Устройство страховочное для транспортировки отработавших гамма-камерных тепловыделяющих сборок
SAFETY DEVICE FOR TRANSPORTATION OF SPENT GAMMA-CHAMBER FUEL ASSEMBLIES

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано преимущественно для транспортировки отработавших гамма-камерных тепловыделяющих сборок (далее - гамма-камерные ОТВС) в защитных камерах отделений разделки.
При проведении работ с гамма-камерными ОТВС в защитных камерах отделений разделки возникают ситуации, когда из-за коррозионных процессов в сварном шве может произойти отрыв штанги гамма-камерной ОТВС от центрального стержня и последующее падение гамма-камерной ОТВС.
В случае отрыва штанги в процессе подачи гамма-камерной ОТВС в защитную камеру падение гамма-камерной ОТВС происходит в пенал, снабженный демпфирующим устройством. В случае же отрыва штанги после подачи гамма-камерной ОТВС в защитную камеру падение происходит на днище защитной камеры, что может привести к повреждению днища, оборудования защитной камеры, разрушению самой гамма-камерной ОТВС и, как следствие, рассыпанию топливных элементов.
Известно захватное устройство для транспортировки грузов с фигурной головкой (патент RU №2034770 В66С 1/66, опубл. 10.05.1995), содержащее захватные шарики, расположенные в радиальных отверстиях направляющей, устройство снабжено фиксирующими шариками, расположенными в отверстиях корпуса и взаимодействующих с дополнительной втулкой. Данное устройство позволяет производить подъем гамма-камерных ОТВС, удерживая последние лишь за фигурные головки штанг, и в случае отрыва штанги не имеет возможности предотвратить падение гамма-камерных ОТВС.
Известно захватное устройство (патент RU №2525191 В66С 1/66, опубл. 10.08.2014 Бюл. №22) содержит корпус, выполненный с механизмом управления в виде управляющего кулачка с пазами фигурными, с сердечником и стержнями для открытия устройства, захватные элементы, выполненные в виде поворотных штанг, на соответствующих их концах размещены сухари для «обхвата» головки ОТВС, фланец для упора о фланец корпуса и ролики на осях с возможностью перемещения по пазам фигурным. В нижней части пазов установлен узел улавливания, ограничивающий изгиб поворотных штанг при «подрыве». Захватное устройство выполнено с центральным каналом для прохождения устройства через чехлы системы управления и защиты. Обеспечивается преодоление значительной выталкивающей силы при погружении захватного устройства в теплоноситель, уменьшение объема погружаемых элементов, вынесение управляющих механизмов устройства из зоны теплоносителя, отслеживание состояния (закрыто или открыто) устройства, предотвращение захватных элементов от проворота вокруг собственной оси и повышение надежности работы. Данное устройство не позволяет удерживать гамма-камерные ОТВС за концевые (силовые) решетки, поскольку захват гамма-камерной ОТВС за решетку в зоне твэлов может привести либо к повреждению твэлов (в случае недостаточного зазора между сухарями устройства и твэлами), либо к соскальзыванию устройства с гамма-камерной ОТВС (в случае избыточного зазора). Удержание гамма-камерной ОТВС за решетку в промежутках между твэлами невозможно в связи с отсутствием свободного пространства для разворота сухарей. Удержание же гамма-камерных ОТВС за фигурные головки штанг не позволяет предотвратить падение гамма-камерных ОТВС при отрыве штанг.
Известно захватное устройство и механизм управления положением захватных рычагов, используемый в нем (патент RU №2540977 G21C 19/00, опубл. 10.02.2015 Бюл. №4). Захватное устройство содержит удлиненный массивный корпус с продольным каналом, в котором размещена подвижная штанга, запирающий узел на верхнем конце корпуса, фиксирующий положение штанги в корпусе, и узел захвата ТВС на нижнем конце захвата. Штанга выполнена с продольным каналом по оси штанги для чехла системы управления и защиты. Узел захвата содержит принимающий конус на нижнем конце штанги для ориентации узла захвата относительно ответного элемента на грузе, захватные рычаги, шарнирно закрепленные на нижнем конце штанги, и механизм управления положением захватных рычагов. Технический результат - расширение технологических возможностей захватного устройства, повышение надежности работы. Данное устройство не позволяет удерживать гамма-камерные ОТВС за концевые (силовые) решетки, поскольку захват гамма-камерной ОТВС за решетку в зоне твэлов может привести либо к повреждению твэлов (в случае недостаточного зазора между рычагами устройства и твэлами), либо к соскальзыванию устройства с гамма-камерной ОТВС (в случае избыточного зазора). Удержание же гамма-камерных ОТВС за фигурные головки штанг не позволяет предотвратить падение гамма-камерных ОТВС при отрыве штанг.
