УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ МОДУЛЯ БЛАНКЕТА НА ВАКУУМНОМ КОРПУСЕ ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Полезная модель относится к области термоядерного синтеза и может быть использована в разъемных соединениях модуля бланкета и вакуумного корпуса термоядерного реактора.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели является устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, содержащее гибкую полую опору с фланцами, одним из которых опора установлена в посадочное гнездо вакуумного корпуса с образованием резьбового соединения с ним, а другим с помощью болта соединена с модулем бланкета (патент РФ №2268506, МПК G21B 1/00, опубл. 20.01.2006 г.).
Недостатком известного устройства для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора является ослабление затяга резьбового соединения фланца опоры с вакуумным корпусом в условиях циклического нагружения, характерного для работы бланкета. Уменьшение величины затяга резьбового соединения приводит к резкому снижению циклической прочности соединения и к его выходу из строя.
Задачей настоящего изобретения является создание надежно работающего устройства для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора в течение всего срока эксплуатации реактора.
Техническим результатом настоящей полезной модели является упругая силовая компенсация релаксаций, возникающих в резьбовом соединении в условиях циклического нагружения, что позволяет сохранить начальную величину затяга резьбового соединения фланца опоры и вакуумной камеры в процессе эксплуатации термоядерного реактора.
Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, содержащее гибкую полую опору с фланцами, одним из которых опора установлена в посадочное гнездо вакуумного корпуса с образованием резьбового соединения с ним, а другим с помощью болта соединена с модулем бланкета,
согласно полезной модели снабжено тарельчатым пружинным элементом, при этом в торце фланца опоры, образующего резьбовое соединение с вакуумным корпусом, выполнена кольцевая проточка, а тарельчатый пружинный элемент установлен в кольцевую проточку и поджат к дну посадочного гнезда, причем проточка выполнена с глубиной меньше, чем высота недеформированного тарельчатого пружинного элемента на величину его осадки после затяга резьбового соединения фланца опоры и вакуумного корпуса, а величина осадки рассчитана из требуемого усилия затяга и упругости тарельчатого пружинного элемента.
Кроме этого, на наружной стороне тарельчатого пружинного элемента выполнен кольцевой паз, в который установлено пружинное кольцо.
Кроме этого, на тарельчатом пружинном элементе с помощью резьбовой пары закреплена подкладная шайба.
Наличие тарельчатого пружинного элемента и кольцевой проточки, в которой он установлен с поджатием к вакуумному корпусу, позволяют устранить релаксацию резьбового соединения за счет разжатия деформированного тарельчатого пружинного элемента на величину, значительно меньшей расчетной величины осадки, что позволяет сохранить тем самым начальную величину затяга резьбового соединения в течение всего срока эксплуатации термоядерного реактора. Пружинное кольцо, установленное в кольцевом пазу тарельчатого пружинного элемента, фиксирует тарельчатый пружинный элемент вместе с подкладной шайбой в кольцевой проточке резьбового фланца опоры. Подкладная шайба предохраняет опорную поверхность вакуумного корпуса от пластических деформаций, возникающих в результате давления поджатого тарельчатого пружинного элемента на дно посадочного гнезда вакуумного корпуса.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора (продольный разрез), на фиг. 2 представлен пружинный тарельчатый элемент в сборе (продольный разрез), на фигуре 3 представлено то же перед затягом (продольный разрез), на фигуре 4 представлено то же после затяга (продольный разрез).
Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора содержит гибкую полую опору 1, представляющую собой совокупность стержней, расположенных по окружности и соединенных по концам двумя полыми цилиндрическими фланцами, один из которых снабжен наружной резьбой. Опора 1 при помощи резьбового фланца установлена в посадочное гнездо вакуумного корпуса 2 с образованием резьбового соединения с ним. Другим фланцем опора 1 посредством болта 3 и сферической шайбы 4 соединена с модулем 5. В кольцевой проточке, выполненной в торце резьбового фланца опоры 1, установлен тарельчатый пружинный элемент 6. На тарельчатом пружинном элементе 6 закреплена с помощью резьбовой пары в виде гайки 7 и центрального резьбового стержня 8 подкладная шайба 9, которая размещена на дне посадочного гнезда. Тарельчатый пружинный элемент 6 установлен с поджатием к дну посадочного гнезда. Глубина кольцевой проточки в торце резьбового фланца выполнена на величину Δ меньше, чем первоначальная высота недеформированного тарельчатого пружинного элемента 6. Величина Δ представляет собой величину осадки тарельчатого пружинного элемента 6 после затяга резьбового соединения фланца опоры 1 и вакуумного корпуса 2. Величина Δ рассчитывается исходя из требуемого усилия затяга на резьбе фланца опоры 1 и упругости тарельчатого пружинного элемента 6. Например, при высоте тарельчатого пружинного элемента 6, равной 20,67 мм, усилии затяга резьбового соединения, равном 800±25 кН, расчетная величина осадки тарельчатого пружинного элемента 6 после затяга (Δ) равна 0,67 мм, т.е. глубина проточки должна быть 20 мм. На наружной стороне тарельчатого пружинного элемента 6 выполнен кольцевой паз, в который установлено пружинное кольцо 10, которое оперто на внутреннюю поверхность кольцевой проточки резьбового фланца. В головке болта 3 выполнено резьбовое монтажное отверстие 11, посредством которого упомянутый болт может быть при монтаже устройства зафиксирован на резьбовом стержне 8.
Монтаж устройства осуществляют следующим образом.
В полости опоры 1 размещают болт 3 и сферическую шайбу 4. На тарельчатый пружинный элемент 6 крепят подкладную шайбу 9 с помощью резьбового стержня 8 и гайки 7. В кольцевой паз тарельчатого пружинного элемента 6 устанавливают пружинное кольцо 10. Затем тарельчатый пружинный элемент 6 в сборе устанавливают в кольцевую проточку резьбового фланца опоры 1. Далее болт 3 посредством монтажного отверстия 11 фиксируют на стержне 8. Опору 1 вместе с болтом 3, шайбой 4 и элементом 6 в сборе, установленном в кольцевой проточке резьбового фланца, вкручивают в посадочное гнездо вакуумного корпуса 2 до упора. После затяга резьбового соединения опоры 1 и посадочного гнезда вакуумного корпуса 2 тарельчатый пружинный элемент 6 сжат на предварительно рассчитанную величину Δ. При этом элемент 6 поджимает опору 1 с расчетным усилием затяга, а опора 1 резьбовым фланцем опирается в вакуумный корпус 2 через подкладную шайбу 9.
Устройство работает следующим образом.
В процессе эксплуатации в резьбовом соединении опоры 1 и вакуумного корпуса 2 будет происходить релаксация напряжений из-за уменьшения упругих деформаций и увеличения на ту же величину пластических деформаций в витках резьбы и падение величины затяга. Пружинный тарельчатый элемент 6, находясь в деформированном состоянии на расчетную величину Δ, поджимает опору 1 с усилием, равным расчетной величине затяга. Разжимаясь на величину релаксационных пластических деформаций в витках резьбы, гораздо меньше Δ, пружинный элемент 6 будет полностью компенсировать уменьшение упругих деформаций в витках резьбы. При этом величина затяга резьбового соединения опоры 1 и вакуумного корпуса 2 будет соответствовать остаточной величине усилие поджатая пружинного элемента 6. Поскольку в течение всего срока работы реактора опора 1 с помощью специально предусмотренных технических средств не проворачивается, то усилие затяга на резьбовом фланце опоры 1 будет гарантировано сохраняться, обеспечивая длительную работу устройства для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора.