G21C13 / 073 - кришки для резервуара реактора, наприклад поворотні
Власники патенту RU 2281570:
ДЕРЖАВНА унітарне підприємство "НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ТА КОНСТРУКТОРСЬКИЙ ІНСТИТУТ Енерготехнік ІМ. Н.А. Доллежаля" (RU)
Винахід відноситься до області ядерної техніки і використовується в ядерних реакторах з жідкометалліческім теплоносієм. Верхнє захисне перекриття ядерного реактора з жідкометалліческім теплоносієм містить стаціонарну частину, виконану з отвором, в якому з зазором встановлена велика поворотна пробка, в пробці є отвір, в ньому з зазором встановлена мала поворотна пробка. Велика і мала поворотні пробки забезпечені фланцями, а на стаціонарній частині під фланцем великий пробки і під фланцем малої пробки на великій пробці є кільцеві сходинки. Мала поворотна пробка закріплена на великий поворотною пробці, а велика поворотна пробка закріплена на стаціонарній частині за допомогою опорно-поворотних вузлів, виконаних у вигляді шарикопідшипників, забезпечених шпильками, причому їх внутрішні кільця встановлені на фланцях обох пробок, а зовнішні на стаціонарній частині і на великий пробці з боку малої. При цьому в шарикопідшипнику доріжка кочення на внутрішньому кільці щодо доріжки кочення на зовнішньому кільці виконана зі зміщенням по вертикалі вниз. Винахід дозволяє здійснювати роботи по заміні і ремонту опорно-поворотних вузлів, не видаляючи при цьому малу і велику поворотні пробки з стаціонарної частини. 1 з.п. ф-ли, 5 мул.
Винахід відноситься до галузі атомної техніки, зокрема до конструкцій верхніх захисних перекриттів ядерних реакторів з жідкометалліческім теплоносієм.
Найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак до пропонованого винаходу є верхнє захисне перекриття (ВЗП) ядерного реактора з жідкометалліческім теплоносієм, що містить стаціонарну частину, виконану з отвором, в якому з зазором встановлена велика поворотна пробка, в пробці є отвір, в ньому з зазором встановлена мала поворотна пробка, а в радіальних зазорах з боку активної зони розміщені рідинні затвори, причому велика і мала пробка забезпечені фланцем, а під фланцями на стаціонарній годину ти і на великій пробці є кільцевий виступ (І.Я.Емельянов і ін. "Конструювання ядерних реакторів", М. Енергоіздат, 1982. р Стр.140-148, рис.6.8).
Крім того, в над рідинними затворами встановлені опорно-поворотні вузли, виконані у вигляді підшипників кочення. Нижнє кільце першого підшипника встановлено в посадковому місці на кільцевому виступі стаціонарної частини, при цьому велика поворотна пробка фланцем спирається на його верхнє кільце. Нижнє кільце другого підшипника, розташованого між великою і малою поворотними пробками, встановлено в посадковому місці на кільцевому виступі великий поворотної пробки, а мала поворотна пробка фланцем спирається на його верхнє кільце.
Недоліки відомої конструкції полягають в тому, що в разі виникнення аварійної ситуації на працюючому реакторі, коли, наприклад, тиск над активною зоною може збільшитися на 1 атм, під дією підйомної сили (400 т) може статися "спливання" великий поворотної пробки і малої поворотною пробки, що може привести до радіоактивного викиду в робоче приміщення над реактором.
Крім того, в разі виходу з ладу опорно-поворотних вузлів, відсутня можливість здійснення ремонтних робіт, так як доступ до опорно-поворотним вузлів закритий фланцями малої і великої поворотних пробок.
Завданням цього винаходу є підвищення надійності, а також поліпшення умов праці обслуговуючого персоналу.
Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні винаходу, полягає в тому, що дозволяє виключити ймовірність "спливання" поворотних пробок в разі підйому тиску в активній зоні при виникненні аварійної ситуації.
Крім того, пропонована конструкція дозволяє здійснювати роботи по заміні і ремонту опорно-поворотних вузлів, не видаляючи при цьому малу і велику поворотні пробки з стаціонарної частини.
Зазначена задача досягається за рахунок того, що у відомому верхньому захисному перекритті (ВЗП) ядерного реактора з жідкометалліческім теплоносієм, що містить стаціонарну частину, виконану з отвором, в якому з зазором встановлена велика поворотна пробка, в пробці є отвір, в ньому з зазором встановлена мала поворотна пробка, а в радіальних зазорах з боку активної зони розміщені рідинні затвори, причому велика і мала пробка забезпечені фланцем, а під фланцями на стаціонарній частині і на великій пробці є кільці виття виступ, мала поворотна пробка закріплена на великий поворотною пробці, велика поворотна пробка закріплена на стаціонарній частині за допомогою опорно-поворотних вузлів, виконаних у вигляді шарикопідшипників, забезпечених шпильками, при цьому їх внутрішні кільця встановлені на фланцях обох пробок, а зовнішні на стаціонарній частині і великій пробці з боку малої.
