ДИСТАНЦИОННО-УПРАВЛЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ОСУШЕНИЯ ТРУБОК РЕШЕТКИ КОЛЛЕКТОРА ПАРОГЕНЕРАТОРА АЭС

Полезная модель относится к устройствам для выполнения ремонтных работ высокоактивного оборудования парогенераторов АЭС, преимущественно для осушения большого количества теплообменных трубок решетки коллектора перед вваркой заглушек в дефектные трубки, когда необходимо удалить остаточную влагу для получения высокого качества сварного соединения.
Полезная модель может быть использована для осушения других конструкций оборудования гидросистем в атомной, химической, нефтяной и др. промышленностях, а также в энергетическом машиностроении.
Проблема состоит в том, что коллекторы, являясь высокоактивным оборудованием парогенераторов АЭС, расположены в затесненном пространственном положении, поэтому оборудование для ремонта дефектных трубок решетки коллектора должно быть предельно простым и эффективным, малогабаритным и по возможности дистанционно управляемым.
В настоящее время известны устройства для осушения трубопроводов и различного оборудования, содержащего трубчатые элементы, которые реализуют способ осушки с первоначальным вакуумированием и последующей продувкой полости, находящейся под вакуумом, наружным атмосферным воздухом, который вводят непосредственно из окружающей среды в количестве, обеспечивающим стационарный режим вакуумной продувки и в течение времени до достижения заданной величины остаточной влажности на выходе из осушаемой полости.
Эти устройства, как правило, содержат систему вакуумирования, трубопровод для подстыковки к осушаемой полости, в котором установлены пускоотсечной клапан, средство для контроля давления и фильтрующий узел, а также другой пускоотсечной клапан, образующий канал продувки, сообщающий осушаемую полость непосредственно с окружающим пространством. Устройство дополнительно снабжено регулируемым дросселем в канале продувки осушаемой полости и средством контроля остаточной влажности и т.д. (см. патент РФ: №2198361 по кл. F26B 7/00, публ. 2003 г.; №2300062 по кл. F26B 5/04, публ. 2007 г.).
Известен также стенд осушки теплообменных блоков теплообменного аппарата, содержащий стапель для размещения одного из блоков, коллектор подвода и отвода воздуха, комплект технологических заглушек для временной герметизации торцов коллекторов подвода и отвода воздуха, узел подачи в коллекторы и трубы осушающего агента, вентилятор и сообщенный с ним одним концом воздуховод, подведенный другим концом преимущественно к верхнему торцу коллекторов подвода воздуха блока с возможностью сообщения с ним через одну из технологических заглушек, которая выполнена с соответствующим проемом и т.д. (см. патент РФ №2267064 по кл. F26B 3/06, публ. 27.12.2005).
Описанные выше устройства не могут решить указанную проблему, так как они содержат много механизмов и узлов, которые в затесненном пространстве вокруг коллектора негде разместить. Механизмы и узлы достаточно сложные, поэтому при выполнении работ на дистанции могут быть отказы, что нежелательно в условиях высокой радиации. Кроме того все эти комплексы имеют высокую себестоимость.
В настоящее время на действующих атомных станциях проблему указанную выше, решают следующим образом: в коллектор ниже трубной решетки герметично вставляют заглушку специальной конструкции, диаметр которой равен диаметру коллектора в этом месте. Сверху на торец коллектора устанавливают мощный вентилятор, с помощью которого в коллектор нагнетают подогретый воздух. Воздух наполняет коллектор и, перемещаясь по трубам решетки, осушает их в течение нескольких дней (см. приложение 1, где показан коллектор в разрезе с герметичной заглушкой и вентилятор, закрепленный на торце коллектора (см. ФГУП ОКБ «Гидропресс» Устройство, отсекающее» руководство по эксплуатации 484 РФ, 31.05.2006 лист 6 рис.1, 2 и фотография)).
Используемое оборудование имеет тот недостаток, что воздух, наполняя отсеченный объем коллектора, в первую очередь проходит через верхние ряды трубок решетки и осушает их качественно, так как сюда попадает большая часть воздуха. В нижние ряды трубок его попадает меньше, эти потоки слабее и потому в местах неровностей и перегибов (изгибов) труб все же остается жидкость, то есть качественного осушения не получается, что отрицательно сказывается на качестве вварки заглушек в дефектные трубки.
Известно устройство для дистанционного выполнения ремонтных работ, содержащее сборную поворотную штангу и установленный на ней рабочий инструмент - плазменную горелку с газоподводящими гибкими шлангами, а также разжимной центратор и опорный узел с размещенными на нем тросами и приводами их управления (см. «Труды НИКИМТ» Москва ИзДат, 2003 г. Т6, стр.97 рис.1).
