Перегрузочное устройство ядерного реактора Советский патент 1979 года по МПК G21C19/10 

Изобретение касается перегрузки ядерных и может быть использовано для извлечения тепловыделяющих элементов и регулирующих стержней из v активной зоны. Известно перегрузочное устройство ядерного реактора, содержащее корпус захват, закрепленный на телескопической штанге, причем захват состоит из двух частей, одна из которых предназначена для извлечения регулирующих стержней, а другая - для извлечения тепловыделяющих элементов 1. Недостатком этого устройства является невысокая надежность работы устройства и его сложность. Известно перегрузочное устройство ядерного реактора, содержащее корпус захватывающий инструмент механически связанный с корпусом, пневматический привод инструмента с поршнем и силовыми возвратными пружинами 2. Недостатком этого устройства являются узкие технологические воз ожности. Целью изобретения является расшире ние технологических возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем : Ч.ТО корпус выполнен из двух частей c.возможностью перемещения относительно друг друга с помощью механического привода с поршнем и силовыми возвратными пружинами, причем силовые возвратные пружины привода перемещения захватывающего инструмента и привода перемещения корпуса расположены в верхней части корпуса и связаны с поршнями посредством штоков, расположенных; один в другом. На фиг.1 показана нижняя часть rteредаточного устройства и головка го:рючего. элемента,разрез В-В;на фиг.2- вырез в увеличенном масштабе, согласно фиг.1, на фиг.З - разрез по корпусу устройства и головке горючего элемента; на фиг.4 - вид А фиг.1, и разрез Б-Б фиг.;... Устройство содержит корпус,iсостоящий из двух частей 1 и 2. Часть 1 навешивается тросами на неизображенном на чертеже, подъемном механизме, расположен1 ом на загрузочном приборе. Обе части 1,2 представляют собой полке тела квадратного поперечного сечения и входящие телескопически, ДРУГ в друга. Верхняя часть корпуса 1 входит внизу в открытый снизу ящик 3. Этот ящик имеет на своей верхней кромке буртик 4, который крепится с помощью болтового соединения фланцем к напрЖ ленному вверх -участку 5 верхней част 1- . - - . / :. Нижняя часть корпуса 2 имеет пром жуточное донышко 6, От нёгЬпрЬстира стенки 7 наверх, которые захватывают открытое вверх пр Ьс«гргГнство .и прилегают в внутренним поверхностя стенок ящика с возможностью скЬльжёния по ним. Стенки ящика 3 имеют напЁ)аВлённые вертикально ввер х-вниз закрытые шлицы 8, В них входят головки 9 болтов, которые вмонтированы в стенки 7. В результате этого ограничивается движение нижней части 2 по отношений к вёрхней части 1 в направлении вниз. Болты 9, как показано на фиг.1, прил гают в самомни ней пдЯожен1ш5асти К йижнёй Ьгр1аничитёльнЬй Тюверхности шлицы 8. Движение нижней части 2 наверх ограничивается тем, что верхние торцоёые поверхности Ю стенки 7 прилегают к кольцевой поверхности 11 на нижней кромке заплечиков ящика 3. Ёозможный при этом подъем характеризуется размером h. Внутри ящика 3 и пределах пробтранства, огранйчёниого стенками 7, располагается вйнтййая нажимная пружина 12, которая опирает ся внизу на промежутбчноё |1бнышко 6 и прилегает наверху к кольцевой поверхности 11. Нижняя часть 2 имеет прости рающую ся ениз- от промёжутОчиогЬ донинка 6 цилиндрическую кромку 13, цилиндрическая поверхность которой 14 продол жается в направлёнии наверх в форме расширяющейся конической поверхности 15 до утолщения 16, в то время, как о на нижнем конце кромки 13 сужЖё тся. Кромка 13 вдвигается в ОтШрйтйё 17 до упор4 об утолщение 16, причем конусообразная поверхность 15 