УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ МОДУЛЯ БЛАНКЕТА НА ВАКУУМНОМ КОРПУСЕ ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

УСТРОЙСТВО для КРЕПЛЕНИЯ МОДУЛЯ
БЛАНКЕТА НА ВАКУУМНОМ КОРПУСЕ
ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
Полезная модель относится к области ядерной техники и может быть использована в термоядерных реакторах.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к полезной модели является устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, содержащее опору с фланцами, одним из которых опора установлена в посадочном гнезде корпуса и соединена с ним с помощью резьбы  см. ITER Technical Basis «Plant Description Document, G АО FDR 1 0107-13 Rl.O, Chapter 2.3, стр.8, фиг.2.3.4-1 (D) International Atomic Energy Agency, Viena, 2002.
При этом резьба в посадочном гнезде выполнена на цилиндрической поверхности у его основания, а на опоре - по цилиндрической поверхности вблизи торца.
Недостаток известной конструкции заключается в том, что резьбовое соединение, образованное цилиндрическими поверхностями опоры и посадочного места, негативно влияет на конструкцию опорного устройства. Это связано с проблемой образования усталостных поперечных трещин в корнях витков резьбы при циклическом нагружении, поскольку конструктивные формы сопряженных деталей и характер нагружения определяют распределение нагрузки по виткам резьбы. Особенно это касается резьбовых соединений на цилиндрической поверхности большого диаметра, у которых масштабный фактор серьезно влияет на прочность. При значениях, когда do/s 20 , где do - внутренний диаметр резьбы, s - шаг резьбы, а в прототипе применяют
резьбу - Ml50x4, концентрация напряжений сильно возрастает, что может привести к образованию трещин в вакуумном корпусе и к снижению надежности устройства для крепления модуля бланкета.
Кроме этого, поскольку на выходе резьбы необходимо предусматривать место для сбегов или недорезов резьбы, то существенно увеличивается высотный габарит резьбового соединения, следовательно, усложняется конструкция крепления и снижаются прочностные характеристики.
Задачей настоящей полезной модели является создание устройства для крепления модуля бланкета, обладающего высокими прочностными свойствами, что повышает его надежность.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в исключении образования поперечных усталостных трещин в посадочном гнезде, нарушающих вакуумную плотность его стенки.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, содержащем опору с фланцами, одним из которых опора установлена в посадочном гнезде корпуса и соединена с ним с помощью резьбы,
резьба выполнена на торцевой поверхности опоры и в основании посадочного гнезда в виде спирали Архимеда, при этом выступы резьбы выполнены Г-образной формы и направлены навстречу друг другу, а их внутренние поверхности выполнены коническими.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено продольное сечение устройства для крепления модуля бланкета; на фиг. 2 представлен вид спирали Архимеда; на фиг.З представлен фрагмент исходного положения перед установкой опоры в посадочном гнезде; на фиг.4 показан фрагмент резьбового соединения.
Устройство для крепления модуля 1 бланкета на вакуумном корпусе 2 термоядерного реактора содержит полую опору 3 с фланцами 4 и 5. Фланец 4 опоры 3 соединен с модулем 1. По оси крепления в модуле 1 имеется отверстие 6 под болт 7, который проходит через опору 3, а резьбовая его часть соединена с модулем 1. В болте 7 имеется отверстие 8, оба отверстия 6 в модуле 1 и 8 в болте 7 используются при стыковке модуля 1 с вакуумным корпусом 2. Между головкой 9 болта 7 и фланцем 4 опоры 3 установлена компенсационная втулка 10. На торцевой поверхности фланца 5 опоры 1 и в основании посадочного гнезда 11 на вакуумном корпусе 2 имеется резьба 12, выполненная по спирали Архимеда. Выступы 13 резьбы 12 на опоре 3 и выступы 14 в основании посадочного гнезда И имеют Г-образную форму и направлены навстречу друг другу. При этом внутренние поверхности 15 выступов 13 и внутренние поверхности 16 выступов 14 выполнены коническими. Выступы 13 и 14 выполнены с учетом технологического зазора А, необходимого для введения их в зацепление и находятся в беззазорном зацеплении.
Расстояние между точками, лежащими на одном радиусе, называют R- щагом спирали. Длина ветви обратно пропорционально связана с щагом спирали. Как показывают расчеты, концентрация максимальных напряжений в резьбовом соединении предлагаемой конструкции приходится не на основания выступов, а на поперечное сечение участков выступов расположенных между их основанием и внутренней конической поверхностью, что и
позволяет обеспечить необходимый запас прочпости конструкции.
Порядок монтажа модулей бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора.
Каждый модуль 1 бланкета устанавливают на четырех опорах 3. Сначала в посадочные гнезда 11 вакуумного корпуса 2 устанавливают опоры 3. Поворачивая опору 3, выступы 13 и 14 входят с зацепление, при этом конические поверхности 15 и 16 выступов 13 и 14 прижимаются друг к другу и при завинчивании выбирают зазор в основаниях резьбового соединения. Вращая опору 3 до того момента, когда зазор между выступами 13 и 14 выбирается полностью, вращение опоры 3 относительно посадочного места 11 прекращается.
Таким образом, для каждого модуля 1 устанавливают четыре опоры 3. Затем модуль 1 стыкуют с опорами 3. Через отверстия 6 в модуле 1, а также отверстие 8 в болте 7 ручным инструментом болт 7 приводят в действие. Болт 7 входит во взаимодействие с резьбовым отверстием 6 в модуле 1, при этом модуль 1 стыкуется с торцевой поверхностью опоры 3 и фиксируется в заданном положении.
Предложенная конструкция устройства крепления модуля функционирует следующим образом.
В термоядерном реакторе зажигают плазму. Под действием теплового нейтронного потока излучения модули 1 бланкета разогреваются. При этом тепло от модулей 1 через контактные поверхности опор 3 отводится к вакуумному корпусу 2.
При срыве плазмы, образуется мощный электромагнитный импульс, который воздействует на модули 1, и они оказываются под воздействием сил, величина которых колеблется от 12 МН до 24 МП, причем эти силы имеют полоидальные, тороидальные и радиальные
направления. От модулей 1 нагрузки передаются на устройства крепления модулей, вакуумный корпус реактора и компенсируются ими.