МАГАЗИН ДЛЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
FUEL ELEMENT RACK

Изобретение относится к атомной технике, а именно к устройству для загрузки/выгрузки и транспортирования, в частности к магазину для тепловыделяющих элементов (твэлов), используемых, например, в процессе сборки пучка гексагональной формы для тепловыделяющей сборки (ТВС).
Особенностью магазина является то, что наиболее оптимальной его формой является прямоугольная. Эта форма обеспечивает размещение максимального количества твэлов в магазине и простоту их установки/снятия посредством робота, работающего в прямоугольной системе координат. При этом магазин располагают вертикально при загрузке/выгрузке твэлов и горизонтально при его транспортировке. Твэлы не должны переплетаться и выпадать из магазина при любом угловом положении последнего, в том числе и при его транспортировке в защитном контейнере.
Известен магазин тепловыделяющих элементов (Уордсуорт А.Д. Техника работы с ядерным топливом. - М.: Атомиздат, 1965: С.18-19), выполненный в виде цилиндра, по периферии которого расположены ячейки для твэлов, и содержащий привод магазина для его поворота.
Недостатком известного магазина для твэлов является осуществление технологической операции с помощью привода магазина, связанной с поворотом магазина, что снижает точность позиционирования и увеличивает время загрузки/выгрузки магазина. Извлечение твэлов производят захватом загрузочной машины в вертикальном направлении (вверх), что связано с увеличением размеров подготовительного помещения.
Известно устройство для сборки трубчатых изделий в пучок гексагональной формы (А.с. SU №1017463 A, B23P 15/26, B23P 19/00, опубл. 1983 г.), содержащее основание, на котором закреплен магазин под изделия стержневого типа со вставленной в него кассетой, удерживаемой пружинным фиксатором, и поворачивающееся на один шаг с помощью установленного шагового привода вместе с магазином.
Недостатками данного изобретения является выполнение, с помощью установленного на основании устройства шагового привода, поворота магазина с кассетой для изделия, что снижает точность его позиционирования. Магазин со вставленной в него кассетой не обеспечивает максимальное количество размещения изделий, что увеличивает частоту переустановки, время загрузки/выгрузки магазина и цикла сборки пучка изделий в ТВС.
Известно устройство для сборки трубчатых изделий в пучок гексагональной формы (А.с. SU №1290645 A, B23P 15/26, B23P 19/00, опубл. 1985 г.), установленное в защитной камере и содержащее накопитель, представляющий собой передвижную платформу с шаговым приводом и установленным в передвижную платформу магазином, выполненным с пазами для изделий.
Недостатком данного изобретения является перемещение за счет шагового привода в горизонтальном направлении платформы с установленным в нее магазином для изделий, увеличивающим время цикла сборки пучка изделий в ТВС.
В основу изобретения положена техническая задача разработать конструкцию магазина для загрузки/выгрузки и транспортирования твэлов, создающих радиационное излучение, максимальной их вместимостью для сокращения времени цикла сборки пучка твэлов в ТВС.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Магазин для твэлов, содержащий ячейки для твэлов и взаимодействующий с вертикальной неподвижной опорой (опорой) по прямолинейным направляющим, согласно изобретению содержит закрепленный грузонесущий элемент на несущей рамной конструкции с шипами, ряд фиксирующих пластин для подвески твэлов, несколько гребенок для дистанционирования твэлов и подпружиненные поворотные Г-образные створки с механизмом их поворота для ограничения твэлов от выпадения с фиксирующих пластин, Г-образные створки неподвижно закреплены на поворотных осях с зубчатыми секторами в верхней части этих осей и приводимы в действие приводом механизма их поворота, изготовленным с двухсторонней зубчатой рейкой, взаимодействующей с зубчатыми секторами поворотных осей, для ограничения твэлов от выпадения с фиксирующих пластин.
В частном случае исполнения, гребенки изготовлены в виде планок с вертикальными пазами под твэлы.
В частном случае исполнения, гребенки закреплены по высоте магазина равномерно.
В частном случае исполнения, фиксирующие пластины выполнены по форме соответствующей форме хвостовиков, нанизываемых на них твэлов.
В частном случае исполнения, на поворотные оси надеты пружины кручения для поджатия створок.
В частном случае исполнения, опора выполнена с верхним упором для ограничения вертикального движения магазина при его установке в опору.
В частном случае исполнения, привод механизма поворота створок установлен в верхней части опоры.
Изобретение обеспечивает следующие, в частности, технические результаты:
- сокращение времени цикла сборки пучка твэлов в ТВС;
- повышение точности позиционирования магазина для твэлов;
- повышение относительной емкости магазина для твэлов;
- сокращение времени загрузки/выгрузки магазина для твэлов.
Сокращение времени цикла сборки пучка твэлов в ТВС и повышение относительной емкости магазина для твэлов достигается следующим: прямоугольная форма конструкции магазина позволяет более компактно разместить в ней большее количество твэлов, и чем больше твэлов в магазине, тем реже требуется его смена.