прилегает к соответствующей поверхности, по которой отверстие 17 расширяется в направлении наверх. Верхн ё донышко 18, которое закрывает снизу кромку 13, располагается при этой расстоянии от донышка 19, закрывающего снизу отверстие 17.. В радиаль ных отвёрс xy KOTotilae 1 располагаются в кромке 13 приблизи тельно на половине ее высоты, распо ла гаются шарики 20, дйаметр кЬтбрйх почти равен диаметру отверстий и несколько больше толщины кромки 13, В показанном, на чертеже положении сцеп ления шарики входят в кольцевой паз 21 в отверстии 17. От выпадания из этого кольЦевОгб паза йн: икй Тб прёдотвращаются заслонкой 22, расширяю. це1йся вниз и имеющей форму горшка, которая перемещает6яв прёделах кромки 13 ив показанном самом нижнем положении закрыва1ет снизу радиальные отверстия. Цапфа 23 свободно проходит в открытый сверху шлиц в стенкезахватывающего инструмента 24. Таким образом сцепляется захватывающий инструмент 24 в нижней части 2 корпуса. При этом захватывающий инструмент направлен таким образом по сравнению с ящиком 3, что его боковые стенки оказываются сОосными с боковыми стенками ящика. На корпусе сцепляется в захватывающий ййст руме нт 24 (см.фиг.1) для горючего элемента. Этот инструмент имеет на Ка.ждой стороне выступающие вниз вилкообразные пальцы 25, которые своими внутренними поверхностями прилегают к 26, выступающим наверх от головки 27 горючего элемента. На и с в%рхней торцовой кромке опирается захватывающий инструмент 24 для горючего элемента своими поверхностями заплечиков 28. При этом прос тираются нижние сужающиеся концы пальцев 25 почти до поверхности заплечи.ков29 головки горючего, элемента. Эта головка имеет между выступающими наверх пальцами 26 стенки 30с двумя прямоуГольньп и окошечками 31. В две пары расположенных, напротив друг другг1 окошечек 31 могут, как это показано , на фаг.2, входить нижние крючкообразные концы захватывающих защелок 32,/которые располагаются поВЪрЬтно в захватывающем инструменте 24 для горючего элемента вблизи от нижнего доньЕшка 19 с расположенными горизонтально шарнирными болтами 33. Каждая из Двух расположенных напрог тив друг друга захватывающих защелок 312 сЬеданяётся друг с другом рычажными сгибаемыми штангами. Эти штанги имеют Два Одинаковых коромысла34, которые с одной стороны входят с шарнирным болтом 35 ниже шарнирного болта 33 в захватывающую защелку 32 и с другой стороны соединяются общим шарнирным бол:том 36 с нижним концом штанги 37, Которая перемещается в вертикальном направлении во втулке 38, простйрйюЩё йся вниз от донышка 19. Оба болта 37, относящиеся к паре за;хватываюЩих защелок 32, соединяются друг с другом своими верхними концами соединительной пластиной 39 выше донышка 19. В центре захватывающего инструмента 24 располагается нажимная пружина 4О внасадке 41, выступающей вниз до дбнйшка .19, которая стремится перемещать соединительную пластину в направлении вверх. Для привода захватывающего инструмента 24 Служит пневма тический .сило- . вой привод с цилиндром 42, который насажен на донышке 18 и имеет поршень 43. Черёз отверстие в донышке 18, закрыВа1Ющей снизу цилиндр 42, пропускается насаженный на поршне 43 штамп 44, который прилегает к соединительной пластине 39. Ё направлении наверх продолжеийем штампа 44 служит шток поршня 4S, которы.