НАКЛОННЫЙ ПОДЪЕМНИК ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
INCLINED ELEVATOR OF NUCLEAR REACTOR

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано в составе перегрузочного оборудования ядерного реактора.
Известен ядерный реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, в котором для перегрузки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) используется наклонный подъемник (транспортер), верхняя часть которого расположена в газовой атмосфере шахты выдачи, а нижняя часть - в воде бассейна выдержки («Машиностроение ядерной техники». Книга 1, том IV-25. Москва, «Машиностроение», 2005, стр. 345).
Расположение проходки наклонного подъемника и бассейна выдержки с охлаждающей водой в одном здании с реактором снижает надежность и безопасность реакторной установки, так как при потере герметичности стенки бассейна выдержки в аварийной ситуации (например, при землетрясении) вода может поступить в помещения с радиоактивным натриевым оборудованием первого контура, что может привести, при активном взаимодействии натрия с водой, к пожару с тяжелыми радиационными последствиями.
Маленький угол наклона рельсового пути к плоскости горизонта приводит к большой длине участка рельсового пути, который тележка наклонного подъемника с ОТВС проходит в газовой атмосфере. В аварийной ситуации, связанной с потерей электропитания, ОТВС зависает в газовой атмосфере, что приводит к ее перегреву за счет собственных остаточных тепловыделений, к потере герметичности оболочек тепловыделяющих элементов и выходу радиоактивных продуктов деления в помещения реакторной установки.
Известен наклонный подъемник ядерного реактора, содержащий привод, барабан с тросом, тележку с гильзой для установки ОТВС и прямолинейный рельсовый путь с верхним и нижним упорами (патент на полезную модель №77489), который по большинству существенных признаков принят за прототип.
В этом наклонном подъемнике, в случае отказа электропитания, перемещение тележки с ОТВС в воду бассейна выдержки может производиться при помощи ручного привода, что регламентировано нормативными документами по безопасности. Однако вследствие того, что скорость перемещения тележки с ОТВС ручным приводом существенно ниже скорости перемещения тележки электроприводом, существует ограничение по длине рельсового пути, которую тележка с ОТВС может пройти в газовой атмосфере без превышения допускаемой температуры оболочек тепловыделяющих элементов. Особенно актуальна эта проблема для больших энергетических реакторов, где длинный рельсовый путь (при размещении, например, бассейна выдержки в отдельно стоящем здании) и тяжелые ОТВС (чем тяжелее ОТВС и, соответственно, тележка, тем меньше скорость перемещения тележки с ОТВС ручным приводом).
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение прямолинейности перемещения троса при увеличении угла наклона наклонного коридора в наклонном подъемнике.
Решение поставленной задачи позволяет уменьшить габариты проемов в стенках здания реакторного отделения и бассейна выдержки, через которые проходит тележка.
Задача решается тем, что в наклонном подъемнике ядерного реактора, содержащем тележку с гильзой для установки отработавших тепловыделяющих сборок, перемещающуюся по рельсовому пути в наклонном коридоре, барабан с тросом, привод, на входе в наклонный коридор установлен направляющий блок, снабженный ручьем для прохождения троса и установленный относительно рельсового пути под углом β, удовлетворяющим условию: tgβ=t/7πD,
где β - угол наклона блока направляющего к рельсовому пути;
t - шаг канавок для троса на барабане;
D - диаметр барабана, причем ручей направляющего блока выполнен асимметричным, а его ось расположена по траектории движения троса.
Суть технического решения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 показан продольный разрез наклонного подъемника;
на фиг. 2 показано поперечное сечение ручья направляющего блока;
на фиг. 3 показана траектория перемещения троса.
В состав наклонного подъемника входят тележка 1 с жестко закрепленной на ней гильзой 2 для ОТВС, перемещающаяся по рельсовому пути 3, расположенному в наклонном коридоре 4, соединяющем шахту выдачи 5 реакторного здания 6 с бассейном выдержки 7. Тележка 1 соединена тросом 8 с барабаном 9.
Барабан 9 установлен на проходке 10, расположенной в защитной стене 11 между шахтой выдачи 5 и операторской 12, где установлен соединенный с проходкой 10 электропривод 13, снабженный ручным приводом 14. В потолке шахты выдачи 5 выполнен канал 15, через который в гильзу 2 тележки 1 устанавливается ОТВС.
В больших энергетических реакторах с целью сокращения длины рельсового пути или при размещении, например, бассейна выдержки в отдельно стоящем здании увеличивают угол наклона наклонного коридора 4.
Большой угол наклона наклонного коридора 4 не позволяет сохранить прямолинейность траектории троса 8 при опускании тележки 1 в бассейн выдержки 7. Чтобы сохранить прямолинейность траектории троса 8, на входе в наклонный коридор 4 установлен направляющий блок 16, снабженный ручьем 17.
Вхождение троса 8 в ручей 17 направляющего блока 16 происходит только при нахождении тележки 1 в бассейне выдержки. При этом в момент вхождения троса 8 в ручей 17 направляющего блока 16 трос 8, кроме его вертикального перемещения при опускании тележки, перемещается еще и в поперечном направлении из-за бокового смещения троса 8 при его сматывании с барабана 9 с нарезными канавками. Для обеспечения минимального отклонения троса 8 от плоскости ручья 17 направляющего блока 16 последний установлен относительно рельсового пути 3 под тем же углом, что и трос 8 при его сматывании с барабана 9 во время опускания тележки 1. При стандартном взаимно перпендикулярном положении оси барабана 9 и рельсового пути 3 угол между тросом и рельсовым путем сохраняется постоянным от барабана до направляющего блока и определяется из уравнения:
tgβ=t/πD
где β - угол наклона троса к рельсовому пути;
t - шаг канавок для троса на барабане;
D - диаметр барабана.
Для обеспечения максимальной площади прилегания троса 8 к ручью 17 блока направляющего 16 (что увеличивает долговечность троса) ось симметрии 18 ручья 17 направляющего блока 16 направлена по траектории движения троса 8 в момент его вхождения в ручей блока.
Асимметричное расположение ручья позволяет уменьшить габариты направляющего блока и, тем самым, увеличить зазор между направляющим блоком 16 и проходящей рядом гильзой тележки 1.
Наклонный подъемник работает следующим образом.
В процессе перегрузки через канал 15 в гильзу 2 тележки 1 загружается ОТВС. Тележка 1 перемещается электроприводом 13 из верхнего положения в шахте выдачи 5 в нижнее положение в бассейн выдержки 7, где ОТВС перегружается в отсеки хранения.
Пустая тележка поднимается в шахту выдачи 5 и цикл перегрузки повторяется до полной выгрузки ОТВС из реактора.
Предложенное техническое решение позволяет улучшить условия безопасной работы наклонного подъемника.