Устройство для загрузки и выгрузки твэлов активной зоны ядерного реактора
DEVICE FOR LOADING AND UNLOADING FUEL ELEMENTS OF NUCLEAR REACTOR CORE

Изобретение относится к грузозахватным устройствам и может найти применение в перегрузочных устройствах ядерных реакторов при загрузке и выгрузке тепловыделяющих элементов (твэл).
Наиболее близким по совокупности общих существенных признаков и достигаемому результату к заявленному является устройство для загрузки и выгрузки тепловыделяющих элементов активной зоны ядерного реактора, содержащее штангу и пружину (см. Авторское свидетельство СССР №922035, кл. В66С 1/66, 24.03.80).
Недостатками известного устройства являются невысокая надежность работы, сложность изготовления и отладки, большие массогабаритные характеристики устройства.
Задачей изобретения является повышение надежности и эффективности устройства для загрузки и выгрузки твэлов, уменьшение его массогабаритных характеристик.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства и снижение массогабаритных характеристик составляющих его элементов.
Технический результат достигается тем, что устройство для загрузки и выгрузки тепловыделяющих элементов активной зоны ядерного реактора, содержащее штангу и пружину, при этом дополнительно снабжено цангой, выполненной в виде направляющей втулки и четного количества лепестков, рукояткой, зажимом и двумя канатами, при этом на штанге выполнены радиальные отверстия, через которые посредством штифтов рукоятка и зажим связаны с первым канатом при помощи петель, и диаметрально противоположные пазы, обеспечивающие возможность перемещения штифтов рукоятки, цанга закреплена на штанге с помощью штифта и образует в месте сопряжения со штангой ступеньку для упора пружины, которая установлена на направляющей втулке между торцом штанги и торцом зажима, причем первый канат расположен внутри штанги и направляющей втулки, а на внешней поверхности штанги - между рукояткой и зажимом - выполнена проточка для прохода второго каната, образовывающего страховочную петлю, фиксируемую обжимной втулкой.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлен фронтальный разрез устройства для загрузки и выгрузки твэлов активной зоны ядерного реактора, а на фиг. 2 - профильный разрез этого же устройства(А-А).
На рисунках обозначена полая штанга 1, с одного конца которой установлен упор 2, выполненный, например, в виде грибовидной головки, со второго - посредством штифта 3, проходящего через радиальные отверстия, закреплена цанга 4, состоящая из втулки 5 и четного количества лепестков 6. Место сопряжения штанги 1 и втулки 5 выполнено ступенькой, образуя торцевой упор, при этом диаметр штанги 1 больше диаметра втулки 5. Наружная поверхность втулки 5 является направляющей для пружины 7. Одним концом пружина 7 упирается в торец штанги 1, другим - в торец зажима 8, который посредством штифта 9, проходящего через радиальные отверстия связан с канатом 10. Внутренняя поверхность зажима 8 упирается в лепестки 6 цанги 4. Рукоятка 11, посредством штифта 12, проходящего через радиальные отверстия и диаметрально противоположные пазы 13 в штанге 1, связана с канатом 10, который крепится к штифтам 9 и 12 за счет петель 14. При помощи обжимных втулок 15 петли 14 фиксируются от проскальзывания. Таким образом, зажим 8 оказывается кинематически связан с рукояткой 11 за счет каната 10, который расположен внутри штанги 1 и втулки 5. На внешней поверхности штанги 1 между рукояткой 11 и пружиной 7 выполнена проточка 16, через которую проходит второй канат 17, образуя страховочную петлю 18, и фиксируется обжимной втулкой 19.
Устройство работает следующим образом.
Захват и удержание твэла происходит лепестками 6 цанги 4. В закрытом положении цангу удерживает через зажим 8 пружина 7. Для раскрытия цанги упор 2 смещается на рабочий ход в направлении рукоятки 11. Вместе с упором 2 происходит также смещение штанги 1 и цанги 4. При этом зажим 8 остается в прежнем положении, что и рукоятка 11, так как между ними есть жесткая кинематическая связь посредством каната 10. В результате лепестки 6 цанги 4 смещаются относительно зажима 8, что позволяет надеть раскрытую цангу 4 на твэл, выставив при этом лепестки 6 напротив проточки твэла. При снятии усилия с упора 2, цанга 4 под действием пружины 7 смещается вместе со штангой 1 вверх, закрывая цангу 4 и жестко фиксируя лепестки 6 в проточке твэла. Твэл при этом находится в пенале (перед загрузкой в активную зону) или в активной зоне (перед выгрузкой из активной зоны) в вертикальном положении и не закреплен. Перемещать устройство с закрепленным твэлом необходимо за нижнюю часть упора 2. Страховочная петля 18 фиксирует устройство на руке оператора.
При эксплуатации устройства для загрузки твэлов в активную зону ядерного реактора может возникнуть проблема с размещением руки оператора-загрузчика вместе с устройством между гильзами рабочих органов системы управления и защиты (РО СУЗ). Данная ситуация возможна при установке твэла в определенные (труднодоступные) ячейки. В этом случае используется удлиненный вариант устройства, в котором увеличена длина штанги 1 и длина каната 10 на величину, необходимую для удобства расположения руки (с устройством и закрепленным в нем твэлом) над гильзами РО СУЗ при крайнем нижнем положении твэла (положении, когда твэл полностью опущен в активную зону и установлен в ячейку опорной решетки).