ОПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПЕРЕГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
SUPPORTING STRUCTURE OF RELOADING MACHINE OF NUCLEAR REACTOR

Изобретение относится к атомному машиностроению и может быть использовано при проектировании рельсового пути машины перегрузочной для перегрузки тепловыделяющих сборок в ядерном реакторе.
Известна опорная конструкция машины перегрузочной ядерного реактора, содержащая установленную на полу реакторного отделения опорную плиту, на которой продольно закреплен рельсовый путь, причем перегрузочная машина ядерного реактора содержит вертикальную рабочую штангу, установленную на тележке с возможностью отклонения от вертикали и взаимодействия с демпфирующими элементами (RU 2393561 С1, 27.06.2010).
При нарушении условий нормальной эксплуатации (аварийный останов машины, землетрясение, ударная волна, падение самолета) рабочая штанга отклоняется от вертикали и срезает соответствующий штифт. При этом рабочая штанга тут же начинает взаимодействовать с демпфирующими элементами, что исключает соударение ее с металлоконструкцией тележки.
Недостатком такой опорной конструкции машины перегрузочной ядерного реактора является то, что таким образом обеспечивается защита только рабочей штанги и ее опоры от повреждения при внезапном динамическом воздействии на перегрузочную машину. Остальные узлы перегрузочной машины, в том числе рельсовый путь, остаются под воздействием динамических нагрузок, что может привести к их разрушению.
К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных технических решений (прототипом) является опорная конструкция перегрузочной машины ядерного реактора, содержащая установленную в приямке пола реакторного отделения опорную плиту, на которой продольно закреплен рельсовый путь (US 4832902. 23.05.1989).
Недостатком прототипа является то, что при внезапном динамическом воздействии на опорную конструкцию машины перегрузочной ядерного реактора, например, при сейсмическом воздействии силой 9 баллов происходит разрушение перегрузочной машины и падение ее частей в активную зону реактора.
Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является погашение в опорной конструкции перегрузочной машины ядерного реактора низкочастотных сейсмических колебаний (с амплитудой до 300 мм) и недопущение передачи их на перегрузочную машину.
Технический результат достигается в опорной конструкции перегрузочной машины ядерного реактора, содержащей установленную в приямке пола реакторного отделения опорную плиту, на которой продольно закреплен рельсовый путь, при этом опорная плита установлена в приямке пола реакторного отделения посредством демпферов, распределенных по длине рельсового пути, причем каждый демпфер выполнен в виде корпуса, залитого упругим телом из мягкого металла или сплава, а также штока, снабженного поршнем, расположенным в упругом теле корпуса.
В предпочтительном варианте исполнения опорной конструкции перегрузочной машины ядерного реактора опорная плита рельсового пути установлена на цилиндрические пружины, а, по меньшей мере, в части демпферов каждый демпфер установлен вертикально внутри соответствующей цилиндрической пружины, при этом штоки и корпусы демпферов соединены с опорной плитой и днищем приямка, соответственно.
В предпочтительном варианте исполнения опорной конструкции перегрузочной машины ядерного реактора штоки, по меньшей мере, части демпферов расположены горизонтально и связаны противоположными концами с боковыми стенками приямка, при этом корпусы демпферов соединены с опорной плитой.
В предпочтительном варианте исполнения опорной конструкции перегрузочной машины ядерного реактора штоки, по меньшей мере, части демпферов расположены наклонно к горизонту, вдоль рельсового пути, и связаны с опорной плитой, при этом корпусы демпферов соединены с днищем приямка.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена опорная конструкция рельсового пути перегрузочной машины ядерного реактора; на фиг.2 представлен разрез А-А фиг.1 с демпфером для восприятия вертикальных нагрузок; на фиг.3 представлен разрез Б-Б фиг.1 с демпфером для восприятия горизонтальных нагрузок, поперечных рельсовому пути; на фиг.4 представлен разрез В-В фиг.1 с демпфером для восприятия горизонтальных нагрузок, продольных рельсовому пути.
Опорная конструкция перегрузочной машины ядерного реактора содержит установленную в приямке 1 пола реакторного отделения опорную плиту 2, на которой продольно закреплен рельсовый путь 3. Опорная плита 2 установлена в приямке 1 пола реакторного отделения посредством демпферов 4, 5 и 6, распределенных по длине рельсового пути 3. Каждый из демпферов 4, 5 и 6 выполнен в виде корпуса 7, залитого упругим телом 8 из мягкого металла или сплава, а также штока 9, снабженного поршнем 10, расположенным в упругом теле 8 корпуса 7.
В качестве упругого тела 8 может быть использованы свинец, алюминий, олово и медь. В данном конкретном случае используется свинец. Форма и размеры упругого тела 8 демпферов 4, 5 и 6 берутся в зависимости от типа и амплитуды демпфируемых колебаний.
Поршень 10 может быть образован утолщением штока 9.
Опорная плита 2 рельсового пути 3 установлена на цилиндрические пружины 11. Для восприятия вертикальных нагрузок (см. фиг.2) каждый демпфер 4 установлен вертикально внутри соответствующей цилиндрической пружины. При этом штоки 9 и корпусы 7 демпферов 4 посредством шарниров 12 соединены с опорной плитой 2 и днищем 13 приямка 1, соответственно.
Для восприятия горизонтальных нагрузок, поперечных рельсовому пути 3, каждый демпфер 5 (см. фиг.3) расположен горизонтально и связан противоположными концами при помощи шарниров 14 с боковыми стенками 15 и 16 приямка 1. При этом корпусы 7 демпферов 5 соединены с опорной плитой 2 при помощи планок 17.
Для восприятия горизонтальных нагрузок, продольных рельсовому пути 3, демпферы 6 (см. фиг.4) расположены наклонно к горизонту, вдоль рельсового пути, и связаны посредством шарниров 18 с опорной плитой 2, при этом корпусы 7 демпферов 6 соединены с днищем 13 приямка 1.
При работе перегрузочной машины в нормальных условиях на рельсовый путь 3 воздействует только нагрузка от веса машины и инерционные нагрузки при разгоне - торможении перегрузочной машины. Пружины 11 воспринимают вес перегрузочной машины. Цилиндрические пружины 11 выбраны из-за большой амплитуды колебаний.
Для обеспечения работы перегрузочной машины ядерного реактора в этих условиях опорная конструкция перегрузочной машины работает как жесткий каркас, прикрепленный к днищу и боковым стенкам приямка 1 пола реакторного отделения. Это обеспечивается тем, что нагрузки от работающей перегрузочной машины недостаточно для перехода упругого тела 8 демпферов 4, 5 и 6 (свинца) в жидкое состояние: свинец остается в твердом состоянии и демпферы 4, 5 и 6 работают как жесткие стержни.
При возникновении сейсмических колебаний усилие от поршней 10 на свинец демпферов 4, 5 и 6 увеличивается в несколько раз, что приводит к увеличению в нем напряжений. При достижении напряжений, превышающих напряжения предела текучести, свинец ведет себя как жидкость. При этом свинец обтекает поршни 10 демпферов 4, 5 и 6 и поглощает энергию сейсмических колебаний. В таком режиме демпферы 4, 5 и 6 работают как жидкостные амортизаторы и гасят сейсмические колебания при очень больших нагрузках.