Данное устройство осуществляет выполнение ремонтных работ на дистанции, обеспечивая рабочему инструменту - плазменной горелке вместе со штангой как перемещение вдоль изделия во время резки лепестка металла, так и поперек - по окружности стенки, обрезая каждый лепесток с фиксацией необходимого положения горелки как вовремя резки, так и при извлечении лепестка металла из реактора.
Это устройство имеет следующие недостатки: сопло плазменной горелки (рабочий инструмент) не может сканировать по поверхности реактора, где есть выступающие над поверхностью элементы, его нельзя использовать при выполнении дистанционных работ внутри объемов изделий переменного сечения. Горелка не может самостоятельно перемещаться вдоль направляющей штанги, так как жестко закреплена на ней. То есть вертикальное перемещение горелки возможно только вместе с направляющей штангой, что исключено в затесненных условиях. Эта горелка может подавать воздух, газ непосредственно лишь в одно место обработки, но она не может воздух или газ подавать индивидуально и одновременно с одинаковой скоростью и давлением в несколько точек обрабатываемой поверхности, что особенно важно в условиях высокой радиации.
Однако устройство, показанное на рис.1, стр.97 т.6, «Труды НИКИМТ» Москва, ИзДат 2003 г. по своей технической сущности и достигаемому результату является наиболее близким к предлагаемому техническому решению и его выбрали за прототип (см. приложение 2).
Задача состоит в создании предельно простого малогабаритного устройства, которое могло бы в затесненных условиях при высокой радиации быстро и качественно осушить большое количество теплообменных труб решетки коллектора.
Сущность предлагаемого технического решения состоит: в повышении качества осушения труб решетки коллектора за счет того, что осушение каждой трубки осуществляется индивидуально на одном и том же режиме, то есть воздух извне поступает в каждую трубку с одной и той же скоростью и под одним и тем же давлением; в значительном сокращении времени осушения, которое происходит за счет того, что в процессе осушения каждого ряда трубок осушение осуществляется одновременно по всей окружности коллектора; в уменьшении необходимого пространства для монтажа устройства на изделии и демонтажа, а также в процессе выполнения ремонтных работ, путем уменьшения его габаритов и оптимальной компоновки на опорном узле; в сохранении простоты механизмов и узлов устройства, которые обеспечивают надежность его в эксплуатации и технологичность в изготовлении.
Для достижения указанного выше технического результата в дистанционно-управляемом устройстве для ремонтных работ, содержащем рабочий инструмент с гибкими подающими шлангами, сборную направляющую штангу, на замыкающем сборном элементе которой установлен реверсивный привод ее совместного с рабочим инструментом поворота вокруг собственной оси, шарнирно-рычажный разжимной центратор и опорный узел с приводными тросами управления, рабочий инструмент выполнен в виде цилиндрической каретки, в стенке которой выполнена продольная сквозная прорезь, на каретке диаметрально закреплены два пантографа, на взаимосвязанных шарнирных рычагах каждого пантографа установлена распределительная головка, соединенная с соответствующим ей подающим шлангом, на каждой головке закреплен упорный ролик и с возможностью вращения установлен подпружиненный относительно нее диск с двумя диаметрально расположенными на нем соплами, внутри каждой головки на том же диске диаметрально закреплено по два копирующих ролика и контактно к ним выполнен копир обрабатываемой поверхности, при этом каретка через трос связана с приводом шагового перемещения, расположенного на опорном узле, и установлена на сборной направляющей штанге с возможностью перемещения вдоль последней по прорезям, которые выполнены в стенке каждого сборного элемента и совмещены между собой с помощью другого приводного троса, на который каждая из них надета, зафиксирована и замком с возможностью разъема жестко соединена с соседней, причем опорный узел устройства выполнен в виде стола, на крышке которого размещены привод шагового перемещения рабочего инструмента и привод перемещения троса направляющей штанги, ножки стола с одной стороны шарнирно с возможностью разъема закреплены на этой же крышке, а с другой - на съемных опорах, на которых также шарнирно с возможностью разъема и взаимодействия с приводом реверсивного поворота рабочего инструмента и направляющей штанги вокруг ее оси, закреплены рычаги разжимного центратора, при этом фиксатор-замок троса в каждом сборном элементе направляющей штанги выполнен в виде вилки и установлен в каждом сборном элементе под прямым углом к прорези в его стенке и навстречу этому тросу, цилиндрическая каретка рабочего инструмента и направляющая штанга связаны между собой шпоночным соединением, шпонка которого выполнена на цилиндрической каретке рабочего инструмента ответно