й направляется наверх через отверстие в крышке 46, закрывающей свёр хуцилиндр 42. Другой аналогичный пневматический силовой привод, который служит для подъема и опускания заслонки 22/ имею щей форму горшка, располагается в пре делах нижней части корпуса 2 захватывающего тела выше другого силового привода. Его цилиндр 47 насажен на промежуточном донышке 6. От соответствующего поршня 48 направляется полы шток поршня 49 вниз через отверстие промежуточного донышка 6; на его нижнем конце крепится заслонка 22, имею щая форму горшка. В направлении вверх пропускается полый шток поршня 49 через отверстие в крышке 50, закрываю щей цилиндр 47. Выше крышки 50 насажена кольцевая шайба 51 на полом штоке поршня 49, которая служит в качест ве нижней опоры для силовой возвратной пружины 52. Эта пружина опирается наверху на фиксатор ЬЗ в блоке 54,насаженном на крышке 50. В отверстии полого штока поршня 49 пропускается шток поршня 45. Он входит через отверстие в фиксаторе 53, проходит через .него и несет на своем верхнем конце кольцевую шайбу 55,которая служит в качестве нижнего подшипника для силовой пружины 56 Эта пружина опирается наверху .о другой фиксатор 57 блока 54. Шток поршня 45 имеет сверление по ;своей длине. В этом отверстии пропусг кается ощупывающая штанга 58. Она не:сет на своем конце, выступающем за фиксатор 57, кулачковый поршень Ь9, на который воздействует винтовая нажимная пружина 60 направленной вниз силой, которая опирается наверху о другой фиксатор 61 блока 54. На кулачковом поршне 59 располагается огра ничительный шуп 62, который соединяется сигнальным проводом с указательным инструментом в состоянии работы загружающего прибора. К каждому из обоих Цилиндров 42,4 подсоединяется снизу и сверху поршня 43 или 48 воздушный трубопровод 63-66 {шланговые соединения 67 закрываются после монтажа). / Для пружин 52 и 56 предусматривав ется следующее стопорное устройство. На блоке 54 располагается двухплечий. рычаг 68 с возможностью поворачи вания вокруг горизонтальной оси 69. На одном плече этого рычага имеется цапфа 70, которая проходит с зазором через отверстие в кромке буртика 4. 1 На конце другого плеча рычага находится внизу закругленная кромка 71 служащая в качестве отводного элемента. Выше от этой кромки образует это плечо рычага носик 72. На выступах кольцевьпс шайб 51 и 55 располагаются поворотно два плоских стержня 73,74/. которые смещены в сторону относительно друг друга. Плоский стержень 73 имеет длину в два раза большую, чем плоский стержень 74. Они удерживают-ся с помощью плоскихпружин 75,76 своими верхними концами, прижимаясь к кромке 71 и к концу двухплечвго рычага 68, имекнцего носик 72. Стенки ящика 3, а также пропускаемые через негр стенки 7 имеют выемки 77,78, которые частично перекрываются. Устройство работает следующим образом. С нижней частью 2 сцепляется зах-. ватывающий инcтpS лeнт 24 для горючего элемента с помочую шариков 20, и этот инстру1-1ент установлен на головке 26 горючего элемента. Яахватываюбще Защелки 32 находятся (согласно показанному положению толстыми линиями на фиг.2) в закрытом положении. Их крючкообразные кон.цы проходят таким образом через окошечко 31. Это закрытое положение соответствует тому, что поршень 43 нижнего силового прибора переводится пружиной 56 в нижнее конечное положение. В соответствии с этим нажимает штамп 44 через Соединительную пластину 39 штанги 37 вниз, что соответствует закрытому положению захватывающих защелок 32. После этого кольцевая шайба 55 находится в своем нижнем положении. Из этого положения кольцевая шайба 55 подниматься не может. Затем верхняя часть корпуса 1 поднимается вверх по отношению к нижней части 2 на величину хода h, так что двухпле-, чий рычаг-6.8 поворачиваемся .из за стопоренногоположения в направлении по часовой стрелке и фиксируется в этом положении. При этом носик 72 располагается на верхних концазс плоских стержней 73, 74, так что кольцевые диски 51 и 55 удерживаются в своих нижних положениях. Вследствие этого оказывается возможным Леремещать поршни 43 и 48 с помощью сжатого воздухавверх,которые располагались приблизительно в нижних камерах.