Повышение точности позиционирования и сокращение времени загрузки/выгрузки магазина для твэлов обеспечивается тем, что он установлен неподвижно и исключен привод его поворота по сравнению с поворотным магазином.
Изобретение поясняется фиг.1-4:
фиг.1 - внешний вид магазина;
фиг.2 - разрез по А-А (фиг.1);
фиг.3 - разрез по Б-Б (фиг.1);
фиг.4 - разрез по В-В (фиг.1).
Магазин для твэлов 1 (фиг.1) выполнен прямоугольной формы с возможностью компактного размещения в нем большего количества твэлов, что обеспечивает сокращение времени цикла сборки пучка твэлов в ТВС. Магазин для твэлов 1 (фиг.1, 2, 4) содержит грузонесущий элемент 2 и, по бокам, вертикальные шипы 3, ряд фиксирующих пластин 4 для подвески твэлов 16 (фиг.3) и гребенки 5 для дистанционирования твэлов.
Фиксирующие пластины 4 (фиг.4) установлены в верхней части магазина для твэлов 1 и выполнены по форме, соответствующей форме хвостовиков нанизываемых на них твэлов 16, а по высоте соответствующей высоте гребенки 5.
Гребенки 5 (фиг.4) изготовлены в виде планок с вертикальными пазами под твэлы 16 и установлены равномерно по вертикали несущей рамной конструкции магазина для твэлов 1.
Магазин для твэлов 1 снабжен створками 6 (фиг.3), выполненными Г-образной формы, подпружиненными пружиной кручения 7 (фиг.1, 2) и поворотными за счет механизма их поворота (не показано), исполненного для ограничения твэлов от выпадения с фиксирующих пластин 4 (фиг.4).
Пружины кручения 7 (фиг.2) надеты на вертикальные поворотные оси 8 (фиг.1, 2) и одним неподвижным концом закреплены на несущей раме магазина для твэлов 1, а другим прижаты снаружи к поворотным створкам 6 (фиг.3).
В верхней части вертикальные поворотные оси 8 (фиг.2) выполнены с зубчатыми секторами 9 (фиг.2), входящими в зацепление с рейкой 10.
Рейка 10 (фиг.2), входящая в механизм поворота створок 6, выполнена горизонтальной двухсторонней зубчатой формы и взаимодействует с зубчатыми секторами вертикальных поворотных осей 8.
Г-образные створки 6 (фиг.3) под действием усилия пружин кручения 7 выполнены с возможностью закрытия магазина для твэлов 1 (фиг.1) после его загрузки/выгрузки и неподвижно соединены с вертикальными поворотными осями 8 (фиг.2).
По высоте магазина для твэлов 1 выполнен замкнутый с верхней стороны паз 11 (фиг.3).
Магазин для твэлов 1 устанавливают в опору 12 (фиг.1), выполненную с верхним упором 13 (фиг.1) и прямолинейными направляющими 14 (фиг.2), охватывающими вертикальные шипы 3 (фиг.2) магазина для твэлов 1.
Верхний упор 13 выполнен для ограничения вертикального движения магазина для твэлов 1 при его установке в опору 12, а вертикальные шипы 3 выполнены для взаимодействия с прямолинейными направляющими 14 опоры 12.
В верхней части опоры 12 (фиг.1) горизонтально расположен привод 15 линейный (фиг.1), толкатель которого взаимодействует с рейкой 10 (фиг.2) и перемещает ее.
На фиксирующих пластинах 4 (фиг.4) условно изображены твэлы 16 (фиг.3), которые загружают/выгружают из магазина.
Устройство работает следующим образом.
Перед загрузкой твэлами 16 порожний магазин для твэлов 1 вертикально сверху устанавливают в опору 12. При этом его шипы 3 входят в прямолинейные направляющие 14 опоры 12. Вертикальный ход магазина ограничивается верхним упором 13 опоры 12.
После установки магазина для твэлов 1 в опору 12 неподвижно, что повышает точность позиционирования и сокращает временя загрузки/выгрузки магазина, включают привод 15 линейный, перемещающий его толкателем рейку 10, а та, в свою очередь, через зубчатые секторы 9 и вертикальные поворотные оси 8 раскрывает створки 6, поджатые пружинами кручения 7.
В открытый магазин для твэлов 1 посредством дистанционно-управляемого оборудования устанавливают твэлы 16 на фиксирующие пластины 4. При этом пазы под твэлы гребенки 5 ограничивают подвижность твэлов 16 в горизонтальной плоскости.
После заполнения твэлами 16 магазина для твэлов 1 выключают привод 15 линейный, при котором его толкатель отводится. Створки 6 закрываются под действием усилия пружин кручения 7, вертикальные поворотные оси 8 и зубчатые секторы 9 поворачиваются, а рейка 10 перемещается в задвинутое положение.
После указанных действий заполненный магазин для твэлов 1 за грузонесущий элемент 2 вертикально вынимают из опоры 12 и отправляют его к месту назначения. При выгрузке твэлов 16 из магазина для твэлов 1 указанные операции повторяют, за исключением того, что загрузку твэлов заменяют на их выгрузку из магазина для твэлов 1.