УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ РАБОЧЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Полезная модель относится к ядерной технике и может быть применена в системе управления и защиты ядерного реактора, а более конкретно - в устройстве для фиксации рабочего органа.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к полезной модели является устройство для фиксации рабочего органа ядерного реактора, содержащее корпус, в котором выполнено сквозное отверстие для хвостовика рабочего органа и в котором оппозитно друг другу относительно оси хвостовика установлены фиксирующие элементы с возможностью их ввода в хвостовик рабочего органа (патент РФ №148759, МПК G21C 9/00, опубл. 20.12.2014).
В известном устройстве фиксирующие элементы (штоки) вводятся в хвостовик рабочего органа с помощью пневмоцилиндров с подпружиненными поршнями. Пневмоцилиндры с подпружиненными поршнями расположены в том же корпусе, что и штоки. При эксплуатации фиксирующего устройства его корпус устанавливают на опорную плиту активной зоны. Расположение пневмоцилиндров с упругими элементами в непосредственной близости к активной зоне ядерного реактора делает невозможным повторное использование фиксатора после его первой работы при температурах и флюенсах, превышающих допустимые для материалов этих элементов. Кроме того, расположение пневмоцилиндров с упругими элементами в том же корпусе, что и сами штоки, увеличивает радиальный размер всего фиксатора, что, как следствие, может негативно сказаться на объеме теплоносителя, проходящего через расположенные рядом с фиксатором отверстия в опорной плите активной зоны.
В связи с вышесказанным недостатками известного устройства являются одноразовое применение известного фиксирующего устройства и его значительные радиальные габариты.
Задачей настоящей полезной модели является повышение экономичности эксплуатации и уменьшение массогабаритных характеристик фиксирующего устройства.
Техническим результатом полезной модели является снижение температурных и нейтронных нагрузок на составляющие устройства, обеспечивающие подвижность фиксирующих элементов, и оптимизация компоновки элементов устройства в пространстве.
Технический результат достигается тем, что устройство для фиксации рабочего органа ядерного реактора, содержащее корпус, в котором выполнено сквозное отверстие для хвостовика рабочего органа и в котором оппозитно друг другу относительно оси хвостовика установлены фиксирующие элементы с возможностью их ввода в хвостовик рабочего органа, снабжено тягой, один конец которой выполнен в виде вилки с расходящимися от вертикали зубьями для их зацепления с фиксирующими элементами, а второй конец снабжен приводом перемещения тяги в осевом направлении, при этом в корпусе и фиксирующих элементах выполнены ответные зубьям вилки отверстия.
Наличие тяги в фиксирующем устройстве позволяет уменьшить радиальные размеры фиксатора за счет аксиального распределения составляющих устройство элементов, при этом привод тяги, ответственный, в конечном итоге, за перемещение фиксирующих элементов, удален от наиболее нагруженного места эксплуатации в плане температурных и нейтронных нагрузок. Выполнение зацепления зубьев вилки за счет ответных отверстий в корпусе устройства и его фиксирующих элементах обеспечивает связь между приводом тяги и фиксирующими элементами для возможности их перемещения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для фиксации рабочего органа ядерного реактора (продольный разрез], на фиг. 2 представлено зацепление тяги с фиксирующими элементами (продольный разрез, вид А), на фиг. 3 представлено зацепление тяги с фиксирующими элементами (поперечный разрез Б-Б), на фиг. 4 представлен вид с разнесенными фиксирующим элементом устройства и зубом вилки (вид В).
Устройство для фиксации рабочего органа ядерного реактора содержит корпус 1, в котором выполнено осевое отверстие для прохода хвостовика 2 рабочего органа. В корпусе 1 оппозитно друг другу и перпендикулярно оси хвостовика 2 установлены фиксирующие элементы 3, например, штоки или сухари, с возможностью их ввода в хвостовик 2 рабочего органа, в котором выполнено для этих целей отверстие или проточка. Перемещение фиксирующих элементов 3 в хвостовик 2 осуществляется посредством тяги 4, один конец которой представляет собой вилку с расходящимися от вертикали зубьями 5, а на втором конце расположен привод 6, обеспечивающий прижатие фиксирующих элементов 3 к хвостовику 2, когда фиксатор закрыт, и перемещение тяги 4 в осевом направлении при его срабатывании.
Вилка выполнена с возможностью зацепления с фиксирующими элементами 3 посредством зубьев 5, для чего в корпусе 1 и элементах 3 выполнены ответные зубьям 5 отверстия 7.
При эксплуатации фиксирующего устройства корпус 1 устанавливают на опорной плите активной зоны, а привод 6 перемещения тяги в осевом направлении выводят, например, за крышку реактора.
Устройство работает следующим образом.
В случае необходимости фиксации рабочего органа опускают тягу 4 посредством привода 6. Под этим воздействием зубья 5 вилки тяги 4 перемещаются в отверстиях 7 фиксирующих элементов 3, тем самым вводя элементы 3 в проточку [отверстие] хвостовика 2, обеспечивая при этом сцепление фиксирующих элементов 3 с хвостовиком 2 рабочего органа. После этого конец тяги 4, противоположный вилке, жестко фиксируется приводом 6 от осевого перемещения.
В случае необходимости отсоединить рабочий орган от фиксирующих элементов 3 тяге 4 сообщается вертикальное перемещение вверх приводом 6. Зубья 5 вилки тяги 4 перемещаются в обратном направлении в отверстиях 7. После этого фиксирующие элементы 3 выходят из зацепления с хвостовиком 2, таким образом, освобождая его.
Фиксация рабочего органа с помощью заявленного фиксирующего устройства позволяет за счет клинового принципа передачи движения наклонными зубьями 5 от тяги 4 к фиксирующим элементам 3 существенно уменьшить радиальные размеры фиксатора, а удаленное расположение привода от активной зоны снижает температурные и нейтронные нагрузки на него, что позволяет многократно использовать фиксатор.