RU2660946C1 - Capture of the cluster of control elements of thermal filters of the reactor - Google Patents
Capture of the cluster of control elements of thermal filters of the reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660946C1 RU2660946C1 RU2017139694A RU2017139694A RU2660946C1 RU 2660946 C1 RU2660946 C1 RU 2660946C1 RU 2017139694 A RU2017139694 A RU 2017139694A RU 2017139694 A RU2017139694 A RU 2017139694A RU 2660946 C1 RU2660946 C1 RU 2660946C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slider
- cluster
- housing
- groove
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/02—Details of handling arrangements
- G21C19/10—Lifting devices or pulling devices adapted for co-operation with fuel elements or with control elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности, к устройствам для перегрузки компонентов ядерного топлива, а именно -управляющих элементов, к которым относятся поглощающие стержни системы управления и защиты, а также стержни с выгорающим поглотителем тепловыделяющих сборок реактора. Изобретение может быть использовано в механизмах перемещения кластеров перегрузочных машин ядерных реакторов типа ВВЭР-1000, в том числе ВВЭР-1200 и т.п., которые в настоящее время широко применяются в РФ и ряде других стран.The invention relates to the field of nuclear energy, in particular, to devices for reloading nuclear fuel components, namely, control elements, which include absorbing rods of a control and protection system, as well as rods with a burnable absorber for fuel assemblies of a reactor. The invention can be used in mechanisms for moving clusters of reloading machines of nuclear reactors of the VVER-1000 type, including VVER-1200, etc., which are currently widely used in the Russian Federation and several other countries.
В во до-водяных энергетических реакторах типа ВВЭР-1000 в состав тепловыделяющих сборок (ТВС) включены органы управления реактивностью реактора, т.е. управляющие элементы ТВС - поглощающие стержни системы управления и защиты (ПС СУЗ) и стержни с выгорающим поглотителем (СВП), объединенные в соответствующие кластеры (кластер ПС СУЗ и кластер СВП), которые при перегрузке реактора перемещают между ТВС.In water-cooled power reactors of the VVER-1000 type, the reactor reactivity controls are included in the composition of fuel assemblies (FAs), i.e. fuel assembly control elements are absorbing rods of the control and protection system (SS CPS) and rods with a burnable absorber (SVP), combined into the corresponding clusters (PS CPS cluster and SVP cluster), which are moved between the fuel assemblies when the reactor is overloaded.
Кластер представляет собой пучок стержней, объединенных с помощью траверсы. Траверсы кластера СВП и кластера ПС СУЗ имеют аналогичное конструктивное выполнение: в виде центральной втулки с отходящими от нее радиальными ребрами, имеющими гнезда для установки стержневых элементов, при этом конструктивное выполнение центральной втулки обеспечивает возможность ее сцепления с захватным механизмом, используемым при перегрузке компонентов ТВС. Аналогичное конструктивное выполнение траверс позволяет выполнять операции сцепления-расцепления при перемещении кластеров ПС СУЗ и кластеров СВП с помощью одного и того же устройства.A cluster is a bunch of rods, united by means of a beam. The traverses of the SVP cluster and the PS CPS cluster have a similar design: in the form of a central sleeve with radial ribs extending from it having sockets for installing rod elements, while the structural design of the central sleeve provides the possibility of its engagement with the gripping mechanism used when overloading fuel assembly components. A similar constructive implementation of the traverse allows you to perform clutch-disengagement operations when moving PS CPS clusters and SVP clusters using the same device.
Операции по перегрузке компонентов ядерного топлива на остановленном реакторе типа ВВЭР-1000 осуществляются машиной перегрузочной (МП), в состав которой входит механизм захвата кластера ПС СУЗ или СВП (далее - захват кластера), предназначенный для выполнения операций сцепления-расцепления с кластером.The transshipment of nuclear fuel components at a stopped VVER-1000 type reactor is carried out by a reloading machine (MP), which includes a mechanism for capturing a PS CPS or SVP cluster (hereinafter - cluster capture), designed to perform coupling-disengagement operations with the cluster.
Захват кластера (ЗК) является сменным узлом рабочей штанги (РШ) машины перегрузочной (МП), может быть использован в любой машине типа МП-1000 или аналогичных. При использовании данного типа перегрузочного оборудования ЗК должен функционировать в автоматическом режиме, что обусловлено требованиями повышения радиационной безопасности и сокращения времени производства планово-предупредительных ремонтов на энергоблоках АЭС. ЗК представляет собой механическое устройство, обеспечивающее удержание перегружаемого изделия и автоматическое сцепление-расцепление с ним, обладает двумя функциональными состояниями в процессе работы: «сцеплено»-«расцеплено», соответствующими положению «закрыто»-«открыто» захватного элемента. Сцепление ЗК осуществляется с траверсой кластера ПС СУЗ или СВП. ЗК управляется индивидуальным тросовым приводом и должен изменять свое состояние автоматически при опирании корпуса ЗК на центральную втулку траверсы согласно заданной последовательности, обеспечиваемой системой управления МП.Cluster capture (ZK) is a replaceable node of the working rod (RS) of the reloading machine (MP), can be used in any machine of the MP-1000 type or similar. When using this type of refueling equipment, the ZK should operate in automatic mode, which is due to the requirements for increasing radiation safety and reducing the time for scheduled preventive repairs at nuclear power units. ZK is a mechanical device that provides retention of an overloaded product and automatic coupling-disengaging with it, has two functional states during operation: “locked” - “uncoupled”, corresponding to the “closed” - “open” position of the gripping element. The coupling of the ZK is carried out with the traverse of the PS CPS or SVP cluster. ZK is controlled by an individual cable drive and must change its state automatically when the ZK body is supported on the central bushing of the yoke according to a given sequence provided by the MP control system.