цилиндров 42 или же 47 и тем самым сжимать пружину 52 или же 56. Тем самым обеспечивается сцепление как между захватывак)щим инструментом 24 для горючего элемента и головкой 26 горючего элемента с помощью захватывающих защелок 32, так и сцепление между нижней частью корпуса ,2 и захватываквдим-инструментом 24 для горючего элемента с помощг ю шариков 20. Вследствие этого не су1цествует опасности, что может упасть горючиЯ. .элемент всле.цствие отключения oднor o из : ;цеплений. когда в результате подъема частей корпуса горючий элемент вынимается из своего фиксированного положения. Если головка 27 горючего элемента, должна отцепиться от захватывающего инструмента 24 для .горючегоэлемента, то горючий элемент опускается в свое фиксираванное положение, так что зах 7 ватывающий инструмент 24 для горюче го элемента и нижняя часть 2 корпус не могут перемещаться дальше вниз. Если После ЗтО ГЙ 1Гё р5Гн яя| часть TTfop пуса: опускается дальше внйз ; те ДВй жется она вниз,, пока кольцёваягТШвёр ность 11 не будет соприкасаться с верхней торцовой поверхностью 10 сте кн 7. При этом винтовая йажимыая пру жина 12 снимается на величину 4, что способствует амортизации удара при срабатывании захватывающего инстру ментаТ - .-. После этого -дйуплечий рычаг 68i iKS s byje -WSsc v- - - . . поворачивается в направлении против часовой стрелки в положение разъединения (которое Пбказано на фиЪ.Г пуйктирными линиями). При этом отжимает кромка 71, как направляющее п риспособлёние, плоские стержни 73, 74 против усилия пластинчатых пружин 75,76 из положения сцепления, показанного сплошными линиями на фиг.5, в положение для-подготовки сцепления причем верхние концы плоских стержней 73, 74 выходят за носиков 72. После этого для расцепления горючего элемента 26 подается под поршень 43 пе трубопроводу 63 под давлением воздух, причём по трубопроводу 64 воздух выходит из цилиндра 42, Вследствие этого поршень 43 перемещается вверх под действием сжатия пружины 56, в-результате чего захватывающие защелки 32 поворачиваются под влиянием пружины 41 в свободное положение. При движении поршн 43 вверх перемещается вдоль по кромке 71 плоский стержень 74, участв пощий в этом движении. Напротив,,плоский стержень 73 в своем по Ложёнии, готовом к сцеплению. Если теперь часть корпусаподнимае ся, то перемещается она сначала по отношениюк находящейся в покое ниж. части 2 навёлйчину noiifbiMahT , При этом двуплечий рычаг 68 пово рачийаetCiT в эaic т6г1брё н ноё положё нйе в направлении по часовой стрелке.. При этом перемещается носик 72 на ве нем конце плоского стержня- 74, так что поршень 43 остае с;я в бвбём поло жении поддействием сжатого воздуха, т.е. захватывающие защелки 32 сохраняются в расправленном положении. В соответствии с этим при дальнейшем подъеме корпуса 1,2 головка 27 горючего элемента не захватывается. Толь ко когда захватывающий, инструмент 24 оттягивается от нве,выпус|сается сжаты воздух ниже поршня 43. Вследствие этого перемещается вни под действием пружины 56 поршень 43 и вместе с ним плоский стержень 74, isro верхний конец .скользит при этом вдоль по носику 72 и входит под Пе ствием давления пружины 76 в положение сцепления, когда поршень 43 располагается в своем верхнем положении в котором его верхний конец рпсполагается под носиком 72. В результате этого захватывающие защелки 32 располагаются в положении закрывания и столоря-гся в этом положении. Плоский стёржень 73, напротив, при поднимании верхней части 2 захватывающего тела сразу же переводится из св.