Перегрузочная машина ядерного реактора

Полезная модель относится к устройствам для перегрузки тепловыделяющих сборок в ядерном реакторе, используемым в атомном машиностроении. Техническим результатом данной полезной модели является упрощение конструкции и повышение уровня эксплуатационной надежности перегрузочной машины, связанное с обеспечением демпфирования нагрузок на рабочую штангу, возникающих при отклонении рабочей штанги от вертикали вследствие динамического воздействия, а также обеспечение точной установки рабочей штанги в вертикальное положение в штатном режиме работы и автоматическое возвращение предварительно установленного вертикального положения рабочей штанги после снятия динамического воздействия. Предложена перегрузочная машина ядерного реактора, содержащая рабочую штангу, установленную на тележке с возможностью приведения в вертикальное положение и возможностью отклонения от вертикали, отличающаяся тем, что рабочая штанга присоединена к тележке посредством шарнирной опоры и возвратных демпфирующих элементов, снабженных регулировочными винтами, посредством которых реализована указанная возможность приведения рабочей штанги в вертикальное положение. В качестве возвратных демпфирующих элементов использованы установленные под углом к оси рабочей штанги пружинные блоки, выполненные с возможностью регулирования предварительного сжатия пружин. 1 н.п., 6 з.п., 2 фиг.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая полезная модель относится к области атомного машиностроения, более конкретно к устройствам для перегрузки тепловыделяющих сборок в ядерном реакторе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В атомном машиностроения существует потребность в создании устройств, с помощью которых возможно безопасно производить операции по перегрузке тепловыделяющих сборок в ядерном реакторе, в том числе в случае возникновения нештатных ситуаций, вызванных аварийным торможением при отключении электроэнергии, при срабатывании блокировки, землетрясении, воздействии ударной волны и т.д.

Из международной публикации WO 2008033087 известна перегрузочная машина ядерного реактора, содержащая тележку с опорой и вертикальную рабочую штангу, жестко установленную на опоре тележки. В известной перегрузочной машине, жесткое крепление рабочей штанги в опоре тележки может в случае возникновения нештатных ситуаций служить причиной повреждений рабочей штанги и/или опоры.

Из патента РФ на изобретение 2393561 известна перегрузочная машина ядерного реактора, содержащая рабочую штангу, размещенную на тележке и установленную вертикально с возможностью отклонения от вертикали и возможностью взаимодействия с демпфирующими элементами. От отклонения от вертикали при штатных условиях эксплуатации рабочую штангу удерживают упоры, которые снабжены штифтами, срезающимися от нагрузок, превышающих некоторую величину. Недостатком данной перегрузочной машины является отсутствие демпфирования нагрузок, а также необходимость замены срезанных при внезапном динамическим воздействии штифтов и связанные с этим затраты дополнительного времени на восстановление работоспособности перегрузочной машины.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой перегрузочной машины ядерного реактора является перегрузочная машина, описанная в европейском патенте на изобретение ЕР 0743652. Указанная перегрузочная машина содержит рабочую штангу, установленную на тележке с возможностью приведения в вертикальное положение и возможностью отклонения от вертикального положения. Рабочая штанга дополнительно выполнена с возможностью взаимодействия с демпфирующими элементами, размещенными между тележкой и рабочей штангой. Упругие элементы изготовлены из специальных полимерно-металлических материалов и служат в качестве демпферов, воспринимающих нагрузки, возникающие в случае внезапного динамического воздействия на перегрузочную машину. В штатном режиме эксплуатации (т.е. при отсутствии внезапного динамического воздействия) угол отклонения оси рабочей штанги от вертикали корректируется при помощи четырех электромеханических домкратов. Недостатком прототипа является сложность конструкции, связанная с наличием электромеханических домкратов. Кроме того, в такой конструкции трудно добиться высокой точности установки рабочей штанги в вертикальное положение, необходимой для эксплуатации перегрузочной машины в штатном режиме работы.

Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции перегрузочной машины для ядерного реактора, обеспечение высокой точности установки рабочей штанги в вертикальное положение и обеспечение демпфирования нагрузок, возникающих при динамическом воздействии на перегрузочную машину.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Указанная техническая задача решена в перегрузочной машине ядерного реактора, содержащей рабочую штангу, установленную на тележке с возможностью приведения в вертикальное положение и возможностью отклонения от вертикали. Рабочая штанга присоединена к тележке посредством шарнирной опоры и возвратных демпфирующих элементов, снабженных регулировочными винтами, посредством которых реализована указанная возможность приведения рабочей штанги в вертикальное положение. Возвратные демпфирующие элементы выполнены в виде пружинных блоков, каждый из которых содержит по меньшей мере одну пружину с регулируемой силой предварительного сжатия. При отклонении рабочей штанги от вертикали вследствие динамического воздействия возвратные демпфирующие элементы обеспечивают автоматическое возвращение рабочей штанги в вертикальное положение после снятия динамического воздействия. Возвратные демпфирующие элементы установлены под углом к оси рабочей штанги. Дополнительно перегрузочная машина ядерного реактора содержит направляющую для направления рабочей штанги, причем указанная штанга размещена в направляющей с возможностью перемещения в ней в осевом направлении, а регулировочные винты выполнены с возможностью выставления с определенным зазором или без указанного зазора по отношению к направляющей. Предпочтительно угол, образованный продольными осями регулировочных винтов и продольной осью рабочей штанги, составляет от 95 до 140 градусов включительно. Наиболее предпочтительно указанный угол составляет приблизительно 110 градусов. Техническим результатом данной полезной модели является упрощение конструкции и повышение уровня эксплуатационной надежности перегрузочной машины, связанное с обеспечением демпфирования нагрузок на рабочую штангу, возникающих при отклонении рабочей штанги от вертикали вследствие динамического воздействия, а также обеспечение точной установки рабочей штанги в вертикальное положение в штатном режиме работы и автоматическое возвращение предварительно установленного вертикального положения рабочей штанги после снятия динамического воздействия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приведено описание предпочтительного варианта реализации настоящей полезной модели со ссылкой на прилагаемые чертежи. На Фиг.1 показан общий вид в разрезе предлагаемого соединения рабочей штанги и рамы тележки перегрузочной машины ядерного реактора. На Фиг.2 показан общий вид пружинного блока в разрезе.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