К исполнительным устройствам, как техническим системам, применяемым на АЭС, предъявляются высокие требования по надежности, что в первую очередь связано с необходимостью обеспечения ядерной и радиационной безопасности энергетических установок. Кроме того, разработка оборудования для атомных станций, как правило, предполагает серийное изготовление, а также длительный период эксплуатации - по меньшей мере, несколько десятков лет, что также обуславливает особое внимание, уделяемое повышению надежности оборудования при создании новых технических решений для ядерной энергетики. Необходимость повышения надежности устройств, осуществляющих перегрузочные операции, обусловлена требованиями обеспечения безопасности и минимизации вероятности повреждений перегружаемых изделий, в том числе кластеров ПС СУЗ и СВП.Executive devices, as technical systems used at nuclear power plants, have high reliability requirements, which is primarily associated with the need to ensure nuclear and radiation safety of power plants. In addition, the development of equipment for nuclear power plants, as a rule, involves serial production, as well as a long period of operation - at least several tens of years, which also leads to special attention paid to improving the reliability of equipment when creating new technical solutions for nuclear power. The need to improve the reliability of devices engaged in transshipment operations is due to the requirements of ensuring safety and minimizing the likelihood of damage to overloaded products, including PS CPS and SVP clusters.
Захват кластера, как оборудование, от которого зависит безопасность выполнения транспортно-технологических операций с элементами ТВС, должен отвечать предъявляемым требованиям надежности работы, характеризуемой в первую очередь безотказностью работы устройства. Безотказность - это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение установленного периода времени или наработки.Cluster capture, as equipment on which the security of transport and technological operations with fuel assembly elements depends, must meet the requirements for reliable operation, which is characterized primarily by the failure-free operation of the device. Reliability - this is the property of an object to continuously maintain a healthy state for a specified period of time or operating time.
Ввиду того, что работа захвата кластера, как правило, происходит в водном технологическом растворе с относительно высоким содержанием борной кислоты, то на элементах ЗК происходит интенсивное отложение солей борной кислоты (особенно при смене рабочих сред, обусловленной технологией работы МП), что приводит к негативным последствиям в случае загрязнений контактных поверхностей подвижных деталей, а также зазоров между ними. Также к нежелательным последствиям может приводить и загрязнение указанных элементов посторонними частицами, содержащимися в бассейне выдержки топлива или на поверхности воды. Отложения солей борной кислоты и попадание посторонних частиц в значительной степени влияют на снижение эксплуатационной надежности работы ЗК, так как в результате воздействия указанных факторов снижается безотказность работы механизма, что обусловлено его чувствительностью к изменению (а именно, увеличению) коэффициента трения подвижных элементов конструкции. Многолетний опыт эксплуатации перегрузочного оборудования на атомных станциях показал, что загрязнение поверхностей трения подвижных деталей и рабочих зазоров ЗК может приводить к нештатным ситуациям, сбоям работы оборудования, увеличению объема дополнительных работ и увеличению времени работ по перегрузке топлива на энергоблоке АЭС, в связи с чем ведущие российские и зарубежные компании и специалисты-разработчики при проектировании нового реакторного оборудования, в частности, перегрузочных устройств, стремятся обеспечить повышение безотказности работы технических систем и механизмов.Due to the fact that the capture of the cluster, as a rule, occurs in an aqueous technological solution with a relatively high content of boric acid, intensive deposition of boric acid salts occurs on the elements of the SC (especially when changing working media due to the MP operation technology), which leads to negative the consequences of contamination of the contact surfaces of moving parts, as well as the gaps between them. Also, contamination of these elements with foreign particles contained in the fuel holding pool or on the surface of the water can also lead to undesirable consequences. Deposits of boric acid salts and the ingress of foreign particles significantly affect the decrease in operational reliability of the ZC, as the result of these factors reduces the reliability of the mechanism, due to its sensitivity to change (namely, increase) the coefficient of friction of moving structural elements. Long-term experience in operating refueling equipment at nuclear power plants has shown that contamination of the friction surfaces of moving parts and working clearances in the air conditioner can lead to abnormal situations, equipment malfunctions, an increase in the amount of additional work, and an increase in the time for refueling fuel at a nuclear power plant, and therefore leading When designing new reactor equipment, in particular, overload devices, Russian and foreign companies and development specialists strive to provide higher s faultless performance of technical systems and mechanisms.
Известно устройство захвата ядерного топлива [патент № KR 100956968 «Spent fuel gripper using two oval shape cams», МПК G21C 19/00, G21C 19/10, дата публикации 11.05.2010], содержащее захватный элемент клещевого типа, перемещение которого регулируется посредством вращения двойного кулачка. В качестве недостатка известного устройства следует отметить, что кулачковые элементы чувствительны к загрязнениям и имеют невысокую надежность.A nuclear fuel capture device is known [patent No. KR 100956968 "Spent fuel gripper using two oval shape cams", IPC G21C 19/00, G21C 19/10, publication date 05/11/2010], containing a tick-type gripping element, the movement of which is controlled by rotation double cam. As a disadvantage of the known device it should be noted that the cam elements are sensitive to dirt and have low reliability.
Известно устройство захвата компонентов ядерного топлива [патент № US 4236967 «Gripping means for fuel assemblies of nuclear reactor», МПК G21C 19/105, G21C 19/20, дата публикации 02.12.1980], включающее корпус с установленным в нем ползуном, имеющим возможность перемещения относительно корпуса. Верхняя часть ползуна соединена с опорой, которая взаимодействует с корпусом посредством пружины. Ползун выполнен с продольными пазами для взаимодействия с захватными элементами, соединенными с корпусом с возможностью поворота: указанные пазы на одной стороне снабжены торцевыми поверхностями, которые наклонены относительно продольной оси захватного средства. Управление перемещением захватных элементов в известном устройстве осуществляется с помощью привода, что исключает автоматическое сцепление-расцепление с перегружаемым компонентом, кроме того, устройство имеет достаточно высокую конструктивную сложность, что снижает надежность работы.A device for capturing components of nuclear fuel [patent No. US 4236967 "Gripping means for fuel assemblies of nuclear reactor", IPC
Известны захватные устройства для перегрузки элементов ядерного топлива, характеризующиеся достаточно простым конструктивным выполнением. Например, устройство захвата элементов ядерного топлива по патенту № ЕР 2587490 [«Nuclear fuel elements gripping tool provided with an emergency opening device», МПК G21C 19/105, дата публикации 01.05.2013], включающее корпус; захватный элемент клещевого типа, установленный на нижнем конце корпуса; привод, управляющий зажимом для избирательного захвата и отпускания перегружаемого элемента; предохранительное запорное устройство, блокирующее зажим с удерживаемым элементом. Известное устройство, обладающее простым конструктивным выполнением, содержит протяженные пары трения, потенциально чувствительные к загрязнению, что снижает безотказность и надежность работы. При этом для управления захватным элементом необходим привод, что исключает применение данного механизма для автоматического сцепления-расцепления.Known gripping devices for reloading elements of nuclear fuel, characterized by a fairly simple structural design. For example, a device for capturing nuclear fuel elements according to patent No. EP 2587490 ["Nuclear fuel elements gripping tool provided with an emergency opening device", IPC G21C 19/105, publication date 05/01/2013], including a housing; a tong-type gripping element mounted on the lower end of the housing; a drive controlling a clamp for selectively gripping and releasing an overloaded member; safety locking device, locking the clamp with a held element. The known device having a simple structural embodiment, contains extended friction pairs, potentially sensitive to contamination, which reduces the reliability and reliability of the work. At the same time, a drive is necessary to control the gripping element, which excludes the use of this mechanism for automatic coupling-disengagement.
