УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УПАВШИХ ПРЕДМЕТОВ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
DEVICE FOR EXTRACTING FALLEN OBJECTS OF NUCLEAR REACTOR

Изобретение относится к атомному машиностроению, а именно, к устройствам подъема и перемещения упавших предметов ядерного реактора, в частности, упавших тепловыделяющих сборок в водонаполненных бассейнах выдержки, реакторе, хранилищах отработанного ядерного топлива без осушения и полной выгрузки ядерного топлива.
Известно устройство для подъема и перемещения предметов ядерного реактора, включая подъем и перемещение упавших предметов, содержащее грузоподъемное устройство, с захватом, установленным в повторяющую по форме корпус предмета головку и раздвижные лапки, управляемые штоком, при этом раздвижные лапки установлены на оси между щек втулки, в свою очередь установленной и зафиксированной на валу, размещенном между щек вилки, расположенных перпендикулярно щекам втулки, вилка снабжена хвостовиком, закрепленным в головке, с возможностью вращения вилки, раздвижные лапки выполнены высотой, превышающей высоту верхнего наконечника упавшего предмета, выходящего за пределы корпуса, и снабжены радиусными губкам.
(RU 2553277, G21C 19/32, опубликовано 10.06.2015)
Недостатком известного устройства является его пониженная эксплуатационная надежность, поскольку захват упавшего предмета осуществляют только одной парой раздвижных лапок. Кроме того, устройство сложно в эксплуатации, поскольку для осуществления захвата упавшего предмета необходимо дополнительно использовать копирующий манипулятор для вращения резьбовой втулки, перемещающей раздвижные лапки друг к другу.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для подъема и перемещения для подъема и перемещения, содержащее установленную над местом нахождения упавшего предмета, например, приемным бассейном, подвижную платформу с ходовой частью, грузоподъемное устройство, установленную на нем штангу, защитный полый стакан и захват, установленный в полости защитного стакана, причем защитный стакан присоединен к нижней части штанги, захват снабжен приводом с возвратно-поступательным движением штока, размещенном в полости защитного стакана, а лапки захвата установлены на подпружиненных поворотных осях и при втянутом положении штока привода образуют по внутреннему диаметру сечение, равное сечению головки отработавшей тепловыделяющей сборки. Известное устройство обеспечивает захват и извлечение тепловыделяющих сборок (ТВС), упавших на дно бассейна. Согласно фигурам известного изобретение лапки захвата установлены на нижних концах двух поворачиваемых рычагов, соединенных шарнирно выступами, выполненными в средней части рычагов, причем рычаги шарнирно соединены в верхней части с двумя звеньями, соединенных шарнирно между собой
(RU 2418329, G21C 19/10, опубликовано 10.05.2011).
Недостатком известного технического решения также является его пониженная эксплуатационная надежность из-за осуществления захвата упавшего предмета только парой раздвижных лапок, а также использования в качестве привода захвата пневмоцилиндра, работоспособность которого зависит от наличия, исправности и герметичности линии подачи сжатого воздуха. Это связано с тем, что существует вероятность расцепления захвата под действием веса ТВС и/или при повреждении (неплотности) линии подачи сжатого воздуха, вследствие чего шток привода самопроизвольно переместится вниз под действием собственного веса и захват окажется в положении «открыто». Кроме того, известное устройство требует предварительной установки вручную положения лапок захвата относительно положения головки ТВС непосредственно в момент зацепления упавшей ТВС. Это также снижает эксплуатационную надежность известного устройства.
Задачей и техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности, а также обеспечение возможности регулирования положения захвата устройства, исключающего повреждение предмета в момент зацепления.