прорези в каждом сборном элементе штанги, а на рабочем торце каждого сопла распределительной головки закреплена эластичная насадка с бахромой по ее окружности, внутри каждого сопла на диске распределительной головки соосно и жестко закреплено внутреннее сопло, выступающее из основного сопла на длину, меньшую длины бахромы эластичной насадки, при этом привод каждого диска размещен на соответствующей ему распределительной головке, привод шагового перемещения троса рабочего инструмента и привод перемещения троса направляющей штанги выполнены в виде лебедок, связанных с возможностью разъема с соответствующими им электродвигателями, а реверсивный привод порота направляющей штанги рабочего инструмента вокруг ее оси выполнен в виде электродвигателя и приводной зубчатой передачи, обе шестерни которой имеют сквозные прорези, развернуты относительно друг друга и насажены на вал, жестко связанный с замыкающим сборным элементом направляющей штанги, над торцом которого с помощью сквозной прорези надето на трос и зафиксировано внутреннее кольцо подшипника качения в виде стакана, по краю стакана закреплены ролики, а внешнее кольцо этого подшипника выполнено в виде смыкаемых фигурных секций чаши, каждая из которых с возможностью взаимодействия с роликами стакана выполнена на рабочей поверхности соответствующего ей рычага разжимного центратора, другая часть которой служит смыкаемой секцией внешнего кольца подшипника скольжения, внутреннее кольцо которого ответно выполнено на замыкающем сборном элементе штанги, при этом устройство снабжено страховочным элементов в виде разжимного «зонта», спицы которого шарнирно закреплены на первом сборном элементе штанги и подпружинены относительно последнего в сторону, противоположную от замыкающего сборного элемента этой штанги, причем на свободном конце каждой спицы закреплен подпружиненный упорный ролик, а между спицами натянута ткань.
Выполнение рабочего инструмента в виде цилиндрической каретки, в стенке которой выполнена продольная сквозная прорезь, позволяет установить каретку рабочего инструмента на направляющую сборную штангу.
Диаметральное крепление на каретке двух пантографов, на взаимосвязанных шарнирных рычагах каждого из которых установлена распределительная головка, позволяет рабочему инструменту свободно проходить узкие места коллектора, так как в процессе перемещения рабочего инструмента вдоль коллектора рычаги пантографов в узком месте будут сжиматься, а в более широком - разжиматься.
Соединение каждой головки с соответствующим ей подающим шлангом позволяет одновременно в каждую головку подавать, например подогретый воздух.
Крепление на каждой головке упорного ролика упрощает прохождение рабочего инструмента через узкие места коллектора и обеспечивает крепление его в требуемом положении.
Установка на каждой головке с возможностью вращения подпружиненного относительно нее диска с двумя диаметрально расположенными на нем соплами и диаметральное крепления внутри каждой головки на том же диске по два копирующих ролика, а также выполнение контактно к ним копира обрабатываемой поверхности, позволяет подавать воздух для осушения поверхности коллектора и трубок его решетки с одинаковой скоростью и под одинаковым давлением одновременно в несколько трубок и при этом полностью исключить поломку сопел при сканировании их по ранее вваренным заглушкам.
Связь цилиндрической каретки через трос с приводом шагового перемещения и установление каретки на сборной направляющей штанге с возможностью перемещения вдоль последней по прорезям, которые выполнены в стенке каждого сборного элемента и совмещены между собой с помощью приводного троса штанги, на который каждая из них надета, зафиксирована и с возможностью разъема жестко соединена с соседней, обеспечивает шаговое перемещение рабочего инструмента по жесткой направляющей, которая при монтаже и демонтаже устройства не требует большого пространства.
Выполнение опорного узла устройства в виде стола, на крышке которого размещены привод шагового перемещения рабочего инструмента и привод перемещения направляющей штанги, а ножки шарнирно с возможностью разъема закреплены на этой же крышке с одной стороны и на съемных опорах - с другой стороны, на которых также шарнирно с возможностью разъема и взаимодействия с приводом реверсивного совместного поворота рабочего инструмента и направляющей штанги вокруг ее оси, закреплены рычаги разжимного центратора, которые кроме своей основной функции, выполняют функции внешних колец подшипника качения и скольжения реверсивного привода. Это позволяет разгрузить площадку-стол, где размещены приводы управления, а в момент монтажа и демонтажа обслуживающий персонал. То есть получается компактная конструкция опорного узла, которая легко монтируется на торце коллектора парогенератора АЭС и демонтируется, не требуя большого пространства, что очень важно при выполнении работ в затесненных условиях.