Известен механизм захвата стержней ядерного топлива [патент № US 9390821 «Gripper mechanism», МПК B25J 15/00, G21C 19/105, дата публикации 12.07.2016], обеспечивающий повышение надежности перемещения топливных элементов. Механизм захвата содержит приводной элемент, перемещаемый в осевом направлении (линейный привод), и цилиндрический корпус, имеющий возможность вращения. На корпусе выполнены криволинейные прорези. Вращение корпуса обеспечивается при заданном перемещении приводного элемента при взаимодействии штифта, выступающего из линейного исполнительного механизма, и криволинейного паза. Частично внутри корпуса расположено вращающееся тело, на нижнем конце которого предусмотрен захватный элемент для зацепления топливного стержня. Вращательное движение корпуса, передаваемое от линейного привода, обеспечивает перемещение захватного элемента между зацепленным положением и расцепленным положением. Для смены состояний механизма дополнительно требуется создание внешнего силового воздействия. В качестве недостатков известного механизма захвата следует отметить его высокую конструктивную сложность, наличие большого количества подвижных элементов и пар трения, отвечающих за работоспособность механизма, что снижает ресурс безотказной работы устройства. Кроме того, блокировка состояния захвата (закрыто-открыто) осуществляется системой зацепов, что дополнительно усложняет конструкцию и оказывает негативное влияние на безотказность работы механизма.A known mechanism for capturing nuclear fuel rods [patent No. US 9390821 "Gripper mechanism", IPC
В качестве технического решения (прототипа), наиболее близкого по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению, предлагается захват кластера [патент № ЕА 015920 «Захват кластера тепловыделяющих сборок ядерного реактора», МПК G21C 19/00, G21C 19/02, G21C 19/18, дата публикации 30.12.2011], обеспечивающий автоматическое сцепление и расцепление с перегружаемым кластером компонента ТВС.As a technical solution (prototype), the closest in combination of essential features to the claimed invention, a cluster capture is proposed [Patent No. EA 015920 “Capture of a cluster of fuel assemblies of a nuclear reactor”, IPC
Известное техническое решение содержит корпус, во внутренней полости которого установлен ползун, имеющий возможность поступательного перемещения (движения) в корпусе (вдоль продольной оси корпуса), а также возможность вращения в корпусе. Направления «вверх»/«вниз» принято определять в рабочем состоянии ЗК: «вверх» - в направлении к внешней связи, «вниз» - к перегружаемому кластеру. Ползун представляет собой цилиндр со штоком, который неподвижно соединен с верхней частью цилиндра. С верхней частью штока соединен груз, имеющий возможность соединения с внешней гибкой связью: в верхней части груза имеется коуш для закрепления грузового каната или троса, соединяемого с РШ МП. Груз имеет продольный паз, в который заведена ответная направляющая шпонка, выполненная в верхней части корпуса, что обеспечивает ограничение возможности вращения груза в корпусе. Груз и шток соединены с возможностью их свободного вращения относительно друг друга, при этом груз зафиксирован от осевого смещения на штоке. Такое выполнение соединения груза и штока в известном техническом решении обеспечивает возможность совместного поступательного движения вдоль оси корпуса ползуна со штоком и груза, а также, с учетом ограничения возможности вращения груза в корпусе, обеспечивает возможность вращения ползуна со штоком без передачи вращательного движения на груз и внешнюю гибкую связь. Ползун и корпус соединены друг с другом посредством соединения, образованного криволинейным пазом, выполненным на цилиндрической поверхности одного из соединяемых элементов, и находящимся в зацеплении с указанным пазом по меньшей мере одним направляющим элементом, которым снабжен другой соединяемый элемент. Криволинейный паз представляет собой нарезку из 8 соединенных между собой направляющих участков паза, движение по которым направляющих элементов (в результате поступательного движения ползуна) обеспечивает одностороннее вращение ползуна. Указанный паз может быть выполнен на наружной цилиндрической поверхности ползуна, а находящийся с ним в зацеплении по меньшей мере один направляющий элемент - на внутренней поверхности корпуса. Также возможно выполнение, при котором паз может быть выполнен на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, а направляющий элемент - на ползуне. С нижней частью ползуна неподвижно соединен толкатель. В нижней части корпуса установлено захватывающее приспособление, содержащее захватный элемент с рабочей частью. Захватный элемент установлен с возможностью вращения и ограничением возможности осевого поступательного движения. Рабочая часть захватного элемента расположена вне корпуса и имеет возможность захвата (сцепления) или расцепления с траверсой кластера перегружаемого компонента ТВС. Захватный элемент может быть выполнен, например, в виде трубки, при этом рабочей частью является конец трубки, способный образовывать соединение байонетного типа с траверсой кластера и выполненный с широкой частью для захвата, т.е. для сцепления с траверсой, и узкой частью для выхода из взаимодействия, т.е. для расцепления с траверсой. Толкатель, неподвижно соединенный с ползуном, представляет собой стержневой элемент с профильной частью на конце, имеющей возможность взаимодействия с захватным элементом при вращении толкателя, осуществляемом совместно с ползуном. В результате указанного взаимодействия происходит изменение состояния («сцеплено»/«расцеплено») захватного элемента. Таким образом, при работе ЗК в результате одностороннего вращения ползуна, шток которого имеет возможность свободного вращения относительно груза, а также соединенного с ползуном толкателя, взаимодействующего с захватным элементом, обеспечивается возможность последовательного перевода захватного элемента в состояние «сцеплено» или «расцеплено» с перегружаемым кластером.The known technical solution comprises a housing, in the inner cavity of which a slider is installed, having the possibility of translational movement (movement) in the housing (along the longitudinal axis of the housing), as well as the possibility of rotation in the housing. Directions “up” / “down” are usually determined in the operational state of the SC: “up” - in the direction of external communication, “down” - to the overloaded cluster. The slider is a cylinder with a rod, which is fixedly connected to the upper part of the cylinder. A load is connected to the upper part of the rod, which can be connected to an external flexible connection: in the upper part of the cargo there is a thimble for securing the cargo rope or cable connected to the RSh MP. The load has a longitudinal groove into which a mating guide key is inserted, made in the upper part of the body, which limits the possibility of rotation of the load in the body. The load and the rod are connected with the possibility of their free rotation relative to each other, while the load is fixed from axial displacement on the rod. This embodiment of the connection of the load and the rod in the known technical solution provides the possibility of joint translational movement along the axis of the body of the slider with the rod and the load, and also, taking into account the limitation of the possibility of rotation of the load in the body, provides the ability to rotate the slide with the rod without transmitting rotational motion to the load and the external flexible connection. The slider and the housing are connected to each other by means of a connection formed by a curved groove made on the