Устройство для перегрузки тепловыделяющих сборок ядерного реактора Советский патент 1993 года по МПК G21C19/10 

Изобретение относится к оборудованию для перегрузки тепловыделяющих сборок преимущественно из ядерного реактора с естественной циркуляцией теплоносителя первого контура, когда требуются большие вертикальные перемещения значительных масс в процессе перегрузки.

Известно устройство перегрузки тепловыделяющих сборок ядерного реактора, содержащее координатный мост, телескопическую йтангу, установленную в направляющих в полой колонне, и механизм перемещения штанги с двуьгя реечными передачами и уравновешивающим устройством, груз которого выполнен в аиде секторов и гибкой связью

через олоки соединен с наружной секцией штанг;;«

10

В данном устройстве канат гибкой

la связи и рейка з процессе перегрузки контактирует с теплоносителем перювого контура. Для исключения загрязнения теплоносителя они работают без смазки и поэтому подвержены интенсивному мзносу, что создает опасность обрыва каната. Обрыв каната может привести к рззрушанию устройства и другого оборудования падающим уравнозешива ощик грузом, последст 5ия которого особенно змачительны-г при боль11)их ходах ;; массах штанг . Кроме того, при боль лом ходе щтанги устройство имеет больЬук вь.соту иг-за необхо;1им()с1и иметь направляющие длл уравиг)веи иЕ акх;1,;го грузс мо псю величину го хг1да, равную ходу Глтанги, НаиОслее близким пел технической сущности и достигаемому результату к г)пись влемому устройству является уст для перегрузки тепловыделяющих ..Порок ядерного реактора, содержаи..-р установленную на координатном м(м:ту полую колонну, в направлякщих котор ой размеа1ена телескопическая uiT.a.ii-a, кинематически связанная с ме xaниз ю . перемещения. Механизм пере мещения данного устройства выполнен виде дЕзух винтов, имеющих привод и через Tpatiepcy аарнирно связаниных со .итангой, гайки винтс в установлены в обоймах с возможностью осевого переме;цеиия и снабжены упорами и выключателями, управляю1.ими приводом элем е и т о R . Передача винт-гайка в данном устройствг работает также без смазки из за невозможности герметизации гайки ПО pe3t)Ge винта, что снижает надежность и безопасность работы устройст ва. При больших ходах штанги требуют ся и длинные винты, которые становят ся неустойчивыми элементами при рабо те на сжатие, а также работают как торсионы, при разных углах закручивания которых происходит перечное штанги и уход его нижнего конца с за данной координаты. Кроме того, компоновка устройства с таким механизмом перемещения имеет значительные габариты устройства по высоте при опущенной штанге. Все это приводит к .невозможности использования данного устройства при болыиих ходах и массах штанги на реакторе с естественной циркуляцией. Целью изобретения является повыше ние нaдeжt ocти работы путем устранения перекосов телес.копической штанги . Поставленная цель достигается тем что в устройстве для перегрузки тепловыделяющих сборок ядерного реактора, содержащем установленную на коор динатном мосту полую колонну, в на-. правляющих которой размещена телеско пическая штанга, кинематически связанная с механи:чмом перемещения, механизм перемещения выполнен в виде двух кинематически связанных между собой jHeKOB, взаимодействующих со с фзрическими роликами, -комсольно закрепленными в герметичных подшипниковых узлах на наружной секции телескопической штанги, причем в плане ось штанги смещена относительно осей щнеков в сторону подъема винтовой канавки шнека в точке контакта на велиг S чину J , где S - шаг винтоЕкп линии шнека, R - расстояние от оси шнека до точки контакта шнека со с:зерическим роликом, г - радиус сферичес1.ого ролика. На фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - кинематическая схема винтоЕюго механизма перемещения; на фиг.З - разрез Л-А на фиг.:; на фиг.( - вид Б на фиг.З. Устройство для перегрузки тепловыделяющих сборок 1 ядерного реактора 2содержит координатный мост 3 с его механизмами передвижения (на не показаны). На координатном мосту 3закреплена кoлoм -ta +, на которой установлен механизм перемещения 5 телескопической штанги 6. Колонна k в нижней части снабжена подвижной биологической защитой 7, взаимодействую чей с упорами о телескопической штанги 6 при ее оертикальном перемещении, телескопическая штанга 6 состоит из секций: наружной 9 средней 10 и внутренней 11., Наружная секция 5 в верхней части имеет тросовый привод 12 захвата 13;, закрепленного на нижнем конце внутренней секции 11. В нижней части наружная секция 9 снабжена запорным клапаном с приводом клапана и биологической защитой 15- На наружной секции 9 с двух диаметрально противоположных сторон, перпендикулярно оси телескопической штанги, на всей длине хода с одинаковым шагом, консольно закреплены сферические ролики 1б, взаимодействующие со шнеками 17 механизма перемещения 5. Механизм перемещения 5 закреплен на верхнем торце колонны k и имеет два шнека 17, которые связаны между собой дифференциалом 18 и через грузоупорный тормоз 19 с электродвигателем 20. Сферические ролики 1б установлены в герметичных подшипниковых узлах 21, имеющих резиноармированную манжету 22. Наружная секция 9 на всей длине имеет направляющие 23, взаимодействующие с направляющими роликами

5

2), закрепленными о верхней и нижнечастях колонны k.

