ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Область техники.
Полезная модель относится к исполнительным механизмам органов воздействия на реактивность, а именно - к приводам системы управления и защиты ядерных реакторов с водой под давлением (водоводяных энергетических ядерных реакторов).
Предшествующий уровень техники.
Известен привод регулирующего органа ядерного реактора патент RU 99647, включающий в себя кожух, работающий под давлением теплоносителя первого контура, механизм перемещения штанги, присоединенной к регулирующему органу, штангу, датчик контроля положения регулирующего органа, содержащий фланец для установки в привод, затвор кожуха, герметизирующий кожух посредством уплотнительного устройства затвора кожуха, содержащего нажимную втулку с байонетным захватом для фиксации на наружной поверхности кожуха, опорную втулку, установленную на бурт кожуха, герметизирующую прокладку, расположенную между торцевой поверхностью упомянутой опорной втулки, внутренней поверхностью кожуха, торцевой и цилиндрической поверхностями фланца корпуса упомянутого датчика, в верхней части кожуха между уплотнительным устройством и механизмом перемещения установлено верхнее демпфирующее устройство, а в нижней части кожуха между кожухом и механизмом перемещения установлено нижнее демпфирующее устройство.
Недостатком данного привода является то, что для кожуха, который по условиям работы находится под давлением теплоносителя первого контура необходимо применение дорогостоящих сплавов с высокими механическими свойствами (по условиям обеспечения прочности), например, сплава ХН35ВТ-ВД. Такая необходимость возникает из-за малой толщины стенки в зоне байонетных пазов кожуха, а также потому, что площадь поверхности, контактирующей с нажимной байонетной втулкой, уменьшена за счет пазов. Малая толщина стенки обусловлена тем, что по габаритам узел уплотнения должен вписываться в компоновку оборудования реактора предполагающую наличие нескольких десятков, а иногда больше ста единиц, приводов регулирующих органов. Учитывая, что для байонетного захвата в обязательном порядке должны существовать выступы и пазы на поверхности кожуха, то в зоне пазов и образуется малая толщина стенки. По условиям работы привода, ввиду высокого давления, в зоне байонетного захвата возникают большие локальные напряжения. Чередование выступов и пазов приводит к тому, что локальные напряжения особенно высоки в зоне выступов, т.к. нагрузка от нажимной байонетной втулки передается на них. Применение проверенных опытом эксплуатации, обычных аустенитных сталей для байонетного захвата, в данном случае, по условиям прочности, приводит к увеличению толщины стенки и толщин элементов байонетного захвата, что невозможно из-за затесненности компоновки оборудования, размещенного на крышке реактора. Поэтому в данном узле был применен сплав ХН35ВТ-ВД.
Однако, механическая обработка таких высокопрочных сплавов как ХН35 ВТ-ВД (в отличие от обычных аустенитных) затруднена ввиду их высокой твердости.
Раскрытие полезной модели.
Задачи полезной модели:
- повышение надежности и эксплуатационных свойств привода органа регулирования и реактора за счет снижения вероятности повреждения кожуха при длительной эксплуатации;
- снижение затрат на изготовление, как следствие применения материала хорошо поддающегося механической обработке.
Технический результат полезной модели:
- снижение локальных механических напряжений в материале кожуха и вследствие этого снижение вероятности межкристаллитного коррозионного растрескивания и разрушения по причине коррозии под напряжением;
- снижение вероятности течи теплоносителя первого контура реакторной установки;
- возможность использования более широкого спектра сталей, за счет снижения требований к их прочностным характеристикам.
Предлагаемый привод содержит датчик контроля положения регулирующего органа, блок электромагнитов, кожух, механизм перемещения, штангу, уплотнительное устройство кожуха и демпфирующие устройства. В предлагаемом приводе, по сравнению с прототипом, изменена конструкция уплотнительного устройства.
Новым является то, что в приводе органа регулирования уплотнительное устройство, содержит разрезную нажимную втулку и нажимной фланец, при этом разрезная нажимная втулка имеет захват для фиксации на наружной поверхности кожуха и захват для фиксации на нажимном фланце. Таким образом, данное уплотнительное устройство, за счет применения разрезной нажимной втулки и нажимного фланца кожуха, позволяет добиться увеличения толщины стенки кожуха (в виду отсутствия пазов) и снизить локальные механические напряжения в зоне уплотнения кожуха за счет увеличения площади поверхности кожуха, контактирующей с разрезной нажимной втулкой. Равномерное распределение механических напряжений по всей площади поверхности кожуха контактирующей с разрезной нажимной втулкой, позволяет применить для кожуха обычную аустенитную сталь.
Краткое описание чертежей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
- на фиг.1 показан общий вид привода регулирующего органа ядерного реактора.
- на фиг.2 показан узел с уплотнительным устройством
Привод (фиг.1) регулирующего органа включает в себя кожух 1, находящийся под давлением теплоносителя первого контура, датчик контроля положения регулирующего органа 2, содержащий фланец 3 для установки в привод, блок электромагнитов 4, установленный снаружи кожуха, механизм перемещения 5, установленный внутри кожуха и соединенный с ним через верхнее демпфирующее устройство 6 и нижнее демпфирующее устройство 7, а также штангу 8. Кожух смонтирован на крышке ядерного реактора 9 и испытывает давление теплоносителя первого контура вместе с корпусом упомянутого датчика и уплотнительным устройством кожуха. Штанга 8 соединена с регулирующим органом 10.
Узел уплотнительного устройства кожуха (фиг.2) включают в себя кожух 1, фланец 3 корпуса датчика контроля положения регулирующего органа 2, прокладку 11, опорную втулку 12, соединенную с верхним демпфирующим устройством 6, кольцо опорное 13, нажимной фланец 14, болты 15, разрезную нажимную втулку 16 имеющую захват 17 для фиксации ее на кожухе и захват 18 для фиксации на нажимном фланце, кольцо 19.
Осуществление полезной модели.
Монтаж составных частей привода и уплотнительного устройства кожуха с демпфирующими устройствами производят следующим образом. На кожух 1 (фиг.1) устанавливают блок электромагнитов, взаимодействующий с механизмом перемещения через стенку кожуха посредством электромагнитного поля. В кожух 1 (фиг.1) на демпфирующие устройства 6 и 7 устанавливается механизм перемещения. Опорная втулка 12 (фиг.2), соединенная с демпфирующим устройством 6, устанавливается на верхний бурт кожуха, при этом демпфирующее устройство 7 устанавливается на нижний бурт кожуха. В механизм перемещения заводят штангу 8 (фиг.1). На торец опорной втулки 12 (фиг.2) устанавливают прокладку 11, нижнюю часть датчика контроля положения регулирующего органа заводят в механизм перемещения и в штангу 8, фланец 3 упомянутого датчика устанавливают на прокладку, а на фланец 3 - кольцо опорное 13, и разъем уплотняют с помощью нажимного фланца 14, болтов 15, разрезной нажимной втулки 16 зафиксировав ее на кожухе и на нажимном фланце с помощью захватов 17 и 18. Кольцо 19 устанавливается в качестве бандажа.
Предлагаемая конструкция привода с разрезной нажимной втулкой и нажимным фланцем в устройстве уплотнения позволяет применить кожух из обычной аустенитной стали, например, марки 08Х18Н10Т.
Полезная модель может быть применена в приводе регулирующего органа ядерных реакторов.