Шарнирное крепление рычагов разжимного центратора на опорном узле с возможностью разъема и взаимодействия с реверсивным приводом возвратно поступательного перемещения штанги вокруг собственной оси позволяет осуществлять одновременное осушение трубок коллектора каждой распределительной головкой по дуге 180°, а вместе одновременно по всей окружности коллектора 360° в каждом ряду трубок коллектора, то есть осуществляется сканирование распределительных головок рабочего инструмента во всем направлениям рабочего пространства.
Выполнение фиксатора-замка троса в каждом сборном элементе направляющей штанги в виде вилки и установка его в каждом сборном элементе под прямым углом к прорези в его стенке навстречу этому тросу, позволяет не только зафиксировать трос в каждом сборном элементе, но и жестко закрепить элементы между собой, сделав конструкцию направляющей штанги жесткой.
Шпоночное соединение между цилиндрической кареткой и направляющей штангой, обеспечивая перемещение рабочего инструмента вдоль штанги, исключает поворот рабочего инструмента вокруг этой штанги.
Размещение привода каждого диска на соответствующей распределительной голове позволяет разгрузить опорный узел.
Закрепление по окружности торца сопла эластичной насадки с бахромой и размещение в нем внутреннего сопла, выступающего из основного - на расстояние меньшее длины насадки с бахромой, позволяет сконцентрировать поток воздуха, что значительно повышает качество осушения каждой трубки, сокращает время осуществления этого процесса и повышает надежность работы устройства. Выполнение приводов шагового перемещения троса с рабочим инструментом и перемещение троса направляющей штанги в виде лебедок, связанных с соответствующими им электродвигателями с возможностью разъема, позволяют выполнить перемещение тросов с помощью ручных лебедок в случае выхода из строя электродвигателей.
Выполнение реверсивного привода поворота направляющей штанги рабочего инструмент вокруг ее оси в виде электродвигателя и зубчатой передачи, обе шестерни которой имеют сквозные прорези, развернуты относительно друг друга и насажены на приводной вал, который жестко связан с замыкающим сборным элементом направляющей штанги, над торцом которого с помощью сквозной прорези надето и зафиксировано внутреннее кольцо подшипника качения в виде стакана, по краю стакана закреплены ролики, а внешнее кольцо выполнено в виде смыкаемых фигурных секций чаши, каждая из которых с возможностью взаимодействия с роликами стакана выполнена на рабочей поверхности соответствующего ей рычага разжимного центратора, другая часть которого служит смыкаемой секцией внешнего кольца подшипника скольжения, внутреннее кольцо которого ответно выполнено на замыкающем сборном элементе штанги, обеспечивает свободное возвратно-поступательное перемещение штанги с рабочим инструментом вокруг ее оси. При этом уменьшается количество узлов устройства, так как разжимной центратор кроме функции центрирования одновременно является частью реверсивного привода.
Введение в устройство страховочного элемента в виде разжимного зонта, спицы которого шарнирно закреплены на первом сборном элементе штанги и подпружинены в сторону противоположную от замыкающего сборного элемента этой штанги, при этом на свободном конце каждой спицы закреплен подпружиненный упорный ролик, а между спицами натянута ткань, исключает попадание ненужных предметов, в том числе, и инструментов на дно коллектора, что повышает культуру выполнения всего процесса.
Признаки приведенные в формуле полезной модели являются необходимыми и достаточными для достижения указанного выше нового технического результата (по сравнению с прототипом) - повышения качества осушения трубок решетки коллектора парогенератора АЭС при выполнении ремонтных работ по герметизации дефектных трубок, при значительном сокращении времени процесса, а также уменьшения габаритов устройства путем оптимизации конструкции направляющей штанги и компоновки опорного узла, что не требует большого пространства во время его монтажа на коллекторе и демонтажа, сохранения простоты механизмов и узлов устройства, что обеспечивает его высокую надежность в эксплуатации и технологичность в изготовлении.
Таким образом, заявлено техническое решение поставленной задачи.
В процессе анализа современного уровня техники, указанная в формуле сумма признаков не выявлена.
Наличие отличительных признаков предложения по отношению к выбранному прототипу свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию «новизна» по действующему законодательству.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением указанного выше технического результата поясняются чертежами.
На фиг.1 показана схема расположения трубок решетки коллектора парогенератора АЭС.
На фиг.2 показана схема размещения двух коллекторов парогенератора АЭС, решетки которых соединены трубками.
На фиг.3 показан разрез дефектной трубки решетки коллектора с вваренной в нее герметизирующей заглушкой.
На фиг.4 показана кинематическая схема дистанционно-управляемого устройства для осушения внутренней поверхности и трубок решетки коллектора парогенератора АЭС, закрепленного на торце последнего и размещенного внутри него.
