Захват для перемещения предмета из расплава в газообразную среду Советский патент 1993 года по МПК G21C19/105 B25J15/08 

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к устройствам для манипулирования тепловыделяющими сборками (ТВС) или другими предметами внутри реакторов с жидкометаллическим теплоносителем, Захват может быть использован и в других отраслях техники, когда требуется перемещение предметов из ванны с расплавленным металлом или расплавленной солью в газовую среду.

Целью .изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг.1 изображена верхняя часть захвата, частичный продольный разрез для осуществления погрузочно-разгрузочных операций; на фиг.2 и 3 - нижняя часть захвата, погруженная в расплав, соответственно в положении захватывания и положении высвобождения ТВС,

Захват 1 содержит трубчатый корпус 2 и размещенный внутри него ползун 3 с определенным радиальным зазором, позволяющим аксиальные перемещения ползуна внутри корпуса. Корпус 2 соединен своей

00

со

00

00

со

верхней частью с коробкой 4, жестко связанной с нижней частью подъемной стойки 5 трубчатой формы.

Стойка 5 верхней ча стыо может быть, связана с устройством типа лебедки или с любым другим средством перемещения предмета (на фиг.1 не показаны), например перегрузочной машиной ядерного реактора. В последнем случае стойка 5 проходит через поворотную б, установленную на крышке реактора. Стрелкой 7 показаны возможные направления перемещения стойки, а вместе с ней и всего захвата. Позицией 8 показан жидкий металл (например, натрий), а поз.9 - газовая атмосфера (например, аргон). Как видно из фиг.1, в жидкий металл погружается только нижняя часть захвата, з коробка 4 постоянно остается в газообразной среде. Ползун 3 укреплен в подшипниках скольжения 10. Верхняя часть ползуна 3 шарнирно соединена с двумя серьгами 11, установленными с возможностью поворота на оси 12,установленной в коробке 4. Ползун приводится в движение через серьги посредством приводного стержня 13, размещенного внутри подъемной стойки 5 и шарнирно связанного с концами серьг, противоположными концам, связанным шарнирно с ползуном. Аксиальные перемещения управляющего стержня 13 вызывают соответствующие перемещения ползуна 3 в направлениях, схематически показанных стрелкой 14. Возможно также и иное конструктивное выполнение верхней части захвата, например использование управляющего троса, как в прототипе.

На фиг.2 и 3 показана нижняя часть захвата., погруженная в натрий 8 для монтажа либо демонтажа тепловыделяющей сборки с головкой 15. Расширенная нижняя часть трубчатого корпуса 2 образует колокол 16, открытый вниз. Посредством разрезного упругого кольца 17 во внутренней проточке колокола крепится кольцевая опорная деталь 18 (возможны также другие варианты крепления, например, посредством шпонки). Вокруг оси 19 трубчатого корпуса 2 в продольных пазах детали 18 размещены предпочтительно три пальца 20 (о случае применения трех зацепляющих пальцев они установлены равномерно по окружности, т.е. через 120. Каждый палец установлен на индивидуальной укрепленной в детали 18 горизонтальной оси 21с возможностью поворота на ней и имеет нижний зацепляющий выступ 22. Выступ 22 в положении захватывания ТВС входит в канавку 23, выполненную на внутренней поверхности головки 15 ТВС.

Ползун 3 .выполняется трубчатым и имеет в нижней части зону, в которой стенка трубчатой оболочки заметно толще стенок в остальной части ползуна. На указанном участке увеличенной толщины стенки выполняются выемки 24, ограниченные в верхней и нижней частях плоскостями, наклонными к оси 19 соответственно в одном и противоположном направлениях. Выемки 24 рззмеще0 ны на уровне пальцев 20 для обозначения их работы. Каждый палец имеет верхнюю 25 и нижнюю 26 приводные плоскости, взаимодействующие с соответствующими плоскостями выемки 24. Нижняя часть выемок 24

5 заканчивается опорной закраиной 27, плоскость которой перпендикулярна оси 19 (закраина позволяет надежно фиксировать положения захватывания головки ТВС и ограничивает перемещение ползуна вверх).

0 Легко видеть, что описанная конструкция при перемещении ползуна вверх обеспечивает захватывание головки ТВС и, наоборот, при перемещении ползуна вниз пальцы 20 раскрываются и захваченная головка ТВС

5 высвобождается. Подобный принцип работы захвата, как следует из описанных выше аналога и прототипа, известен.

Отличительным признаком устройства является наличие эластичного элемента. В

0 варианте конструкции, изображенном на фиг.2 и 3, внутренняя поверхность колокола 16 и наружная поверхность ползуна 3 снабжены кольцевыми выступами 28 и 29. К этим выступам герметично прикреплен, напри5 мер, при помощи сварки или пайки сильфон 30, выполняющий функцию эластичного элемента. Сильфон 30 имеет поперечные гофры, обеспечивающие его деформацию в осевом направлении по оси 19. На фиг.2 и 3

0 изображен сильфон, содержащий две соос- ные оболочки 31 и 32 (сильфон может быть выполнен, например, из нержавеющей стали). Таким образом, кольцевое пространство 33 между внутренней поверхностью

5 колокола 16 и наружной поверхностью ползуна 3 герметично закрыто в своей верхней части сильфоном 30 и открыто в своей нижней части.