cylindrical surface of one of the connected elements and meshed with the specified groove by at least one guide element with which the other connected element is provided. A curved groove is a cut of 8 interconnected guide sections of the groove, the movement of which of the guide elements (as a result of the translational movement of the slider) provides one-way rotation of the slider. The specified groove may be made on the outer cylindrical surface of the slider, and at least one guide element being in engagement with it on the inner surface of the housing. It is also possible to perform in which the groove can be made on the inner cylindrical surface of the housing, and the guide element on the slider. A pusher is fixedly connected to the lower part of the slider. In the lower part of the housing there is a gripping device comprising a gripping element with a working part. The gripping element is mounted for rotation and limiting the possibility of axial translational motion. The working part of the gripping element is located outside the housing and has the ability to capture (clutch) or disengage with the traverse of the cluster of the overloaded fuel assembly component. The gripping element can be made, for example, in the form of a tube, the working part being the end of the tube capable of forming a bayonet-type connection with the cluster traverse and made with a wide part for gripping, i.e. to grip the traverse, and the narrow part to exit the interaction, i.e. for disengagement with the traverse. The pusher, fixedly connected to the slider, is a rod element with a profile part at the end, which is able to interact with the gripping element during rotation of the pusher, carried out together with the slider. As a result of this interaction, a state change (“coupled” / “uncoupled”) of the gripping element occurs. Thus, during the operation of the ЗК as a result of one-sided rotation of the slider, the rod of which has the possibility of free rotation relative to the load, as well as the pusher connected to the slider interacting with the gripping element, it is possible to sequentially transfer the gripping element to the “engaged” or “disengaged” state with the overloaded a cluster.
Работоспособность известного устройства (прототипа) обеспечивается кинематическими парами, образованными соединением груза и верхней части корпуса; груза и штока; ползуна и корпуса; захватного элемента и нижней части корпуса; толкателя и захватного элемента.The operability of the known device (prototype) is provided by kinematic pairs formed by the connection of the load and the upper part of the body; cargo and stock; slider and body; the gripping element and the lower part of the housing; pusher and gripping element.
В качестве недостатка известного технического решения следует отметить большое количество входящих в его состав кинематических пар, обеспечивающих работоспособность ЗК, что усложняет конструкцию и увеличивает вероятность отказов работы механизма в условиях загрязнения контактных поверхностей подвижных деталей, а также зазоров между ними отложениями солей бора и посторонними частицами, что снижает показатели надежности работы, в частности, безотказность работы ЗК. Кроме того, соединение толкателя с захватным элементом является соединением, особо чувствительным к возможным загрязнениям. Также негативное влияние на безотказность и надежность работы механизма оказывает подверженность деформациям скручивания (например, при нештатных ситуациях) толкателя, представляющего собой протяженный стержневой элемент.As a disadvantage of the known technical solution, it should be noted a large number of kinematic pairs that make up the ZK, which complicates the design and increases the likelihood of failure of the mechanism in the conditions of contamination of the contact surfaces of moving parts, as well as gaps between them, deposits of boron salts and foreign particles, which reduces the reliability indicators, in particular, the reliability of the ZK. In addition, the connection of the pusher with the gripping element is a connection that is particularly sensitive to possible contamination. Also, the susceptibility to twisting deformations (for example, in emergency situations) of the pusher, which is an extended rod element, has a negative impact on the reliability and reliability of the mechanism.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение безотказности работы захвата кластера, а следовательно, и повышение надежности его работы, путем упрощения конструкции захвата кластера за счет уменьшения числа кинематических пар, обеспечивающих работоспособность устройства.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to increase the uptime of the cluster capture, and therefore to increase the reliability of its operation, by simplifying the cluster capture design by reducing the number of kinematic pairs that ensure the operability of the device.
Для достижения указанного выше технического результата предлагается захват кластера управляющих элементов тепловыделяющих сборок ядерного реактора, содержащий корпус, во внутренней полости которого установлены ползун и соединенный с ним поворотный элемент. Ползун установлен с возможностью поступательного движения вдоль оси корпуса и с ограничением возможности вращения в корпусе. Поворотный элемент соединен с нижней частью ползуна посредством соединения, образованного криволинейным пазом, выполненным на цилиндрической поверхности одного из соединяемых элементов, и находящимся в зацеплении с указанным пазом по меньшей мере одним направляющим элементом, выполненным на другом соединяемом элементе. Криволинейный паз образован соединенными между собой участками паза, выполненными таким образом, что обеспечивается возможность движения каждого направляющего элемента по замкнутой траектории. Указанное соединение обеспечивает возможность одностороннего вращения поворотного элемента при поступательном движении ползуна вдоль оси корпуса. С нижней частью поворотного элемента неподвижно соединен захватный элемент, имеющий возможность сцепления и расцепления с траверсой кластера. Поворотный элемент и захватный элемент установлены в корпусе с возможностью вращения и с ограничением возможности поступательного движения вдоль оси корпуса.To achieve the above technical result, it is proposed to capture a cluster of control elements of the fuel assemblies of a nuclear reactor, comprising a body, in the inner cavity of which a slider and a rotary element connected to it are installed. The slider is installed with the possibility of translational movement along the axis of the housing and with the restriction of the possibility of rotation in the housing. The pivoting element is connected to the lower part of the slider by means of a connection formed by a curved groove made on the cylindrical surface of one of the connected elements and meshed with the specified groove by at least one guide element made on the other connected element. A curved groove is formed by interconnected sections of the groove, made in such a way that it is possible for each guide element to move along a closed path. The specified connection provides the possibility of one-sided rotation of the rotary element during translational movement of the slider along the axis of the housing. A gripping element is fixedly connected to the lower part of the rotary element, which is capable of coupling and disengaging with the cluster traverse. The pivoting element and the gripping element are mounted in the housing with the possibility of rotation and limiting the possibility of translational movement along the axis of the housing.