Таким образом, известные захватные устройства, указанные выше, применяемые для транспортировки ОТВС, не обеспечивают предохранения гамма-камерных ОТВС от падения в случае отрыва штанги.
Аналоги устройств, предотвращающих падение гамма-камерных ОТВС в случае отрыва штанги от центрального стержня, не выявлены.
Задача, решаемая изобретением, состоит в разработке конструкции устройства страховочного, предотвращающего падение гамма-камерных ОТВС в случае отрыва штанги от центрального стержня.
При использовании предлагаемого изобретения достигаются следующие технические результаты:
- простота установки несущего стакана устройства на штанге гамма-камерной ОТВС;
- обеспечение фиксации несущего стакана устройства на штанге гамма-камерной ОТВС и предотвращение самопроизвольного спадания стакана со штанги гамма-камерной ОТВС;
- компактное размещение устройства при хранении и перед установкой на гамма-камерной ОТВС;
- предотвращение повреждения гамма-камерной ОТВС страховочным гнездом;
- предотвращение самопроизвольного раскрытия створки страховочного гнезда;
- простота обслуживания устройства;
- повышение радиационной безопасности защитных камер. Решением поставленной задачи, позволяющим достигнуть эффекта с
указанными техническими характеристиками, является устройство страховочное содержащее: несущий стакан, страховочное гнездо, состоящее из скобы, створки и запирающего рычага, и гибкие связи между несущим стаканом и страховочным гнездом.
В частном случае реализации несущий стакан выполнен с фиксирующей ступенью, радиальным пазом, ширина которого превышает диаметр штанги гамма-камерной ОТВС, и шейкой под захват копирующего манипулятора.
В частном случае реализации гибкие связи между несущим стаканом и страховочным гнездом выполнены в виде цепей.
В частном случае реализации гибкие связи присоединять к несущему стакану и страховочному гнезду при помощи карабинов.
В частном случае реализации створку страховочного гнезда устанавливать на скобе страховочного гнезда с возможностью поворота в горизонтальной плоскости.
В частном случае реализации скобу страховочного гнезда выполнить с уступом под концевую (силовую) решетку верхнего пучка тепловыделяющих элементов (твэлов) гамма-камерной ОТВС и упором для створки страховочного гнезда.
В частном случае реализации запирающий рычаг створки страховочного гнезда установлен на створке при помощи пары «винт-гайка» и выполнен с противовесом.
В частном случае реализации элементы страховочного гнезда, предназначенные для присоединения гибких связей, выполнить с шейками под захват копирующего манипулятора.
Технический результат от применения предлагаемой конструкции устройства страховочного заключается в следующем.
Выполнение несущего стакана с радиальным пазом, ширина которого превышает диаметр штанги гамма-камерной ОТВС, позволяет одевать стакан на штангу гамма-камерной ОТВС, перемещая его горизонтально, и не требует «протаскивания» стакана через всю штангу, обеспечивая тем самым простоту установки при помощи копирующего манипулятора защитной камеры.
Выполнение несущего стакана с фиксирующей ступенью обеспечивает фиксацию стакана на бурте штанги гамма-камерной ОТВС и предотвращает его самопроизвольное спадание со штанги в том числе и при сейсмических воздействиях.
Выполнение несущего стакана с шейкой под захват копирующего манипулятора позволяет отказаться от дополнительных устройств для одевания (снятия) стакана на штангу гамма-камерной ОТВС, обеспечивая тем самым удобство работы.
Выполнение гибких связей между несущим стаканом и страховочным гнездом, например, в виде цепей, позволяет расположить устройство на днище защитной камеры непосредственно над гнездом приема гамма-камерной ОТВС, обеспечивает компактность устройства при хранении и упрощает дезактивацию устройства.
Присоединение гибких связей к несущему стакану и страховочному гнезду, например, при помощи карабинов, позволяет в случае необходимости производить замену несущего стакана или страховочного гнезда непосредственно в защитной камере, обеспечивая тем самым простоту обслуживания.
Установка створки страховочного гнезда с возможностью поворота в горизонтальной плоскости предотвращает ее самопроизвольное закрытие, обеспечивая тем самым удобство работы.
