установлен совместно с входным концом дифференциала в сборе 4.

Два выходных конца дифференциала в сборе 4 соединены с одним концом каждого из двух выходных валов 6 соответственно, а другой конец каждого из двух выходных валов 6 соединен со стержнем одного из симметрично расположенных болтов для осуществления закручивания и откручивания болтов.

В частном случае другой конец выходного вала 6 представляет собой полый цилиндр c U-образной канавкой для соединения с квадратной головкой муфты 8 с помощью шпонки против сползания 7, и через эту шпонку 7 передаётся крутящий момент от выходного вала 6 квадратной головке муфты 8.

По некоторым возможным способам реализации для примера осуществления данного изобретения, это устройство включает в себя ещё блокировку дифференциала в сборе 5.

Блокировка дифференциала в сборе 5 используется совместно с дифференциалом в сборе 4 для включения или выключения функции дифференциала.

В частном случае дифференциал в сборе 4 и блокировка дифференциала в сборе 5 имеют корпус 2 снаружи.

В частном случае корпус 2 представляет собой литую деталь, имеющую несколько отверстий для болтов и уплотнительную канавку на плоской поверхности для уплотнения и фиксации различных деталей.

По некоторым возможным способам реализации для примера осуществления этой заявки другой конец входного вала 1 и выходного вала 6 совместно с подшипниками 3 осуществляют взаимодействие с дифференциалом в сборе 4 через шпонку и стопорное кольцо для вала.

В частном случае один конец входного вала 1 имеет квадратную форму.

Дальше с одним конкретным примером детально будет описываться конкретный способ использования устройства синхронного откручивания и закручивания болтов приводов ОР СУЗ, предлагаемого примером осуществления этой заявки.

1. Способ использования при откручивании болтов:

Шаг 1: Проверить это устройство на отсутствие легко выпадающих деталей, покрутить входной вал, чтобы проверить функцию устройства синхронизации;

Шаг 2: Включить блокировку дифференциала в сборе 5, чтобы это устройство могло реализовать функцию дифференциала;

Шаг 3: Установить это устройство на демпфирующий болт электромагнита, и в то же время мягко крутить входной вал 1, чтобы убедиться, что квадратная головка муфты 8 под этим устройством плотно наделась на болт электромагнита;

Шаг 4: Выключить блокировку дифференциала в сборе 5;

Шаг 5: Установить трещетковый ключ вместе с входным валом 1, и крутить входной вал 1 против часовой стрелки для демонтажа до тех пор, пока его невозможно будет дальше крутить;

Шаг 6: Снять это устройство и включить блокировку дифференциала в сборе 5;

Шаг 7: Установить это устройство на крепежный болт электромагнита, мягко крутить входной вал 1 по часовой стрелке, чтобы убедиться, что это устройство установлено на место;

Шаг 8: Установить трещетковый ключ, крутить входной вал 1 против часовой стрелки до тех пор, пока его невозможно дальше крутить.

2. Способ использования при закручивании болтов:

Шаг 1: проверить это устройство синхронизации на отсутствие легко выпадающих деталей, покрутить входной вал 1, чтобы проверить функцию этого устройства;

Шаг 2: Включить блокировку дифференциала в сборе 5, чтобы это устройство могло реализовать функцию дифференциала;

Шаг 3: Установить это устройство на демпфирующий болт электромагнита, и в то же время мягко крутить входной вал 1, чтобы убедиться, что квадратная головка муфты 8 под этим устройством плотно наделась на болт электромагнита;

Шаг 4: Надеть трещетковый ключ на входной вал 1, и крутить входной вал 1 по часовой стрелке для закручивания до тех пор, пока его невозможно будет дальше крутить;

Шаг 4: Выключить блокировку дифференциала в сборе 5, крутить входной вал 1 против часовой стрелки на два оборота;

Шаг 6: Снять это устройство, и включить блокировку дифференциала в сборе 5;

Шаг 7: Установить это устройство на крепежный болт электромагнита, мягко крутить входной вал 1 по часовой стрелке, чтобы убедиться, что это устройство установлено на место;

Шаг 8: Установить трещетковый ключ, крутить входной вал 1 по часовой стрелке до тех пор, пока его невозможно будет дальше крутить;

Шаг 9: Выключить блокировку дифференциала в сборе 5, крутить это устройство против часовой стрелки на восемь оборотов;

Шаг 10: Выполнить шаги 2-4, чтобы закрутить крепежные болты электромагнита.