На фиг.5 показано сечение фрагмента А фиг.4 опорного узла с реверсивным приводом возвратно поступательного перемещения рабочего инструмента с направляющей штангой вокруг ее оси.
На фиг.6 показано сечение Б-Б фиг.4 крепления страховочного элемента в виде «зонта» на первом сборном элементе направляющей штанги.
На фиг.7 показано сечение В-В фиг.4, где сборные элементы направляющей штанги надеты на приводной трос штанги, который зафиксирован в каждом элементе, а элементы жестко соединены между собой с помощью фиксатора-замка в виде вилки с возможностью разъема.
На фиг.8 показано сечение Г-Г фиг.4.
На фиг.9 показан фрагмент Д двух положений (в конусной части и в цилиндрической части коллектора) рабочего инструмента, установленного на направляющей штанге с возможностью продольного перемещения.
На фиг.10 показано сечение Е-Е фиг.4 шпоночного соединения цилиндрической каретки рабочего инструмента с направляющей штангой.
На фиг.11 показано сечение Ж-Ж фиг.10.
На фиг.12 показано сечение З-З фиг.9.
На фиг.13 показано сечение И-И фиг.5.
св
б
Полезная модель состоит (см. фиг.4) из опорного узла в виде стола, на крышке 1 которого размещены привод шагового перемещения рабочего инструмента в виде электродвигателя (на фиг. не показан), лебедки 2 и троса 3 и привод в виде электродвигателя (на фиг. не показан), лебедки 4 управления тросом 5 сборной направляющей штанги. Ножки 6 стола шарнирно с возможностью разъема и фиксации закреплены на крышке 1 и съемных опорах 7 (см. фиг.5), а между ножками 6 на тех же опорах шарнирно с возможностью разъема и фиксации закреплены рычаги 8 разжимного центратора, которые выполнены в виде фигурных секций 9 и при смыкании с одной стороны образуют внешнее кольцо 10 подшипника скольжения реверсивного привода поворота сборной направляющей штанги с рабочим инструментом вокруг ее оси, внутреннее кольцо 11 которого выполнено на замыкающем элементе 12 на этой же штанге. С другой стороны эти секции образуют в виде чаши (см. фиг.5, 13) внешнее кольцо 13 подшипника качения того же привода, при этом внутреннее кольцо 14 подшипника качения выполнено в виде стакана, в донной части и стенке которого выполнена сквозная прорезь 15 (см. фиг.5, 13) для размещения и фиксации троса 5, по краю стакана 14 контактно внутренней поверхности чаши 13 закреплены ролики 16, а стакан 14 надет на трос 5 и закреплен с помощью фиксатора-замка 17 в виде вилки (см. фиг.5, 8) над замыкающим сборным элементом 12 направляющей штанги. Замыкающий элемент 12 штанги с помощью вилки 17 жестко с возможностью разъема соединен с квадратным валом 18 реверсивного привода (см. фиг.5, 13). На вал 18 через сквозные прорези (поз. на фиг. не показаны) насажены и развернуты одна относительно другой шестерни 19, 20, кинематически связанные через зубчатый приводной вал (позиция на фиг. не обозначена) с электродвигателем 21, который размещен и закреплен с помощью опорно-крепежных элементов 22, 23, 24 на донной части стакана 14 (см. фиг.5). Свободный конец троса 5 (см. фиг.4, 6) заделан в колпаке 25, который с помощью замка-вилки 17 соединен с первым замыкающим элементом 12 сборной направляющей штанги, надетым на трос 5 через сквозную прорезь 26 в стенке этого элемента (см. фиг.6, 7). Все сборные элементы 12 направляющей штанги представляют собой замкнутые цилиндры, в торцах и стенках которых выполнены сквозные прорези 26 (см. фиг.7, 8) для размещения троса 5. Трос 5 в каждом сборном элементе зафиксирован в прорези 26 вилкой 17, установленной в его стенке под прямым углом к прорези 26 навстречу этому тросу и этим же замком - вилкой 17 соединен с соседним сборным элементом (см. фиг.7 и 8). На первом сборном элементе 12 (см. фиг.4) закреплен страховочный элемент в виде «зонта» 27, спицы 28 которого подпружинены пружинами 29 относительно этого элемента в сторону противоположную от замыкающего сборного элемента 12 штанги, при этом на свободном конце каждой спицы закреплен подпружиненный упорный ролик 30, а между этими спицами натянута ткань 31. Цилиндрическая каретка 32 рабочего инструмента (см. фиг.4, 9) с помощью сквозной прорези в ее стенке (на фиг. не показана) и шпонки 33 установлена с возможностью перемещения на направляющей штанге по сквозным прорезям 26 в каждом сборном элементе 12 направляющей штанги. Цилиндрическая каретка 32 тросом 3 (см. фиг.4) связана с лебедкой 2 шагового привода, размещенного на крышке 1 стола опорного узла. На