ПЕРЕГРУЗОЧНАЯ МАШИНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
FUEL-HANDLING MACHINE OF NUCLEAR REACTOR

Изобретение относится к атомному машиностроению и может быть использовано при проектировании устройств для перегрузки тепловыделяющих сборок в ядерном реакторе.
Известна перегрузочная машина ядерного реактора, содержащая тележку с опорой и вертикальную рабочую штангу, жестко установленную на опоре тележки (US 5687207, G21C 19/20, 11.11.1997).
В известной перегрузочной машине при внезапном динамическом воздействии (аварийное торможение, землетрясение, воздушная ударная волна, падение самолета и т.д.) жесткая заделка рабочей штанги в опоре тележки может привести к деформации и разрушению опоры и рабочей штанги.
К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных решений (прототипом) является перегрузочная машина ядерного реактора, содержащая вертикальную рабочую штангу, установленную на тележке, с возможностью отклонения от вертикали и взаимодействия с демпфирующими элементами (ЕР 0743652, G21C 19/16, 20.11.1996).
В прототипе, с целью защиты рабочей штанги и опоры от повреждения при внезапном динамическом воздействии на перегрузочную машину, имеется возможность отклонения рабочей штанги от вертикали, которая обеспечивается деформацией упругих элементов, установленных между тележкой и рабочей штангой. Упругие элементы изготовлены из специальных полимерно-металлических материалов и исполняют роль демпферов, воспринимающих нагрузки от этого внезапного воздействия на перегрузочную машину. Корректировка угла отклонения оси рабочей штанги относительно вертикали при нормальной эксплуатации (при отсутствии динамических воздействий) обеспечивается четырьмя электромеханическими домкратами.
Недостатком прототипа является сложность конструкции перегрузочной машины ядерного реактора, связанная с наличием электромеханических домкратов, для организации корректной работы которых требуется довольно сложный управляющий алгоритм. Кроме того, в такой конструкции трудно добиться высокой точности установки рабочей штанги в вертикальное положение, необходимое для эксплуатации машины в нормальных режимах работы.
Технической задачей изобретения является упрощение конструкции перегрузочной машины ядерного реактора с обеспечением высокой точности установки рабочей штанги в вертикальное положение.
Техническая задача решается в перегрузочной машине ядерного реактора, содержащей вертикальную рабочую штангу, установленную на тележке с возможностью отклонения от вертикали и взаимодействия с демпфирующими элементами, причем рабочая штанга снабжена расположенными вокруг нее регулируемыми упорами, выполненными со срезаемыми штифтами и закрепленными в тележке с возможностью радиального перемещения относительно рабочей штанги.
Кроме того, регулируемые упоры могут быть закреплены в тележке посредством цилиндрической обечайки, а рабочая штанга может быть расположена в цилиндрической обечайке с образованием кольцевого зазора.
Снабжение рабочей штанги расположенными вокруг нее регулируемыми упорами, выполненными со срезаемыми штифтами и закрепленными в тележке с возможностью радиального перемещения относительно рабочей штанги, обеспечивает защиту рабочей штанги и опоры от повреждения при внезапном динамическом воздействии на перегрузочную машину без использования электромеханических домкратов, для организации корректной работы которых требуется довольно сложный управляющий алгоритм. В заявляемой конструкции при внешних воздействиях на перегрузочную машину заданное отклонение рабочей штанги от вертикали, например, на 3°, обеспечивается за счет срезания, по меньшей мере, одного штифта с одновременным отводом упора от рабочей штанги и взаимодействием последней с демпфирующими элементами без соударения с металлоконструкцией тележки.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид перегрузочной машины ядерного реактора; на фиг.2 - выносной элемент А фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В фиг.2; на фиг.5 - выносной элемент Г фиг.4; на фиг.6 представлен фрагмент перегрузочной машины ядерного реактора с тележкой и рабочей штангой в изометрии с разнесенными монтажными узлами.
Перегрузочная машина ядерного реактора содержит тележку 1 с опорой 2 и установленную на опоре 2 вертикальную рабочую штангу 3. Рабочая штанга 3 состоит из направляющей трубы 4 и телескопического захвата 5, установленной в направляющей трубе 4 и соединенной с блоком приводов 6. Рабочая штанга 3 может быть выполнена без направляющей трубы 4 и состоять только из телескопического захвата 5 с блоком приводов 6 (этот вариант на чертеже условно не показан).
Рабочая штанга 3 установлена в опоре 2 тележки 1 с возможностью отклонения от вертикали. Для этого опора 2 тележки 1 выполнена в виде верхнего кольца 7, взаимодействующего с рабочей штангой 3, и нижнего кольца 8. Верхнее кольцо 7 выполнено с диаметрально противоположными подшипниками 9, а нижнее кольцо 8 - с диаметрально противоположными подшипниками 10. Подшипники 9(10) в кольце 7(8) выполнены с осями, расположенными на одной прямой, перпендикулярной осям подшипников 10(9) кольца 8(7), причем корпусы подшипников 9 верхнего кольца 7 выполнены заодно целое с нижним кольцом 8, а корпусы подшипников 10 нижнего кольца 8 установлены на тележке 1. Опора 2 такой конструкции становится качающейся в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Тележка 1 снабжена цилиндрической обечайкой 11, в которой продольно размещена рабочая штанга 3, образующая с обечайкой 11 кольцевой зазор с демпфирующими элементами 12, взаимодействующими со штангой 3. Рабочая штанга 3 снабжена расположенными вокруг нее регулируемыми упорами 13, закрепленными в обечайке 11 своими корпусами 14 с возможностью радиального перемещения относительно рабочей штанги 3. Упоры 13 выполнены со срезаемыми штифтами 15 и регулировочными винтами 16. Каждый винт 16 установлен в каретке 17, которая имеет возможность вращаться вокруг оси 18. Фиксация каретки 17 относительно корпуса 14 осуществляется штифтом 15. Штифт 15 рассчитан на усилия, которые оказывает рабочая штанга 3 на упор 13 в нормальных условиях эксплуатации перегрузочной машины.
Регулировка положения и фиксация вертикальности рабочей штанги 3 осуществляется при помощи четырех упоров 13, которые в свою очередь регулируются винтами 16 и фиксируются штифтами 15. Такая регулировка и фиксация рабочей штанги 3 проста в исполнении, обладает высокой точностью и не требует предварительного демонтажа телескопического захвата 5. Так как каждый штифт 15 рассчитан на усилия, которые оказывает штанга 3 на упор 13 в нормальных условиях эксплуатации, то при работе перегрузочной машины в этих режимах рабочая штанга 3 находится в строго вертикальном положении с минимальным воздействием на опору 2.
При нарушении условий нормальной эксплуатации (аварийный останов машины, землетрясение, ударная волна, падение самолета) рабочая штанга 3 отклоняется от вертикали и срезает соответствующий штифт 15. При этом каретка 17 откидывается в сторону, поворачиваясь на оси 18, упор 13 радиально перемещается в направлении от рабочей штанги 3, а последняя тут же начинает взаимодействовать с демпфирующими элементами 12. Соударение рабочей штанги 3 с металлоконструкцией тележки при этом исключено.