В заявляемом техническом решении, в отличие от прототипа, возможность последовательного изменения состояния сцепления-расцепления захватного элемента обеспечивается вследствие преобразования поступательного движения ползуна (вниз/вверх) во вращательное движение поворотного элемента путем выполнения поворотного элемента, установленного во внутренней полости корпуса и соединенного с нижней частью ползуна посредством соединения, образованного криволинейным пазом и находящимся с ним в зацеплении по меньшей мере одним направляющим элементом, причем ползун установлен с возможностью поступательного движения вдоль оси корпуса и с ограничением возможности вращения в корпусе, а захватный элемент, предназначенный для сцепления и расцепления с траверсой кластера, неподвижно соединен с нижней частью поворотного элемента, при этом поворотный элемент и захватный элемент установлены в нижней части корпуса с возможностью вращения и с ограничением возможности поступательного движения вдоль оси корпуса.In the claimed technical solution, in contrast to the prototype, the possibility of successive changes in the state of coupling-uncoupling of the gripping element is ensured by converting the translational movement of the slider (up / down) into the rotational movement of the rotary element by performing a rotary element mounted in the inner cavity of the housing and connected to the lower part the slider by means of a connection formed by a curved groove and at least one guide e being in engagement with it element, the slider is installed with the possibility of translational movement along the axis of the housing and with limited rotation in the housing, and a gripping element designed for coupling and uncoupling with the traverse of the cluster is fixedly connected to the lower part of the rotary element, while the rotary element and the gripping element are installed in the lower part of the housing with the possibility of rotation and with the restriction of the possibility of translational movement along the axis of the housing.
В предлагаемом выполнении захвата кластера работоспособность устройства обеспечивается кинематическими парами, образованными соединением ползуна и верхней части корпуса; соединением нижней части ползуна и верхней части поворотного элемента; соединением захватного элемента, неподвижно соединенного с нижней частью поворотного элемента, и нижней части корпуса.In the proposed implementation of the capture of the cluster, the operability of the device is provided by kinematic pairs formed by the connection of the slider and the upper part of the body; the connection of the lower part of the slider and the upper part of the rotary element; the connection of the gripping element, fixedly connected to the lower part of the rotary element, and the lower part of the housing.
Сравнение с прототипом показывает, что в заявляемом техническом решении содержится меньшее количество кинематических пар, обеспечивающих работоспособность устройства. В предлагаемом техническом решении элемент, имеющий возможность соединения с внешней гибкой связью - ползун, имеет возможность только поступательного движения вдоль оси корпуса и не имеет возможности вращения в корпусе. Соединение ползуна и поворотного элемента (посредством описанного выше соединения криволинейного паза и находящегося с ним в зацеплении по меньшей мере одного направляющего элемента) обеспечивает преобразование поступательного движения ползуна во вращательное движение поворотного элемента, осуществляемое совместно с неподвижно соединенным с ним захватным элементом. Таким образом, в предлагаемом выполнении захвата кластера не требуется кинематическая пара, предотвращающая передачу вращения от ползуна на внешнюю гибкую связь (соединение «штока ползуна - груз»), а также кинематическая пара, передающая вращение толкателя непосредственно захватному элементу (соединение «профильная часть толкателя - захватный элемент»).Comparison with the prototype shows that the claimed technical solution contains a smaller number of kinematic pairs that ensure the operability of the device. In the proposed technical solution, an element having the ability to connect with an external flexible connection - a slider, can only translate along the axis of the housing and does not have the ability to rotate in the housing. The connection of the slider and the rotary element (through the connection of the curved groove described above and the at least one guide element is engaged with it) converts the translational movement of the slider into the rotational movement of the rotary element, carried out together with the gripping element fixedly connected to it. Thus, in the proposed implementation of the capture of the cluster does not require a kinematic pair that prevents the transfer of rotation from the slide to an external flexible connection (connection "slide rod - load"), as well as a kinematic pair that transfers the rotation of the pusher directly to the gripping element (connection "profile part of the pusher - gripping element ").
Кроме того, заявляемое техническое решение, в отличие от прототипа, не содержит элемент, подверженный деформациям скручивания, а именно, входящий в состав прототипа толкатель, представляющий собой стержневой элемент.In addition, the claimed technical solution, in contrast to the prototype, does not contain an element susceptible to twisting strains, namely, a pusher that is part of the prototype, which is a core element.
Уменьшение по сравнению с прототипом количества кинематических пар, входящих в состав заявляемого устройства, а также исключение из его конструкции элемента, особо подверженного деформациям, обеспечивает упрощение конструкции, что уменьшает в процессе эксплуатации ЗК влияние на работу устройства загрязнения контактных поверхностей подвижных деталей, а также зазоров между ними отложениями солей бора и посторонними частицами, обеспечивая тем самым повышение безотказности работы ЗК, а следовательно, и повышение надежности его работы.The reduction in comparison with the prototype of the number of kinematic pairs that are part of the inventive device, as well as the exclusion from its design of an element that is particularly prone to deformations, simplifies the design, which reduces during the operation of the air conditioner the impact on the operation of the device of the contamination of the contact surfaces of moving parts, as well as gaps between them, deposits of boron salts and foreign particles, thereby increasing the reliability of the ZK, and, consequently, increasing the reliability of its work.