Устройство синхронного откручивания и закручивания болтов приводов ОР СУЗ, представленное в примере осуществления изобретения в этой заявке, обеспечивает высокую эффективность работы, установка и откручивание болтов занимают всего 2-3 минуты, эффективность работы повышается в среднем в 3-5 раз; болты в диагональном положении могут откручиваться или закручиваться синхронно, обеспечивая полностью синхронное кручение болтов с обеих сторон, что позволяет эффективно избежать риска повреждения оборудования существующими техническими решениями, эффективно избежать неблагоприятного воздействия различий в личных навыках работы на качество ремонта, значительно снижает требования к уровню квалификации рабочего персонала, это способствует контролю качества важных процессов сборки оборудования; при этом не требуется многократное повторное перемещение гаечного ключа по диагонали, соединение и отсоединение гаечного ключа и болтов, что значительно снижает трудоемкость, может эффективно сократить рабочее время и эффективно снизить коллективную дозу облучения рабочего персонала.

Устройство синхронного откручивания и закручивания болтов приводов ОР СУЗ, представленное в примере осуществления изобретения в этой заявке, может непосредственно распространяться и применяться в той же работе на энергоблоках того же типа; оно может распространяться на другое оборудование с аналогичной конструкцией на электростанциях; оно также имеет хорошее справочное значение для другого аналогичного оборудования в той же отрасли.

Выше подробно описана настоящая заявка со ссылками на приложенные фигуры и примеры осуществления. Настоящее изобретение не ограничивается вышеупомянутыми примерами. В рамках знаний, которыми обладает обычный технический персонал в данной области, могут быть внесены различные изменения, не отступая от цели настоящего изобретения. Сведения, подробно не описанные в данной заявке, могут быть приняты из предшествующего уровня техники.

Настоящее изобретение относится к области технического обслуживания и ремонта реакторов атомных электростанций, конкретно касается устройства синхронного закручивания и откручивания болтов приводов органов регулирования системы управления и защиты. Устройство синхронного закручивания и откручивания болтов приводов органов регулирования системы управления и защиты реакторов атомных электростанций включает в себя входной вал 1, дифференциал в сборе 4 и два выходных вала 6, один конец входного вала 1 взаимодействует с крепежным инструментом для осуществления ввода усилия крепления, другой конец установлен совместно с входным концом дифференциала в сборе 4, два выходных конца дифференциала в сборе 4 соединены с одним концом двух выходных валов 6 соответственно, а другой конец каждого из двух выходных валов 6 имеет возможность соединения соответственно со стержнем одного из двух симметрично расположенных болтов для осуществления закручивания и откручивания болтов, при этом другой конец выходного вала 6 представляет собой полый цилиндр c U-образной канавкой для соединения с квадратной головкой муфты 8 с помощью шпонки против сползания 7, и эта шпонка 7 выполнена с возможностью передачи крутящего момента от выходного вала 6 квадратной головке муфты 8. Технический результат заключается в возможности синхронного откручивания или закручивания болтов, расположенных в диагональном положении, что обеспечивает высокую эффективность работы. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство синхронного закручивания и откручивания болтов приводов органов регулирования системы управления и защиты реакторов атомных электростанций, характеризующееся тем, что включает в себя входной вал (1), дифференциал (4) в сборе и два выходных вала (6), один конец входного вала (1) взаимодействует с крепежным инструментом для осуществления ввода усилия крепления, другой конец установлен совместно с входным концом дифференциала (4) в сборе, два выходных конца дифференциала (4) в сборе соединены с одним концом двух выходных валов (6) соответственно, а другой конец каждого из двух выходных валов 6 имеет возможность соединения соответственно со стержнем одного из двух симметрично расположенных болтов для осуществления закручивания и откручивания болтов, при этом другой конец выходного вала 6 представляет собой полый цилиндр c U-образной канавкой для соединения с квадратной головкой муфты (8) с помощью шпонки (7) против сползания, и эта шпонка (7) выполнена с возможностью передачи крутящего момента от выходного вала (6) квадратной головке муфты (8).

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что дополнительно включает в себя блокировку дифференциала (5) в сборе, блокировка дифференциала (5) в сборе выполнена с возможностью использования совместно с дифференциалом (4) в сборе для включения или выключения функции дифференциала.

3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что дифференциал (4) в сборе и блокировка дифференциала (5) в сборе имеют корпус (2) снаружи.

4. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что корпус (2) представляет собой литую деталь, имеющую несколько отверстий для болтов и уплотнительную канавку на плоской поверхности для уплотнения и фиксации различных деталей.

5. Устройство по п.1-4, характеризующееся тем, что другой конец входного вала (1) и выходного вала (6) совместно с подшипниками (3) осуществляет взаимодействие с дифференциалом в сборе (4) через шпонку и стопорное кольцо для вала (1, 6).

6. Устройство по п.1-4, характеризующееся тем, что один конец входного вала (1) имеет квадратную форму.