На фиг.1 изображен вид в разрезе, иллюстрирующий соединение рабочей штанги и рамы тележки перегрузочной машины ядерного реактора согласно предпочтительному варианту реализации настоящей полезной модели. В предлагаемой конструкции направляющая труба 2 рабочей штанги 4 установлена в шарнирной опоре 3, размещенной на раме тележки 1. Шарнирная опора 3 выполнена с возможностью обеспечения отклонения направляющей трубы 2 и соответственно рабочей штанги 4 от вертикального положения и содержит находящиеся в соприкосновении выпуклую и вогнутую шайбы, обеспечивающие указанную возможность. В данном варианте реализации полезной модели отклонение рабочей штанги от вертикального положения возможно в пределах 10-12 градусов. В нижней части рамы тележки вокруг направляющей трубы под углом к оси рабочей штанги установлены пружинные блоки 5. Как показано на Фиг.2, пружинные блоки 5 содержат корпус блока 6, содержащий пружину 7, регулировочный винт 8 со стопорной гайкой 9 и упорный элемент 10. В различных вариантах реализации полезной модели могут быть использованы по меньшей мере три пружинных блока. Наиболее предпочтительно использование восьми пружинных блоков. В подпружиненные штоки пружинных блоков 5 вкручены регулировочные винты 6, выполненные с возможностью упора в элементы направляющей трубы 2. Регулировочные винты предназначены для установки рабочей штанги в вертикальное положение с высокой точностью при работе в штатном режиме. В конструкции согласно предпочтительному варианту реализации полезной модели возможно обеспечить установку рабочей штанги в вертикальное положение с точностью не хуже нескольких единиц угловых минут. Установка пружинных блоков под углом к оси рабочей штанги предотвращает возможность соскакивания выпуклой шайбы шарнирной опоры с вогнутой шайбы шарнирной опоры в случае отклонения штанги от вертикального положения при динамическом воздействии. Предпочтительно угол между продольными осями рабочей штанги 4 и продольными осями регулировочных винтов 6 составляет от 95 до 140 град включительно. Наиболее предпочтительно указанный угол между продольными осями рабочей штанги 4 и продольными осями регулировочных винтов 6 составляет приблизительно 110 градусов.

Предлагаемое устройство для перегрузки тепловыделяющих сборок работает следующим образом. Регулируют одним из известных способов степень сжатия пружин 6 пружинных блоков 5, исходя из требования обеспечения жесткости пружин пружинных блоков, необходимой для демпфирования нагрузок, возникающих при динамическом воздействии. С помощью регулировочных винтов 6 производят установку рабочей штанги 4 в вертикальное положение. Для этого вкручиванием-выкручиванием винтов 6 относительно корпуса пружинных блоков 5 обеспечивают приведение рабочей штанги в вертикальное положение. После этого закрепляют положение регулировочных винтов стопорной гайкой. Любой из указанных регулировочных винтов может быть выставлен с определенным зазором или без указанного зазора по отношению к направляющей трубе, направляющей рабочую штангу. Предлагаемая конструкция позволяет выполнить данную регулировку с высокой точностью. Благодаря данной регулировке рабочая штанга 4 при работе в штатных условиях эксплуатации сохраняет по существу вертикальное положение. В нештатных ситуациях, например при динамическом воздействии, вызванным аварийным торможением, землетрясением и т.п., а именно в случае, когда внешние силы, действующие на рабочую штангу, превышают силу предварительного сжатия пружин, штанга отклоняется на шарнире, а пружины демпфируют нагрузки. После снятия нештатных нагрузок рабочая штанга под действием пружин снова занимает по существу вертикальное положение и готова к работе.

1. Перегрузочная машина ядерного реактора, содержащая рабочую штангу, установленную на тележке с возможностью приведения в вертикальное положение и возможностью отклонения от вертикали, отличающаяся тем, что рабочая штанга присоединена к тележке посредством шарнирной опоры и возвратных демпфирующих элементов, снабженных регулировочными винтами, посредством которых реализована указанная возможность приведения рабочей штанги в вертикальное положение.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что возвратные демпфирующие элементы выполнены в виде пружинных блоков, каждый из которых содержит по меньшей мере одну пружину с регулируемой силой предварительного сжатия.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что при отклонении рабочей штанги от вертикали вследствие динамического воздействия возвратные демпфирующие элементы обеспечивают автоматическое возвращение рабочей штанги в вертикальное положение после снятия динамического воздействия.

4. Машина по п.1, в которой возвратные демпфирующие элементы установлены под углом к оси рабочей штанги.

5. Машина по п.1, дополнительно содержит направляющую для направления рабочей штанги, причем указанная штанга размещена в направляющей с возможностью перемещения в ней в осевом направлении, а регулировочные винты выполнены с возможностью выставления с определенным зазором или без указанного зазора по отношению к направляющей.

6. Машина по любому из пп.1 и 4, в которой угол, образованный продольными осями указанных регулировочных винтов и продольной осью указанной рабочей штанги, составляет от 95 до 140º включительно.

7. Машина по любому из пп.1 и 4, в которой угол, образованный продольными осями указанных регулировочных винтов и продольной осью указанной рабочей штанги, составляет приблизительно 110º.