цилиндрической каретке 32 диаметрально закреплено два пантографа 34, на каждом из которых установлена распределительная головка 35 с упорным роликом 36. Распределительная головка 35 (см. фиг.12) с одной стороны связана с гибким подающим шлангом 37 (см. фиг.4, 12), а с другой - на ней закреплен вращающийся подпружиненный пружиной 38 относительно головки 35 диск 39 с двумя диаметрально расположенными на нем соплами 40 (см. фиг.12). Внутри каждой головки 35 на диске 39 контактно поверхности копира 41, идентичной обрабатываемой, диаметрально закреплено по два копирующих ролика 42. На рабочем торце каждого сопла 40 головки 35 рабочего инструмента закреплена эластичная насадка 43 с бахромой по ее окружности. Внутри каждого сопла 40 жестко и соосно закреплено внутреннее сопло 44, выступающее из основного сопла 40 на длину l меньшую длинны l бахромы эластичной насадки 43 (см. фиг.12). Приводы 45 дисков 39 размещены соответственно на головках 35 рабочего инструмента. Лебедка 2 привода шагового перемещения троса 3 и лебедка 4 привода перемещения троса 5 направляющей штанги связаны с соответствующими им электродвигателями (на фиг. не показаны) с возможностью разъема, так как это необходимо в случае выхода из строя этих двигателей.
Для проведения ремонтных работ по вварке герметизирующих заглушек (см. фиг.3) в дефектные трубки решетки коллектора парогенератора АЭС (см. фиг.1, 2) предварительно осушают внутреннюю поверхность и трубки решетки ремонтируемого коллектора, нагнетая в него сжатый подогретый воздух. Воздух из коллектора через многочисленные трубки его решетки поступает в другой коллектор, из которого затем насосом откачивают жидкость, поступившую из коллектора подлежащего ремонту. После окончания осушки ремонтируемого коллектора в него подают оборудование для осуществления вварки герметизирующих заглушек в дефектные трубки. Предложенное устройство для осушения позволяет значительно сократить время, затрачиваемое на ремонт решетки коллектора АЭС, при значительном повышении качества сварки герметизирующих заглушек (см. фиг.3).
Дистанционно-управляемое устройство работает следующим образом: вначале собирают опорный узел в виде стола (см. фиг.4, 5) для чего съемные опоры 7 с помощью гаек-барашков (поз. на фиг. не обозначена) крепят на торце входа в конусную часть коллектора. Затем к крышке 1 стола шарнирно с возможностью разъема крепят ножки 6 и также с возможностью разъема и фиксации эти ножки крепят на съемных опорах 7. Далее на крышке 1 стола размещают привод шагового перемещения рабочего инструмента в виде троса 3, лебедки 2 и электродвигателя (поз. на фиг. не обозначена) и привод троса 5 сборной направляющей штаги в виде лебедки 4 и электродвигателя (поз. на фиг. не обозначена). На свободный конец троса 5 с колпаком 25 (см. фиг.6) через сквозную прорезь 26 (см. фиг.8) надевают первый сборный элемент 12 со страховочным элементом в виде «зонта» 27 (см. фиг.6), спицы 28 которого с упорными роликами 30 поджаты к первому сборному элементу 12 и опускают его вниз. С помощью сквозной прорези 26 на этот же трос надевают следующий сборный элемент 12 и с помощью вилки 17 фиксируют трос 5 в этом элементе и одновременно жестко соединяют его с первым сборным элементом 12 направляющей штанги. Таким образом, надевая последующие элементы 12 на трос 5 и жестко соединяя их между собой получаем жесткую направляющую конструкцию - штангу (см. фиг.7, 8), которую лебедкой 4 постепенно опускают в коллектор и фиксируют положение первого сборного элемента 12 со страховочным элементом ниже трубной решетки коллектора. При этом в процессе передвижения первого сборного элемента спицы 28 «зонта», пружинами 29 отжимаются в сторону противоположную от замыкающего сборного элемента 12, ткань 31 натягивается между спицами 28, а упорные ролики 30 фиксируют требуемое положение. С помощью сквозной прорези в цилиндрической каретке 32, последнюю надевают на трос 5, затем ее насаживают на замыкающий сборный элемент 12 направляющей штанги и с помощью шпоночного соединения 26, 33 соединяют со штангой (см. фиг.10). Распределительные головки 35 соединяют с гибкими подающими шлангами 37. Цилиндрическую каретку 32 соединяют с тросом 3, лебедки 2 привода шагового перемещения, включают этот привод и каретка 32 с рабочим инструментом по сквозным прорезям 26 в сборных элементах 12 с помощью шпонки 33 и упорных роликов 36 перемещается вниз коллектора и