Для повышения безотказности работы устройства путем обеспечения равномерного распределения нагрузки между находящимися во взаимодействии элементами соединения нижней части ползуна и поворотного элемента указанное соединение может быть образовано криволинейным пазом и четырьмя направляющими элементами, находящимися в зацеплении с указанным пазом, расположенными равноудаленно друг от друга в плоскости, перпендикулярной оси корпуса.To increase the reliability of the device by ensuring a uniform load distribution between the interacting elements of the connection of the lower part of the slide and the rotary element, the specified connection can be formed by a curved groove and four guide elements that are engaged with the specified groove located equally spaced from each other in a plane perpendicular to body axis.
Конструктивно в соединении поворотного элемента и нижней части ползуна криволинейный паз может быть выполнен на наружной цилиндрической поверхности нижней части ползуна, а находящийся в зацеплении с указанным пазом по меньшей мере один направляющий элемент - на внутренней поверхности поворотного элемента.Structurally, in the connection of the rotary element and the lower part of the slider, a curved groove can be made on the outer cylindrical surface of the lower part of the slider, and at least one guide element engaged with said groove can be made on the inner surface of the rotary element.
Конструктивно в соединении поворотного элемента и нижней части ползуна криволинейный паз может быть выполнен на наружной цилиндрической поверхности поворотного элемента, а находящийся в зацеплении с указанным пазом по меньшей мере один направляющий элемент - на внутренней поверхности нижней части ползуна.Structurally, in the connection of the rotary element and the lower part of the slider, a curved groove can be made on the outer cylindrical surface of the rotary element, and at least one guide element meshed with the specified groove can be made on the inner surface of the lower part of the slider.
Графические материалы, поясняющие техническую сущность заявляемого изобретения, содержат примеры выполнения захвата кластера и его отдельных элементов.Graphic materials explaining the technical essence of the claimed invention contain examples of the capture of the cluster and its individual elements.
На фиг. 1 представлен захват кластера, в котором криволинейный паз выполнен на нижней части ползуна, а находящиеся с ним в зацеплении направляющие элементы выполнены на поворотном элементе. Захват кластера показан в состоянии «расцеплено», соответствующем положению рабочей части захватного элемента "открыто" (главный вид, разрез). На фиг. 2 показан захват кластера, в котором ползун находится в нижней точке, при этом рабочая часть захватного элемента находится в промежуточном положении (главный вид, разрез). На фиг. 3 показан захват кластера в состоянии «сцеплено», при этом рабочая часть захватного элемента находится в положении "закрыто" (главный вид, разрез). На фиг. 4 представлен захвата кластера, в котором криволинейный паз выполнен на поворотном элементе, а находящиеся с ним в зацеплении направляющие элементы выполнены на нижней части ползуна (главный вид, разрез). На фиг. 5 - сечение А-А, на котором показано соединение ползуна с верхней частью корпуса, обеспечивающее ограничение возможности вращения ползуна в корпусе. На фиг. 6 - сечение В-В, на котором показано выполнение уступов ползуна и корпуса, имеющих возможность контакта при движении ползуна вверх относительно корпуса. На фиг. 7 - сечение С-С, на котором показано выполнение направляющих пальцев 16, 17, 18, 19 на поворотном элементе 9. На фиг. 8 представлен пример геометрии криволинейного паза в развертке.In FIG. 1 shows a cluster grab, in which a curved groove is made on the lower part of the slider, and the guide elements located with it in the mesh are made on the rotary element. The cluster capture is shown in the "disengaged" state corresponding to the position of the working part of the capture element "open" (main view, section). In FIG. 2 shows the capture of the cluster, in which the slider is at the lower point, while the working part of the gripping element is in an intermediate position (main view, section). In FIG. Figure 3 shows the capture of the cluster in the "locked" state, while the working part of the gripping element is in the "closed" position (main view, section). In FIG. Figure 4 shows the capture of the cluster, in which the curved groove is made on the rotary element, and the guide elements located with it in the mesh are made on the lower part of the slide (main view, section). In FIG. 5 is a section A-A, which shows the connection of the slider with the upper part of the housing, which limits the possibility of rotation of the slider in the housing. In FIG. 6 is a cross-section BB showing the implementation of the ledges of the slider and the body, having contact with the movement of the slider upward relative to the body. In FIG. 7 is a section CC, which shows the implementation of the
Захват кластера управляющих элементов (ПС СУЗ или СВП) тепловыделяющих сборок ядерного реактора (фиг. 1-4) содержит цилиндрический корпус 1, во внутренней полости которого установлен ползун 2, имеющий возможность поступательного движения вдоль продольной оси 3 корпуса 1. Ползун 2 зафиксирован от возможности вращения в корпусе, например, путем выполнения в верхней части ползуна продольного паза 4, соединенного с выступом 5, выполненным в верхней части корпуса (фиг. 5). В верхней части ползуна 2 установлен коуш 6, обеспечивающий возможность крепления ползуна к внешней гибкой связи, например, грузовому канату или тросу, соединенному с рабочей штангой машины перегрузочной (РШ МП), что необходимо при работе ЗК в составе МП. Ползун 2 выполнен с уступом 7 (фиг. 6), торцевая поверхность которого может взаимодействовать с торцевой поверхностью уступа 8 корпуса 1 при перемещении ползуна вверх.The capture of the cluster of control elements (PS CPS or SVP) of the fuel assemblies of the nuclear reactor (Fig. 1-4) contains a
В полости корпуса установлен поворотный элемент 9, верхняя часть которого соединена с нижней частью ползуна 2. Нижняя часть поворотного элемента 9 неподвижно (например, с помощью крепежных элементов) соединена с захватным элементом 10, имеющим возможность сцепления и расцепления с траверсой кластера. Рабочая часть 11 захватного элемента 10 выступает за пределы корпуса 1 и может быть выполнена, например, в виде элемента, способного образовывать соединение байонетного типа с плечиками 13 центральной втулки 12 траверсы (фиг. 1-3), при этом рабочая часть захватного элемента имеет широкую часть для сцепления и узкую часть для расцепления с траверсой (для свободного выхода между плечиками центральной втулки). Поворотный элемент 9 и неподвижно соединенный с ним захватный элемент 10 установлены в нижней части корпуса с возможностью вращения и зафиксированы от возможности поступательного движения вдоль оси корпуса с помощью фиксатора, который может быть выполнен, например, в виде резьбовой втулки 14, вкрученной в нижнюю часть корпуса.A
Соединение поворотного элемента 9 и ползуна 2 может быть реализовано, например, как показано на фиг. 1-3, когда нижняя часть ползуна выполнена цилиндрической и расположена внутри полости охватывающей ее верхней части поворотного элемента, при этом на наружной цилиндрической поверхности нижней части ползуна 2 выполнен криволинейный паз 15, а на внутренней поверхности поворотного элемента 9 выполнены направляющие элементы. Направляющие элементы представляют собой четыре конструктивно одинаковых направляющих пальца 16, 17, 18 и 19 (фиг. 7), которые расположены на внутренней поверхности поворотного элемента 9 равноудаленно (через 90°) друг от друга в одной плоскости, перпендикулярной оси корпуса (с целью исключения перекосов и заклинивания при работе), т.е. попарно диаметрально напротив друг друга (16-17 и 18-19). Такое выполнение обеспечивает равномерное распределение нагрузки на направляющие пальцы при работе ЗК.The connection of the pivoting
Также возможно выполнение ЗК, при котором соединение с криволинейным пазом образуют два направляющих элемента, расположенные диаметрально напротив друг друга в плоскости, перпендикулярной оси корпуса.It is also possible to perform a ZK, in which a connection with a curved groove is formed by two guide elements located diametrically opposite each other in a plane perpendicular to the axis of the housing.