Деталь 18 и пальцы 20 установлены

0 внутри колокола 16 в кольцевом пространстве 33 ниже сильфона 30, но заведомо выше нижней кромки колокола 16,

Эластичный элемент (сильфон) допускает необходимое аксиальное перемещение

5 ползуна без нарушения герметичности верхней части кольцевого пространства 33. Захват работает следующим образом. Для демонтажа ТВС из активной зоны реактора захват 1 посредством специального средства перемещения через подъемную

стойку 5 опускают нижней частью в жидкий натрий 8 и колокол 16 устанавливают на грловку 15 ТВС. подлежащей перегрузке (для облегчения установки отверстие колокола имеет скошенную во внутреннюю сторону кромку). До опускания в расплав з|ахвата 1 кольцевое пространство 33 и внут- р|енний объем ползуна 3 заполнены инертным газом. При погружении нижней части захвата в натрий с уровнем 34 внутренний объем ползуна заполняется до того же уровня, если внутренний объем ползуна сообщен, с газообразной средой над уровнем р|асплава, а в пространстве 33 устанавливается уровень 35. Дальнейшему поднятию уЬовня 35 препятствует сжавшийся газ. на- хрдившийся в пространстве 33 до погруже- нЦя колокола 16 в расплав.

Средства захватывания (пальцы 20) ус- т новлены так. что при максимальном погружении в расплав (оно определяется конструкцией конкретного ядерного реак- трра) они полностью расположены в среде инертного газа и не соприкасаются непосредственно с жидким металлом, что позво- избежать нежелательного налипания Затвердевшего металла на пальцы и позво- лЈет повысить надежность захвата.

После установки колокола на головку ТВС посредством управляющего стержня 13 ползун поднимают до отказа вверх (перёд погружением в расплав ползун зажимает противоположное нижнее положение, ерответствующее положение раскрытия пальцев), что приводит к сцеплению пальцев 2f) столовкой 15 ТВС. После этого ТВС может быть демонтирована из активной зоны - поднята и направлена, например, во внут- рикорпусное хранилище отработанных Tf3C. При помощи того же захвата на место извлеченной загружается новая ТВС, после установки которой ползун опускается, паль- раскрываются, захват расцепляется со сборкой и поднимается.

Таким образом, благодаря использованию изобретения повышается надежность в работе захвата и при этом не происходит кйкого-либо усложнения технологического процесса перемещения предмета из расплава в газообразную среду....

Формула изобретения

1. Захват для перемещения предмета из расплава в газообразную среду, содержащий трубчатый корпус, связанный со средством перемещения предмета, и ползун, установленный с возможностью перемещения в аксиальном направлении внутри труб- чатого корпуса, а также средства захватывания предмета, выполненные с

возможностью радиального перемещения между положениями захватывания и высвобождения предмета за счет их взаимодействия с ползуном, отличающийс-я тем., что трубчатый корпус снабжен концевой деталью в форме открытого вниз колокола, внутри которого на шарнирных соединениях установлены средства захватывания, выше которых ползун по всей своей периферии связан с внутренней поверхностью трубчатого корпуса посредством эластичного элемента, деформируемого в осевом направлении и герметичного по отношению к газообразной среде, при этом средства захватывания установлены так,

что при погружении нижней части трубчатого корпуса в расплав для обеспечения захвата объекта они полностью расположены в газообразной среде.

2. Захват по п. 1,отличающийся тем, что средства захвата расположены в кольцевом пространстве, образованном концом ползуна и внутренней поверхностью колокола.

з. Захват по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что эластичный элемент представляет собой сильфон. прикреплен одним из своих концов к кольцевому выступу на внутренней поверхности колокола, а другим концом - к кольцевому выступу на наружной поверхности ползуна.

4. Захват по пп.2 и 3, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что внутри колокола выполнена кольцевая проточка, на которой посредством упругого кольца укреплена кольцевая опорная деталь с продольными пазами, в каждом из которых в качестве средства захватывания установлен зацепляющий палец с возможностью поворота на

горизонтальной оси.

1838837

Использование: преимущественно для ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем. Сущность изобретения: захват содержит трубчатый корпус, связанный со средством, перемещения предмета. Внутри трубчатого корпуса установлен ползун с возможностью его аксиального перемещения. Захват снабжен средствами захватывания предмета, выполненными с возможностью радиального перемещения между положениями захватывания и высвобождения предмета за счет их взаимодействия с перемещающимся ползуном. Дополнительно захват, снабжен концевой деталью в форме открытого вниз колокола. Ползун по всей своей периферии связан с внутренней поверхностью трубчатого корпуса посредством эластичного элемента, например сильфона, деформируемого в осевом направлении и герметичного по отношению к газообразной среде. Средства захватывания установлены внутри колоколом так, что при погружении нижней части трубчатого корпуса в расплав для обеспечения захвата объекта, например тепловыделяющей сборки ядерного реактора, средства захвата, выполненные, например, в виде зацепляющих пальцев, полностью расположены в газообразной среде и не имеют нежелательного контакта с расплавом, например жидким натрием. 3 з.п.ф-лы, 3 ил, Ё