занимает положение ниже трубной решетки таким образом, что сопла 40 дисков 39 распределительных головок 35 рабочего инструмента устанавливаются напротив первого ряда трубок решетки коллектора, то есть рабочий инструмент, занял исходное положение. В процессе перемещения каретки с рабочим инструментом по направляющей штанге в узкой части конуса коллектора шарнирные рычаги (на фиг. поз. не обозначена) пантографов 34 прижимают распределительные головки 35 к штанге, а упорные ролики 36 помогают им перемещаться вдоль коллектора. С увеличением сечения коллектора рычаги пантографов 34 выпрямляются и прижимают распределительные головки 35 с дисками 39 и соплами 40 к трубкам решетки коллектора, подлежащих осушению. На съемные опоры 7 шарнирно с возможностью разъема устанавливают рычаги 8 разжимного центратора (см. фиг.5) и фиксируют (зажимают) в нем с возможностью возвратно поступательного перемещения по окружности замыкающий элемент 12 направляющей штанги с рабочим инструментом. При этом часть рабочей поверхности фигурной секции 9 каждого рычага 8, образуя при замыкании внешнее кольцо 10 подшипника скольжения, устанавливается контактно внутреннему кольцу 11 подшипника скольжения на замыкающем элементе 12. Далее на трос 5 и верхний торец замыкающего сборного элемента 12 штанги с помощью сквозных прорезей 15 в дне и стенке этого элемента нанизывают внутреннее кольцо 14 подшипника качения в виде стакана. Затем с помощью прорези (поз. на фиг.13 не обозначена) на трос 5 нанизывают квадратный вал 18 (см. фиг.13), продевают его в замыкающий сборный элемент 12 (см. фиг.9) и жестко соединяют их вилкой 17 с замыкающим сборным элементом 12 штанги, при этом ролики 16 по краям стакана контактируют с внешним кольцом 13 подшипника качения в виде чаши, образующейся при смыкании фигурных секций 9 шарнирных рычагов 8 центратора. На вал 18 с помощью сквозных прорезей (на фиг. поз. не обозначена) надевают зубчатые шестерни 19 и 20, которые при этом разворачивают относительно друг друга и таким образом вводят в зацепление с валом (на фиг. поз. не обозначена) электродвигателя 21 реверсивного привода, который размещают и закрепляют на донной поверхности стакана 14 с помощью опорно-крепежных съемных элементов 22, 23, 24. Таким образом, привод возвратно поступательного перемещения (реверсивный) рабочего инструмента с направляющей штангой вокруг ее оси собран и закреплен на замыкающем сборном элементе 12 штанги. Монтаж устройства на узком торце коллектора закончен. Выполняется окончательная корректировка исходных положений наиболее важных для процесса механизмов и узлов устройства, которое после этой операции готово к проведению процесса осушения.
Процесс осушения предложенным устройством осуществляется автоматически. Включают компрессор (поз. на фиг. не показана), который по гибким шлангам 37 с заданной скоростью и давлением подает подогретый воздух в распределительные головки 35 рабочего инструмента. Включаются (см. фиг.4, 12) приводы 45 подпружиненных пружинами 38 дисков 39 с соплами 40. Диски 39 начинают вращаться, а вместе с ними и сопла 40 с внешними эластичными насадками 43 с бахромой и внутренними соплами 44. Включается электродвигатель 21 реверсивного привода возвратно поступательного перемещения направляющей штанги вокруг своей оси, а вместе с ней и рабочего инструмента, каждая головка 35 которого вместе с соплами 40 возвратно-поступательно перемещается по окружности в секторе 180° и вместе осуществляют осушение трубок решетки коллектора каждого ряда одновременно и индивидуально по всей окружности. В процессе возвратно поступательного перемещения пружины 38 дисков 39 поджимают вращающиеся диски с соплами 40 к стенкам трубной решетки коллектора, а копирующие ролики 42 перемещаются поперек стенок коллектора и контактируют с копиром 41, форма поверхности которого идентична форме поверхности стенок коллектора, что исключает поломку сопел 40. При этом бахрома эластичной насадки 43 и внутреннее сопло 44 исключают излишнее распространение воздуха по осушаемой поверхности, так как они обеспечивают концентрацию газового потока и исключают газодинамическое влияние соседних потоков друг на друга. После осушения первого ряда трубок решетки коллектора по сигналу датчика включается электродвигатель (поз. на фиг. не обозначена) привода шагового перемещения рабочего инструмента и вся его конструкция, не прекращая своей работы, с помощью