Выполнение скобы страховочного гнезда с уступом под концевую (силовую решетку) и упором для створки гнезда обеспечивает захват гамма-камерной ОТВС за концевую решетку, позволяет отказаться от сдавливания гамма-камерной ОТВС для обеспечения силы трения, необходимой для удержания, и, таким образом, исключает повреждение гамма-камерной ОТВС.
Установка запирающего рычага на створке при помощи пары «винт-гайка» и выполнение его с противовесом обеспечивают надежное запирание створки и невозможность ее самопроизвольного открытия.
Выполнение элементов страховочного гнезда, предназначенных для присоединения гибких связей, с шейками под захват копирующего манипулятора позволяет отказаться от дополнительных устройств для одевания (снятия) гнезда на гамма-камерную ОТВС, обеспечивая тем самым удобство работы.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг. 1÷7:
фиг. 1 - общий вид устройства;
фиг. 2 - вид А;
фиг. 3 - разрез Б-Б;
фиг. 4 - разрез В-В;
фиг. 5 - разрез Г-Г;
фиг. 6,
фиг. 7 - вид устройства, установленного на гамма-камерную ОТВС.
Устройство страховочное (фиг. 1) содержит несущий стакан 1, страховочное гнездо 2 и гибкие связи 3, например, цепи, присоединяемые к страховочному гнезду и несущему стакану, например, при помощи карабинов 4.
Несущий стакан 1 выполнен с отверстиями 5 (фиг. 1), предназначенными для присоединения гибких связей 3, например, при помощи карабинов 4, пазом 6 (фиг. 2), фиксирующей ступенью 7 и шейкой 8 (фиг. 3), предназначенной для удержания несущего стакана захватом копирующего манипулятора.
Страховочное гнездо 2 (фиг. 1) содержит скобу 9, створку 10, установленную на скобе 9 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, и запирающий рычаг 11 (фиг. 2), установленный на створке при помощи пары «винт-гайка» 24 (фиг. 4).
Скоба 9 страховочного гнезда 2 выполнена с уступом 13 (фиг. 3), упором 14 (фиг. 4), пазом 15 (фиг. 4) и элементами 16 (фиг. 3) для присоединения, например, карабинов 4. Элементы 16 выполнены с шейками 17 (фиг. 3), предназначенными для удержания страховочного гнезда захватом копирующего манипулятора.
Створка 10 страховочного гнезда 2 установлена на скобе 9 при помощи оси 18 (фиг. 5) и имеет возможность поворота в горизонтальной плоскости. На створке закреплен палец 12, выполнен с резьбой 19 (фиг. 4).
Запирающий рычаг 11 выполнен с резьбой 20, при помощи которой он установлен на пальце 12 створки 10, противовесом 21 и лыской 22 (фиг. 4).
Работа устройства страховочного происходит следующим образом. Устройство страховочное размещается на днище защитной камеры (в частном случае - на крышке приема гамма-камерной ОТВС). Отработавшая топливная сборка подается в защитную камеру до появления над днищем защитной камеры бурта 23 штанги гамма-камерной ОТВС (фиг. 6). При помощи копирующего манипулятора (не показан) несущий стакан за счет паза 6 одевается на штангу гамма-камерной ОТВС и опускается до упора в бурт 23 штанги. Фиксирующая ступень 7 несущего стакана препятствует соскальзыванию последнего со штанги гамма-камерной ОТВС.
Подъем гамма-камерной ОТВС с установленным на ее штанге несущим стаканом устройства страховочного продолжается до появления над днищем защитной камеры концевой (силовой) решетки верхнего пучка твэлов гамма-камерной ОТВС. При помощи копирующего манипулятора (не показан) страховочное гнездо 2 одевается на верхний пучок твэлов гамма-камерной ОТВС (створка 10 гнезда при этом открыта). Копирующим манипулятором (не показан) створка 10 гнезда 2 поворачивается до упора 14, а запирающий рычаг 11 поворачивается против часовой стрелки. При этом рычаг перемещается по резьбе 20 и лыска 22 рычага 11 прижимается к передней поверхности паза 15 скобы 9 страховочного гнезда 2, препятствуя самопроизвольному открытию створки 10. Противовес 21 предохраняет рычаг 11 от самопроизвольного поворота по часовой стрелке. В случае обрыва штанги гамма-камерной ОТВС перемещение верхнего пучка твэлов будет остановлено уступом 13 скобы 9 страховочного гнезда 2 и таким образом будет предотвращено падение гамма-камерной ОТВС (фиг. 7).