Устройство для перегрузки теп/ювыделяющих сборок ядерного реактора работает следукмцим образом.

Координатным мостом 3 телескопическая штанга б наводится на координату отработавшей тепловыделяющей сборки 1 ядерным реактором 2 (см. фиг . 1), запорный клапан 1( приводом клапана (на чертеже не показан) открывается и включается электродвигатель 20 механизма перемещения 5 на опускание телескопической штанги. Электродвигатель 20 через грузоупорный тормоз 19 и дифференциал 18 вра1дает шнеки 17, по винтовым канавкам которых катятся ролики 1б, и штан1-а 6 по направлякяцим роликам 2( опускается в ядерный реактор 2 с теплоносителем (водой) (на глубину, превышающую длину отработавшей тепловыделяю;;(ей сборки 1.

В процессе перемещения телескопической штанги 6 дифференциал 18 выравнивает нагрузки, прикладываемые к сферическим роликам 1б, исключая перекос штанги D направляющих роликах 2ч колонны |, а грузоупорный тормоз 15 обеспечивает останов телескопической штанги 5 .при аварийном обесточивании электродвигателя 20. Смещение плане оси телескопической штанги относительно оси шнеков в сторону подъема винтовой линии шнека на вели1:5

обеспечивает передачу

чину 1

усилия на сферические ролики 1б шнеками 17 по оси .центра тяжести телескопической штанги. Этим исключается перекос телескопи-еской штанги 6 в направляющих роликах 2k, уменьшается их износ, износ направляющих 23 и опасность заклинивания телескопичес кой штанги в колонне -,

Кроме того, указанное смещение осей обеспечивает направление окружного усилия вращения сферических роликов 1б перпендикулярно их осям, что исключает их проскальзывание относительно шнеков 17, уменьшая износ шнеков 17 и сферических роликов 1б и повышает КПД механизма перемещения 5 так как в точке контакта сферических роликов То име.ет место только трение .качения.

11,, гн- ог; VL if. i .-РГС к- mMcu.Knii штгчнги 6 в r : :r-rtn-i.- т pccfjiu-.;; привс)/; 12 ;п/-.ч Ч ,,-к-)ю 10 и внутреннюю П секцчм iUi3 до сцепления захвата 3 с п1вксп тепловыделяющей сборки 1 11 пг тивает тепловыделяющую сборку в секцию 9, запорный клапан закрывается и телескопическая штанга G с отрабспчтвшей тепловыделяюи ей сборкой в среде теплоносителя (воде) глеханизмом пepe eщения 5 поднимается в верхнее поло«ение. Зптем коорлинатнь1м мостом 3 отработавшая i епловыделяюидая сборка 1 в среде теплоносителя в телескопической штанге 6 транспортируется ма место хранения в обратной последовательности .

Подвижная биологическая защита 7 и биологическая заи(ита 15 наружноГ) секции 9 обеспечивает благоприятную радиационную обстановку в реакторном зале (на чертеже не показан) в процессе перегрузки.

Использование устройства для пере-, грузки тепловыделяющих сборок ядерного реактора позволяет перемещать значитель(1Ь1е массы на большой вертикальный ход, что особенно необходимо на реакторах с естественной циркуляцией теплоносителя первого контура, так как участвуюи1ке а передаче шнеки обладают большой прочностью, устойчивостью и не обладает торсионнсстью, а увеличение хода телескопической штанги не увеличивает его габариты.

Передача шнек-ролик не содержит трущихся пар, а вращающийся ролик работает в хорошо смазанном герметичном узле, что значительно снижает износ передачи и повышает его КПД.

Все это повышает нaдeж iocть и безопасность работы описываемого устройства в целом.

По сравнению с базовым объектом, которым является серийно выпускаемая

машина перегрузочная для ВВЭР-4 0, кроме перечисленных выше преимуществ, позволяет снизить металлоемкость устройства для перегрузки тепловыделяющих сборок ядерного реактора по крайней мере на величину, равную массе грузов противовесов, т.е. на массу штанги.I

12

cpue.Z

фиг.

.17

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕГРУЗКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЩИХ СБОРОК ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащее установленную на координатном Мосту полую колонну, в направлл1а1их которой размещена телескопическая штанга, кинематически связанная с механизмом перемещения, отличающееся тем, что, с целью по выше ни л надсягюс ; и о а по ты путем устроненмг r;epei ocoFf гелескопиMCi.KOii штанги, механизм перемещения выпол( в виде двух кииематически связанных ме)мду собой шнек(в, взаимодействукхчих ее- сфери геским - роликами, консольно закрепленными в гер метимных поди1ипниковых узлах на наружной секции телескопической штанги, причем в плане ось 1;танги смещена относителы-ic осей шнекоз -з сторону подъема винтовой ка(-газк; i;i«ei a в точг- S КС г онтакга на величину i - -ог;;;-. гжК где S - luar винтовой линии гинека. R расстояние от оси шнека до точки конТакта шнека со сферическим роликом, г радиус сферического ролика. сл