оего положения, ГЬтсГвогЬ к сцеплению, в положение сцепления, в котором его верхний конец располагается под носиком 72-В. соответствии с этим поршень48 фиксируется в своем нижнем положеййй, так что соединение сцепления между захв атывающим инструментом 24 и нижней частью 2 захватывающего тела не может разъединяться. РазъедйНеНИе захватывающего инструмента 24 для горючего элемента от нижней части 2 захватывающего тела происходитсоответствующим образом. Предпосылкой для этого является то, что захватывающий инструмент 24 для. горючего элемента перемещается в нижнее положение, так что при дальнейшем движении вниз верхней части 1 захватывающего тела, последняя перейё; Шётся в н.из по отношению к не двигающейся уже более вниз нижней части 2. Вследствие этого двуплечий рычаг 68 поворачивается в положение разъединения в направлений против часовой стрелки, так что плоские стержни 73,74 опрокидываются кромкой 71 в положения/готовые к сцеплению., После этого поршень 48 поднимает ся сжатым воздухом, пoдaвaeмыvI из трубопровода 65, сжимая пружину 52, заслонка 22 поднимается в свободное положение и шарики могут выходить из J{oльцёвoгo паза 21. При э 6м плоский стержень 73 проталкивается по кромке 71 наверх в свободное положёни. Еслипосле этого верхйяя 1 §Э Шть1ва;ющёгсГ тела подниKiae cfl и по отношению к нижней части проходит вёлйчйну шага h, то попадает двуплечий рычаг 68в застопоренное положение, не захватывая при этом плоский стержень 73 вниз от носика 72. Вследствие этого остается поршень 48 в верхнем .положении. Только тогда, когда кромка 13 выходит из отверстия 17, выдувается сжатый в.оздух под-поршнем 48, опускается. он в свое: нижнее . положение, так что плоский стержень 73 с тжимается пластинчатой пружиной75 в положение сцепления, так что поршень 48 стопорится. Вследствие этого движется верхняя часть 1 захватывающего тела при дальнейшем опускании вниз на величину h, так что освобождаются кольцевые шайбы 51 и 55. После этого поднимается заслонка 22 под действием сжатого возйуха, который подается под поршень 48. Вследствие этого отжимаются шарики 20 внутрь поверхностями 15, так что кромка 13 может входить в от верстие 17, пока утолщение 16 не будет прилегать к верхней торцовой поверхности инструмента. При этом шарики 20 входят в кольцевой паз 21, когда заслонка 22 переводится вниз. Это прйисходи тогда, когда сжатый воздух вьвдувается из цилиндрической камеры под поршнем 48, под действием нажимной винтовой пружины 52 в данном случае с использованием сжатого ,воздуха из трубопровода 66. При даль нейшем подъеме верхней части корпуса 1 перемещается оно по отноилению к нижней части 2 вверх опять на величину размера h, так что стопорятся оба силовых привода. Формула изобретения Перегрузочное устройство ядерного реактора, содержащее корпус, захваты вающий инструмент, механически связа ный с корпусом, пневматический привод инструмента с поршнем и силовыми возвратными пружинами, отличающе е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей:устройства, корпус выполнен из дйух частей с возможностью перемещения относительно .друг друга с помощьюпривода с поршнем и силовыми возвратными.пружинами, причем силовые возвратные пружины прив6да перёмещёния захватывающего инструмента и привода перемещения корпуса расположёны в верхней части корпуса и связаны с поршнями посредством штоков, расположенных один в другом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ 2018945, кл. 21 g 21/20,1972J. 2.Уордсуорт А.Д. Техника работы с ядерным топливом, М., Атомиздат, 1965, с.172, рис.22.12.

667170

Фш.г

f}

47

1/г2

Ш

Б- 6