Технический результат достигают тем, что устройство для извлечения упавших предметов ядерного реактора содержит подвижную платформу с грузоподъемным устройством, привод, вертикальную полую штангу и средство захвата, включающее лапки захвата на нижних концах двух поворачиваемых рычагов, соединенных шарнирно выступами, выполненными в средней части рычагов, причем рычаги шарнирно соединены в верхней части с двумя звеньями, соединенных шарнирно между собой, при этом устройство дополнительно содержит опорную раму, на которой размещен привод, снабженный тросами-тягами, и траверсу с размещенными на ее концах, соединенных с тросами-тягами привода, двух средств захвата, причем опорная рама в верхней части соединена с грузоподъемным устройством, а в нижней части соединена с неподвижной секцией полой штанги, выполненной телескопической, при этом подвижная секция штанги соединена с тросом-тягой перемещения ее по вертикали и в нижней части соединена шарнирно со средней частью траверсы, причем каждое средство захвата включает полый корпус с прорезью, в нижней части которого размещена ось шарнирного соединения выступов двух рычагов, и размещенным внутри корпуса соединенным с тросом-тягой подвижным грузом, в нижней части которого размещена ось шарнирного соединения двух звеньев.
Технический результат также достигают тем, что привод выполнен в виде блока, включающем вращаемые барабаны с тросами-тягами, соединенными соответственно с подвижной секцией телескопической штанги, с подвижными грузами и с концами траверсы.
Кроме того, в блоке привода каждый барабан может быть соединен с приводным зубчатым колесом посредством фиксатора и снабжен ручным тормозом, при этом зубчатые колеса барабанов могут быть связаны между собой, а также с ручными маховиками и редуктором.
Использование в устройстве по изобретению более надежного механического привода, в котором отсутствуют пневматические компоненты, а также двух пар лапок захвата, повышает эксплуатационную надежность устройства для извлечения упавших предметов ядерного реактора.
Сущность изобретения поясняется на фигурах 1-8, где:
- фиг. 1 - общий вид устройства по изобретению с упавшим предметом, находящимся в горизонтальном положении;
- фиг. 2 - общий вид устройства по изобретению с упавшим предметом, находящимся под углом к горизонту;
- фиг. 3 - привод в виде блока, включающем вращаемые барабаны с тросами-тягами;
- фиг. 4 - разрез А-А привода фиг. 3;
- фиг. 5 - устройства захвата и траверса при горизонтальном положении упавшего предмета;
- фиг. 6 - устройство захвата;
- фиг. 7 - устройства захвата и траверса при положении упавшего предмета под углом к горизонту;
- фиг. 8 - устройства захвата и траверса в изометрии.
Устройство по изобретению содержит следующие элементы:
1 - подвижная платформа; 2 - грузоподъемное устройство; 3 - опорная рама с приводом; 4 - привод; 5 - неподвижная полая секция вертикальной телескопической штанги; 6 - подвижная полая секция штанги; 7 - траверса; 8 - средство захвата; 9 - упавший предмет; 10 - вращаемые барабаны; 11 - тросы-тяги вращаемых барабанов; 12 - зубчатые колеса барабанов; 13 - полый корпус средства захвата с прорезью; 14 - маховик; 15 - червячный редуктор; 16 - шарнирное соединение штанги и траверсы; 17 - подвижный груз; 18 - поворачиваемый рычаг; 19 - ось шарнирного соединения выступов поворачиваемых рычагов; 20 - ось шарнирного соединения поворачиваемых рычагов и звеньев; 21 - ось шарнирного соединения звеньев ось двух рычагов; 22 - звенья; 23 - лапка захвата; 24 - соединение траверсы с тросами-тягами.
Устройство для извлечения упавших предметов ядерного реактора содержит (фиг. 1 и 2) подвижную платформу 1, грузоподъемное устройство 2, установленные над местом нахождения упавшего предмета ядерного реактора, например, над бассейном с водой. Грузоподъемное устройство 2 соединено с опорной рамой 3. Опорная рама 3, соединенная в верхней части с грузоподъемным устройством 2, в нижней части соединена с неподвижной полой секцией 5 вертикальной штанги, выполненной телескопической. Подвижная полая секция 6 штанги соединена с соответствующим тросом-тягой 11 перемещения ее по вертикали, а в нижней части соединена шарнирно 16 со средней частью траверсы 7 (фиг. 5 и 7).