В общем случае конкретное выполнение направляющих элементов ЗК определяется исходя из требований, предъявляемых согласно техническому заданию к конкретной конструктивной реализации ЗК.In the General case, the specific implementation of the guide elements ZK is determined on the basis of the requirements presented in accordance with the technical specifications for a specific design implementation of ZK.
На фиг. 4 представлен пример конструкции ЗК, в котором нижняя часть ползуна 2 выполнена в виде полого элемента, охватывающего верхнюю цилиндрическую часть поворотного элемента 9, при этом криволинейный паз 15 выполнен на наружной цилиндрической поверхности поворотного элемента, а направляющие элементы, находящиеся в зацеплении с криволинейным пазом, выполнены на внутренней поверхности нижней части ползуна.In FIG. 4 shows an example of the design of the ZK, in which the lower part of the
Возможно выполнение соединения ползуна и поворотного элемента, при котором криволинейный паз выполнен на внутренней цилиндрической поверхности верхней части поворотного элемента, охватывающей нижнюю часть ползуна, а направляющие пальцы выполнены на наружной охватываемой поверхности нижней части ползуна.It is possible to connect the slider and the rotary element, in which a curved groove is made on the inner cylindrical surface of the upper part of the rotary element covering the lower part of the slider, and the guide fingers are made on the outer male surface of the lower part of the slider.
Также возможно выполнение, когда криволинейный паз выполнен на внутренней цилиндрической поверхности нижней части ползуна, охватывающей верхнюю часть поворотного элемента, на которой выполнены направляющие пальцы.It is also possible to perform when the curved groove is made on the inner cylindrical surface of the lower part of the slider, covering the upper part of the rotary element, on which the guide fingers are made.
Выполнение геометрии криволинейного паза поясняет фиг. 8, на которой показан пример развертки паза. Криволинейный паз состоит из соединенных между собой участков, выполненных таким образом, что конечная точка траектории движения направляющего элемента на одном участке паза является начальной точкой траектории движения того же направляющего элемента при его переходе на соседний участок. При этом направляющий элемент осуществляет движение по замкнутой траектории и последовательно проходит все участки паза. Участки криволинейного паза могут быть выполнены, например, открытыми с одной стороны - для обеспечения технологичности сборки при зацеплении направляющих пальцев с криволинейным пазом, при этом отрезки t (фиг. 8) участков паза, выполненные для удобства зацепления направляющих элементов с пазом, не включаются в траекторию, по которой осуществляется движение направляющих элементов по криволинейному пазу при работе ЗК.The geometry of the curved groove is illustrated in FIG. 8, which shows an example of a reamer groove. A curved groove consists of interconnected sections, made in such a way that the end point of the trajectory of the guide element in one section of the groove is the starting point of the trajectory of the same guide element when it moves to the neighboring section. In this case, the guiding element moves along a closed path and sequentially passes through all sections of the groove. The sections of the curved groove can be made, for example, open on the one hand - to ensure the manufacturability of the assembly when the guide fingers engage with the curved groove, while the segments t (Fig. 8) of the groove sections made for the convenience of engaging the guide elements with the groove are not included in the trajectory along which the movement of the guide elements along a curved groove during the operation of the ZK.
Работа захвата кластера осуществляется в составе машины перегрузочной при перемещении компонентов ТВС. При движении ползуна вниз или вверх вдоль продольной оси корпуса происходит движение каждого направляющего элемента по участку криволинейного паза, обеспечивающее одностороннее вращение поворотного элемента. Вместе с поворотным элементом осуществляется вращение неподвижно соединенного с ним захватного элемента. При повороте захватного элемента на заданный угол происходит изменение его положения («открыто»/«закрыто»), что в процессе работы ЗК соответствует изменению состояния захватного элемента («расцеплено»/«сцеплено»). Таким образом, обеспечивается возможность последовательного изменения состояния захватного элемента при работе ЗК.Cluster capture operation is performed as part of a reloading machine when moving fuel assembly components. When the slide moves up or down along the longitudinal axis of the housing, each guide element moves along a portion of the curved groove, providing one-way rotation of the rotary element. Together with the rotary element, the gripping element is fixedly connected to it. When the gripping element is rotated by a predetermined angle, its position changes (“open” / “closed”), which during operation of the SC corresponds to a change in the state of the gripping element (“disengaged” / “engaged”). Thus, it is possible to sequentially change the state of the gripping element during the operation of the SC.