Крім того, в шарикопідшипнику доріжка кочення на внутрішньому кільці щодо доріжки кочення зовнішнього кільця виконана зі зміщенням по вертикалі вниз.
Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 представлений вид зверху ВЗП; на фіг.2 представлено подовжній перетин А-А фіг.1; на Фіг.3 представлений опорно-поворотний вузол в робочому положенні; на фіг.4 представлений опорно-поворотний вузол в процесі установки великий поворотної пробки в стаціонарну частину; на фіг.5 показано радіальне перетин внутрішнього і зовнішнього кільця шарикопідшипника.
Верхнє захисне перекриття ядерного реактора з жідкометалліческім теплоносієм містить стаціонарну частину 1, виконану з отвором, в якому з радіальним зазором встановлена велика поворотна пробка 2. У великій поворотною пробці 2 є отвір, а в ньому з радіальним зазором встановлена мала поворотна пробка 3. У радіальному зазорі між стаціонарною частиною 1 і великий поворотною пробкою 2, а також між великою поворотною пробкою 2 і малої поворотною пробкою 3 з боку активної зони розміщені рідинні ущільнення 4. Матер червоному рідинних ущільнень 4 служить хімічно інертна і радіаційно-стійке рідина типу "термос". Над рідинними ущільненнями 4 у верхньому перекритті встановлені опорно-поворотні вузли 5, за допомогою яких мала поворотна пробка 3 закріплена на великий поворотною пробці 2, а велика поворотна пробка 2 закріплена на стаціонарній частині 1 і забезпечена можливість відносного обертання пробок 2 і 3. При цьому мала поворотна пробка 3 забезпечена фланцем 6, а на великий поворотною пробці 2 виконаний кільцевий виступ 7, який утворює з фланцем технологічний зазор. Велика поворотна пробка 2 з боку стаціонарної частини 1 забезпечена фланцем 8, а на стаціонарній частині 1 є кільцевий виступ 9, який утворює з фланцем 8 технологічний зазор. Опорно-поворотні вузли 5 виконані у вигляді шарикопідшипників. За допомогою шпильок 10 зовнішні 11 і внутрішні 12 кільця шарикопідшипників 5 з'єднані зі стаціонарною частиною 1 і поворотними пробками 2 і 3. При цьому зовнішнє кільце 11 першого шарикопідшипника 5 встановлено на посадковому місці стаціонарної частини 1, а внутрішнє кільце 12 першого шарикопідшипника 5 - на фланці 8 великий поворотної пробки 2. Зовнішнє кільце 11 другого шарикопідшипника 5 встановлено на посадковому місці великий поворотної пробки 2 з боку малої поворотної пробки 3, а внутрішнє кільце 12 - відповідно на фланці 6 малої поворотною про ки 3. В обох шарикопідшипниках 5 доріжка кочення 13 на внутрішньому кільці 12 щодо доріжки кочення 14 зовнішнього кільця 11 зміщена по вертикалі вниз, в результаті чого торцеві поверхні зовнішнього 11 кільця зміщені вниз щодо торцевих поверхонь внутрішнього кільця 12.
Шарикопідшипники 5 забезпечені еластомірними ущільненнями 15, герметизирующими тіла кочення 16 і доріжки кочення 13, 14 з обох торцевих сторін шарикопідшипника 5.
Рівень посадочних місць для зовнішніх кілець 11 на стаціонарній частині 1 і великий поворотною пробці 2 зміщений відносно рівня фланців 6 і 8 на величину зміщення торцевих поверхонь зовнішнього кільця 11 щодо торцевих поверхонь внутрішнього кільця 12. Під шпильки 10 на зовнішніх і внутрішніх кільцях 11, 12 шарикопідшипників 5 рівномірно по колу виконані отвори 17, відповідно на посадочних місцях стаціонарної частини 1 і поворотних пробках 2, 3 виконані різьбові отвори 18, а самі шпильки 10 забезпечені кріпильними елементами 19.
Приклад монтажу малої 3 і великий 2 поворотних пробок в верхньому захисному перекритті.
