УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КАНАЛОВ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Полезная модель относится к средствам для остановки потока из труб и может быть применено для герметизации горизонтальных экспериментальных каналов (ГЭК) исследовательского ядерного реактора.
В настоящее время на исследовательских ядерных реакторах в качестве устройства для герметизации ГЭК при его повреждении используют шибер (патент №764533, МПК G21C 1/00, опубл. 30/12/1982).
Недостатком известного устройства является его низкая герметизирующая способность из-за отсутствия плотного контакта между шибером и внутренней поверхностью канала, в результате чего происходит утечка радиационного теплоносителя, а значит, и существенно снижается радиационно-ядерная, техническая и экологическая безопасность реактора.
Технической проблемой настоящей полезной модели является создание устройства для герметизации ГЭК, обеспечивающего исключение утечки теплоносителя ядерного реактора из ГЭК при его повреждении, а следовательно, и повышение радиационно-ядерной, технической и экологической безопасности ядерного реактора.
Техническим результатом является обеспечение герметичного контакта устройства с поверхностью канала.
Технический результат достигается тем, что устройство для герметизации ГЭК исследовательского ядерного реактора содержит штангу с валом внутри и приводом вращения вала и узел уплотнения, который выполнен из трех стальных втулок, две из которых образуют резьбовое соединение «винт-гайка», при этом втулка «гайка» соединена с валом и на ее внешней поверхности выполнена проточка, в которую установлено кольцо из материала с коэффициентом трения меньшим, чем у стальной втулки, а третья втулка неподвижно соединена со штангой и кольцом с образованием зазора между ее внутренней поверхностью и внешней поверхностью втулки «гайка», причем между втулкой «винт» и третьей втулкой установлено уплотнительное кольцо из радиационно-стойкого материала с обеспечением контакта с поверхностями втулок.
Кроме того, на узле уплотнений расположены ролики.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство для герметизации ГЭК исследовательского ядерного реактора (продольный разрез), на фиг. 2 показан узел уплотнения (продольный разрез).
Устройство для герметизации ГЭК состоит из уплотняющего узла 1 и штанги 2 для монтажа узла 1 в канал, внутри которой расположен вал 3 с приводом для вращения вала.
Узел 1 выполнен из набора стальных втулок 4, 5, 6 и уплотнительного кольца 7. Втулки 4 и 5 образуют резьбовую пару винт-гайка. Втулка «гайка» 5 свободным от зацепления с втулкой «винт» 4 концом соединена с валом 3, и на ее внешней поверхности выполнена кольцевая проточка, в которую установлено кольцо 8 из материала с коэффициентом трения, меньшим, чем коэффициент трения у стальной втулки, например, бронзы. С бронзовым кольцом 8 одним концом неподвижно соединена втулка 6, обращенная вторым концом в сторону втулки 4. При этом между внутренней поверхностью втулки 6 и внешней поверхностью втулки 5 образован зазор. Между обращенными друг к другу торцевыми поверхностями втулок 4 и 6 расположено уплотнительное кольцо 7 с обеспечением контакта с этими поверхностями. Для работоспособности в агрессивных условиях кольцо 7 изготавливают из радиационно-стойкого материала, например медно-никелевого сплава.
Кроме одного неподвижного соединения с бронзовым кольцом 8 втулка 6 имеет второе неподвижное соединение со штангой 2, которое может быть осуществлено разными способами, например, за счет промежуточного между ними элемента - переходной втулки 9.
Пространство в помещении выхода ГЭК может быть ограничено, в то время как не исключена необходимость установки узла 1 глубоко внутрь ГЭК. С этой целью штангу выполняют составной.
Чтобы снизить «прострел» ионизирующего излучения, проходящего от активной зоны сквозь устройство герметизации ГЭК, узел 1 выполняют с радиальными габаритами, максимально приближенными к габаритам канала. При монтаже в канал крупногабаритного узла 1 возможно образование перекоса, что затруднит его передвижение по каналу. Для исключения перекоса на узле 1 устанавливают ролики 10.
Устройство работает следующим образом.
Герметизирующий узел 1 вместе со штангой 2 поднимают, например, на тележке до уровня поврежденного ГЭК. Затем с помощью штанги 2 начинают перемещать узел герметизации 1 на необходимую глубину канала. При этом ролики 10 способствуют ровному, без перекосов перемещению.
Достигнув заданной точки внутри канала, начинают вращать вал 3 посредством привода, вследствие чего вращательное движение от вала 3 передается втулке 5, которая за счет резьбового соединения с втулкой 4 накручивается на нее, приближая втулки 6 и 4, сдавливая, тем самым, уплотнительное кольцо 7. Таким образом, происходит деформирование кольца 7 в радиальном направлении до полной герметизации канала и прекращении течи.
Неподвижное соединение втулки 6 со штангой 2 и кольцом 8, зазор между поверхностями втулки 6 и втулки 5, а также выполнение кольца 8 из бронзы исключает проворот втулки 6 при вращении втулки 5. Кольцо 8 выполняет в данном случае функцию подшипника, а выбор бронзы в качестве материала для него объясняется низким коэффициентом трения между контактирующими поверхностями сталь - бронза, обеспечивая, тем самым, неподвижность одной поверхности относительно другой, испытывающей вращение.
Необходимость в исключении вращательного движения втулки 6, контактирующей с уплотнительным кольцом 7, объясняется тем, что для равномерного деформирования в радиальном направлении кольца 7 с целью достижения максимальной герметичности канала, необходимо только осевое давление на кольцо 7. Если же при осевом давлении кольцо 7 будет испытывать дополнительно и кручение, может произойти его неравномерное радиальное расширение или даже повреждение, и герметичность канала достигнута не будет.
Таким образом, заявленная взаимосвязь конструктивных элементов, выполненных из определенных материалов, обеспечит герметизацию канала, а значит, и утечку радиоактивного теплоносителя, повысив, в конечном итоге, безопасность ядерного реактора.