лебедки 2, троса 3 и упорных роликов 36 поднимается на следующий ряд и осуществляется осушение следующего ряда трубной решетки коллектора и так далее до самого верха решетки. После того как осушение трубок решетки коллектора окончено автоматически отключается работающий компрессор и воздух в гибкие шланги 37 не подается. Отключается реверсивный привод возвратно-поступательного перемещения рабочего инструмента с направляющей штангой вокруг ее оси и приводы вращения дисков 45 с соплами 40. Затем демонтируют реверсивный привод на замыкающем сборном элементе направляющей штанги. Снимают опорные крепежные элементы 22, 23, 24 реверсивного привода, электродвигатель 21, шестерни 19, 20. Затем демонтируют внутреннее кольцо - стакан 14 подшипника качения этого привода и отводят рычаги 8 центратора, прижимая их к ножкам 6 стола опорного узла. Включают двигатель шагового перемещения рабочего инструмента и вся система с помощью лебедки 2, троса 3 и упорных роликов 36 поднимается вверх по сквозной прорези 26 в каждом сборном элементе штанги и с помощью шпонки 33, при этом шарнирные рычаги пантографов 34 складываются в конусной части коллектора. Отключают шланги 37 от головок 35, а трос 3 отсоединяют от цилиндрической каретки 32 с распределительными головками 35 и с помощью сквозной прорези в каретке рабочий инструмент снимают с направляющей штанги и с троса 5. Затем вынимают замок - вилку 17 из квадратного приводного вала 18 и замыкающего сборного элемента 12 и с помощью сквозных прорезей 26 снимают с троса 5. Снимают шланги, а затем трос после снятия его с троса 5. Наматывая трос 5 на приводную лебедку 4, поднимают следующий сборный элемент 12, с помощью прорези 26 его снимают с троса 5 и так далее до первого сборного элемента 12. В процессе подъема наверх первого сборного элемента 12 направляющей штанги ролики 30 на спицах 28 катятся по стенкам коллектора и под действием пружин 29 при прохождении конусной части коллектора поджимаются к сборному элементу 12, ткань складывается и тросом 5 вся конструкция поднимаются наверх. С помощью замка - вилки 17 отсоединяют колпак 25 от первого сборного элемента 12, а затем первый сборный элемент 12 снимают с троса 5, который наматывают на лебедку 4. Ножки 6 стола опорного узла отсоединяют от его крышки и вместе со съемными элементами 7 и шарнирными рычагами 8 центратора убирают. Затем убирают крышку 1 стола вместе с лебедками 2 и 4, на которых намотаны соответственно тросы 3 и 5. Далее все узлы и механизмы конструкции складывают в контейнеры и отправляют на дизактивацию.
Таким образом, заявлено техническое решение указанной выше задачи, совокупность признаков которых неизвестна из настоящего уровня техники, обладает новизной по сравнению с выбранным прототипом, технически выполнимо, промышленно применимо, что соответствует критериям, характеризующим полезную модель.
К настоящему времени изготовлен опытный образец, который прошел испытания и доказал не только промышленную применимость, но и полностью подтвердил новый технический результат, который заключается в создании и реализации нового устройства (технического средства определенного назначения) для осушения многочисленных трубок решетки коллектора парогенератора АЭС в затесненных условиях и условиях высокой радиации с помощью производительного, простого и надежного оборудования, не требующего большого пространства в процессе манипуляции при монтаже и демонтаже. Это устройство расширило арсенал технических средств для дистанционного выполнения ремонтных работ внутри парогенератора АЭС. Оно значительно повысило качество осушения трубок решетки, так как в процессе сканирования распределительных головок с соплами, каждая трубка осушается индивидуально на одном и том же режиме. Это исключает остаточную влагу и, следовательно, повышает качество последующей сварки, при этом время процесса осушения сократилось с нескольких дней до 2-3 часов, так как рабочий инструмент в процессе шагового перемещения осушает одновременно целый ряд трубок решетки коллектора. За счет оригинальной конструкции жесткой направляющей штанги, выполнения у реверсивного привода внешних колец подшипников скольжения и качения на рабочих поверхностях фигурных секций рычагов разжимного центратора и размещения этих рычагов между ножками стола достигнута оптимальная компоновка опорного узла и сокращено пространство, необходимое для монтажа и демонтажа устройства.