В отворі стаціонарної частини 1 на виступ 9 встановлюють велику поворотну пробку 2. На посадочне місце стаціонарної частини 1 встановлюють перший шарикопідшипник 5. При цьому зовнішнє кільце 11 першого шарикопідшипника 5 спирається на стаціонарну частину 1, а його внутрішнє кільце 12 нависає над фланцем 8 великий поворотною пробки 2. За допомогою шпильок 10 зовнішнє кільце 11 закріплюють на стаціонарній частині 1. Потім встановлюють шпильки 10 в різьбові отвори 18 великий поворотної пробки 2. Затягуючи шпильки 10, підтягують велику пробку 2 до внутрі ннему кільцю 12 першого шарикопідшипника 5 і за допомогою кріпильних елементів 19 фіксують пробку 2 на ньому. В процесі затяжки шпильок 10 велика пробка 2 піднімається над виступом 9, утворюючи між ним і фланцем 8 технологічний зазор. Потім на виступ 7 великий поворотної пробки 2 встановлюють малу поворотну пробку 3. Подальший процес монтажу малої поворотної пробки 3 повністю ідентичний описаному вище процесу установки великий поворотної пробки 2.
Верхнє захисне перекриття ядерного реактора з жідкометалліческім теплоносієм працює наступним чином.
В процесі роботи реактора під дією теплового потоку від активної зони верхнє захисне перекриття нагрівається, при цьому температура і тиск газової подушки над активною зоною підвищується. Для здійснення перевантажувальних робіт на малій пробці 3 встановлюють перевантажувальну внутрішнього реакторного машину (не показана). Далі послідовно спочатку приводять в рух перший шарикопідшипник 5 і повертають на заданий кут велику пробку 2, потім приводять в рух другий шарикопідшипник 5 і повертають малу пробку 3, приводячи її в задані координати над активною зоною, після чого за допомогою перевантажувальної машини здійснюють операції з перевантаження палива.
При виникненні аварійної ситуації, наприклад, при розриві секції парогенератора, тиск в аргоновой подушці реактора (розташовується безпосередньо під перекриттям) збільшується на 1 атм. Перекриття знаходиться під впливом підйомної сили, еквівалентної 400 т.
При цьому жорстке кріплення малої поворотної пробки 3 на великий поворотною пробці 2, яка, в свою чергу, жорстко закріплена на стаціонарній частині 1, запобігає "спливання" конструкції перекриття.
В процесі роботи реактора при виявленні вийшов з ладу одного з шарикопідшипників 5, його заміну здійснюють наступним чином.
Наприклад, при заміні шарикопідшипника 5, що з'єднує велику пробку 2 зі стаціонарної частиною 1, послаблюють затяжку шпильок 10 на внутрішньому кільці 12 і відповідно на фланці 8, в результаті велика поворотна пробка 2 поступово опускається фланцем 8 на кільцевий виступ 9 на стаціонарній частині 1. Потім видаляють кріпильні елементи 19 зі шпильок 10 зовнішнього кільця 11, після чого здійснюють заміну шарикопідшипника 5 на новий.
При цьому велика пробка 2 перекриває зазори стаціонарної частини 1 і заміна шарикопідшипника 5 здійснюється в безпечних умовах.
Таким чином, пропонована конструкція верхнього захисного перекриття ядерного реактора з жідкометалліческім теплоносієм забезпечує безпечний режим роботи при аварійних ситуаціях, а також дозволяє спростити і скоротити час робіт із заміни та ремонту опорно-поворотних вузлів 5, не видаляючи при цьому малу і велику поворотні пробки 2 і 3 з стаціонарної частини 1.
1. Верхнє захисне перекриття (ВЗП) ядерного реактора з жідкометалліческім теплоносієм, що містить стаціонарну частину, виконану з отвором, в якому з зазором встановлена велика поворотна пробка, в пробці є отвір, в ньому з зазором встановлена мала поворотна пробка, а в радіальних зазорах зі боку активної зони розміщені рідинні затвори, причому велика і мала пробки виконані з фланцем, а під фланцями на стаціонарній частині і на великій пробці з боку малої пробки є кільцевий виступ, що відрізняється тим, ч то мала поворотна пробка закріплена на великий поворотною пробці, а велика поворотна пробка закріплена на стаціонарній частині за допомогою опорно-поворотних вузлів, виконаних у вигляді шарикопідшипників, забезпечених шпильками, при цьому їх внутрішні кільця встановлені на фланцях обох пробок, а зовнішні кільця - на стаціонарній частини і на великій пробці з боку малої.
2. Верхнє захисне перекриття по п.1, що відрізняється тим, що в шарикопідшипнику доріжка кочення на внутрішньому кільці щодо доріжки кочення зовнішнього кільця виконана зі зміщенням по вертикалі вниз.