Концы траверсы 7 соединены с тросами-тягами 11 вращаемых барабанов 10 привода 4. Вращением барабанов 10, наматывая или разматывая тросы-тяги, соединенных с подвижной секцией 6 штанги и с концами 24 траверсы 7, достигают как перемещение траверсы 7 по вертикали, так и ее наклон к уровню горизонта (фиг. 1, 2)
При этом привод 4 (фиг. 3, 4) выполнен в виде блока, включающем вращаемых барабана 10 с тросами-тягами 11, соединенными с соответствующими подвижными элементами устройства по изобретению. Барабаны 10 в составе привода 4 установлены на опорной раме 3 с возможностью вращения вокруг собственных осей, которую можно реализовать известными способами и механизмами, например, с использованием зубчатых колес 12, приводимых в действие вручную посредством маховиков 14 и червячного редуктора 15 (фиг. 3 и 4).
Для обеспечения надежного захвата упавшего предмета в двух точках на концах траверсы 7 размещены средства захвата 8.
Каждое средство захвата (фиг. 6-8) включает полый корпус 13 с размещенным внутри корпуса соединенным с тросом-тягой 11 подвижным грузом 17. Лапки захвата 23 размещены на нижних концах двух поворачиваемых рычагов 18, соединенных шарнирно 19 выступами, выполненными в средней части рычагов 18, причем рычаги 18 шарнирно соединены в верхней части с двумя звеньями 22, соединенных шарнирно 21 между собой.
Ось 19 шарнирного соединения выступов двух рычагов 18 размещена в нижней части полого корпуса 13, выполненного с прорезью, и соединена с ним, а ось 21 шарнирного соединения двух звеньев 22, размещена в нижней части подвижного груза 17 и соединен с ним.
Реализацию устройства своего назначения с достижением поставленного технического результата можно проиллюстрировать следующим примером.
Для извлечения упавшего предмета 9, например, тепловыделяющей сборки (ТВС) со дна бассейна, устройство по изобретению, содержащее подвижную платформу 1, грузоподъемное устройство 2 (типа подъемного крана) располагают вместе (над местом) падения ТВС. При этом опорную раму 3 с приводом 4, вертикальной полой телескопической штангой 5, 6, траверсой 7 со средством захвата 8 соединяют с грузоподъемным устройством 2. При этом наиболее оптимальным соединением является завешивание опорной рамы 3 на крюк грузоподъемного устройства 2.
При этом подвижная полая секция штанги 6 находится в исходном поднятом (транспортном) положении. Все концы тросов-тяг 11, намотанные на вращаемые барабана 10, соединены соответственно с подвижной секцией 6 телескопической штанги, с подвижными грузами 17 и с концами траверсы 7.
Подвижный груз 17 находится в максимально нижнем положении, что обеспечивает расположение звеньев 22 под углом друг к другу и максимальное расстояние между разведенными лапками захвата 23.
Вращением ручки червячного редуктора 15 поворачивают барабан, связанный тросом-тягой с подвижной секцией 6, опускают секцию 6 до необходимого уровня, при этом все остальные тросы-тяги пойдут вниз.
Для обеспечения надежности фиксации перемещаемых элементов устройства по изобретению блок привода может дополнительно включать фиксаторы барабанов с тросами-тягами и храповики.
При расположении упавшей ТВС под углом к горизонту вращением соответствующих барабанов 10, концы тросов-тяг 11 которых соединены с концами траверсы 24, устанавливают траверсу 7 параллельно упавшей ТВС.
После этого манипулируя подвижной платформой 1 и приводом 4 обеспечивают совмещение разведенных лапок захвата 23 с упавшей ТВС.
Затем вращением соответствующего барабанов 10, связанных тросами 11 с подвижными грузами 17, размещенных в полом корпусе средства захвата, поднимают подвижные грузы 17. При этом звенья 22, поворачиваясь вокруг оси 21 их шарнирного соединения, оказывают давление в шарнирах 20 на верхние части рычагов 18, вызывая их поворот относительно оси шарнирного соединения их выступов 19 и смыкание лапок захвата 23 на упавшей ТВС.
Контроль за положением лапок захвата 23 и плавность их хода в ходе процесса захвата и извлечения упавшего предмета контролируют визуально, в том числе с использованием телевизионной системы слежения.
После завершения надежного захвата ТВС фиксируют трос-тяги подвижных грузов 11 и производят подъем упавшего ТВС.