Работа заявляемого технического решения рассмотрена на примере выполнения захвата кластера, представленного на фиг. 1-3. В рабочем состоянии ЗК за коуш 6, установленный на ползуне 2, закреплен на грузовом канате, соединенном с РШ МП (на фиг. не показано). Направляющие пальцы 16-19 (фиг. 7), выполненные на поворотном элементе 9, заведены в паз 15, выполненный на нижней части ползуна 2, и каждый направляющий палец находится в нижней точке своего участка паза. ЗК опускают на траверсу кластера. В это время рабочая часть 11 захватного элемента 10 (фиг. 1), выступающая из резьбовой втулки 14 за пределы нижней части корпуса 1 и находящаяся в положении "открыто", свободно входит в центральную втулку 12 траверсы: рабочая часть захватного элемента своей узкой частью проходит между выступающими внутрь плечиками 13 центральной втулки 12, широкая часть при этом ориентирована вдоль зазора (промежутка) между плечиками центральной втулки. После опирания нижней части корпуса ЗК на траверсу кластера движение корпуса 1 вниз прекращается, а движение ползуна 2 вниз внутри неподвижного корпуса продолжается под действием силы тяжести (собственного веса) вдоль оси корпуса, при этом начинается движение направляющих пальцев 16-19 по криволинейному пазу 15. На развертке криволинейного паза 15 (фиг. 8) штриховой линией показана траектория движения направляющих пальцев. В качестве примера рассмотрено движение одной пары направляющих пальцев 16 и 17, расположенных диаметрально напротив друг друга. Направляющие пальцы находятся в начальных точках траектории своего движения: палец 16 - в точке s1, палец 17 - в точке z1 (при этом пальцы 18 и 19, на фиг. 8 не показаны, находятся в точках s3 и z3, и их движение будет осуществляться также как движение пальцев 16 и 17, рассмотренное ниже). При перемещении вниз ползуна 2 направляющие пальцы 16 и 17 поворотного элемента 9 скользят по участкам паза соответственно s1-s2 и z1-z2, обеспечивая поворот поворотного элемента 9, имеющего возможность свободного вращения и зафиксированного от поступательного движения в корпусе. Вместе с поворотным элементом 9 осуществляется поворот неподвижно соединенного с ним захватного элемента 10. Ползун 2 достигает своего крайнего нижнего положения и упирается, например, в дно внутренней полости поворотного элемента 9, после чего прекращает движение вниз. К этому моменту каждый из направляющих пальцев завершает свое движение по соответствующему участку паза 15 (пальцы 16 и 17 переходят в точки s2 и z2, фиг. 8), а захватный элемент 10, неподвижно соединенный с поворотным элементом 9, завершает поворот на заданную величину промежуточного угла, например, 45° (фиг. 2: показана рабочая часть 11 захватного элемента 10 в промежуточном положении).The operation of the claimed technical solution is considered on the example of performing the cluster capture shown in FIG. 1-3. In working condition ZK for the bait 6 mounted on the
После остановки ползуна система управления МП подает команду на привод ЗК на подъем. Под действием внешнего усилия начинается движение ползуна 2 вверх (подъем вдоль оси 3 корпуса 1), при этом каждый направляющий палец переходит согласно траектории своего движения на следующий соседний участок криволинейного паза 15 и продолжает движение (так, палец 16 перемещается по участку s2-s3, а палец 17 - по участку z2-z3), обеспечивая дальнейший поворот поворотного элемента 9 и соединенного с ним захватного элемента 10 в том же направлении. К тому моменту, когда направляющие пальцы достигнут крайних нижних точек траектории в тех участках паза, по которым они перемещаются на данном этапе (т.е. пальцы 16 и 17 - точек s3 и z3), захватный элемент 10 выполнит доворот до угла 90°, при котором рабочая часть 11 переходит в положение «закрыто» и ЗК будет сцеплен с траверсой кластера перегружаемого компонента (фиг. 3). Когда осуществлено сцепление захватного элемента 10 с траверсой кластера, ползун 2, продолжая подъем, торцевой контактной поверхностью своего уступа 7 упирается в уступ 8 корпуса 1, подхватывает корпус, и далее подъем ползуна 2 с корпусом 1, поворотным элементом 9 и захватным элементом 10, сцепленным с перегружаемым кластером, продолжается совместно.After stopping the slider, the MP control system sends a command to the ZK drive to rise. Under the action of external force, the
ЗК и сцепленный с ним перегружаемый кластер перемещаются РШ МП в заданную координату, затем ЗК с перегружаемым кластером опускают на штатное место, после чего происходит расцепление захватного элемента с траверсой кластера. Операция расцепления ЗК с траверсой осуществляется аналогично операции сцепления: при выполнении следующего рабочего хода ползуна 2 (включающего движение вниз и вверх вдоль оси корпуса), обеспечивающего поворот поворотного элемента 9 и соединенного с ним захватного элемента 10 в том же направлении еще на 90°, рабочая часть 11 захватного элемента 10 переводится в положение «открыто» и имеет возможность свободно выйти своей узкой частью между плечиками 13 центральной втулки 12. При выполнении расцепления, когда перегружаемый компонент установлен в заданное место, а корпус опирается на траверсу кластера, происходит движение вниз ползуна 2 (под действием собственного веса) внутри неподвижного корпуса 1 до своего крайнего нижнего положения, в результате чего каждый из направляющих пальцев продолжает движение по соответствующему следующему участку паза (так, палец 16 перемещается по участку s3-s4, а палец 17 - по участку z3-z4), обеспечивая дальнейший поворот поворотного элемента 9 и соединенного с ним захватного элемента 10 в том же направлении на заданный промежуточный угол. Затем при подъеме ползуна каждый направляющий палец перемещается по следующему соседнему участку паза (в частности, палец 16 - по участку s4-s5, а палец 17 - по участку z4-z5), обеспечивая доворот поворотного элемента 9 и соединенного с ним захватного элемента 10 в том же направлении еще на угол 90° (т.е. относительно первоначального положения, показанного на фиг. 1, выполнен поворот на 180°), при этом рабочая часть 11 захватного элемента 10 переходит в положение «открыто», позволяющее ей выйти из центральной втулки траверсы. Затем, при дальнейшем подъеме, ползун подхватывает корпус, после чего подъем ползуна продолжается совместно с корпусом, поворотным элементом и захватным элементом, рабочая часть которого свободно проходит своей узкой частью между плечиками центральной втулки, обеспечивая расцепление ЗК с траверсой перегружаемого кластера.The SC and the overloaded cluster coupled to it are moved by the RS MF to the specified coordinate, then the SC with the overloaded cluster is lowered to its regular position, after which the gripping element is disconnected from the cluster traverse. The operation of disengaging the ZK from the traverse is carried out similarly to the clutch operation: during the next working stroke of the slider 2 (including movement down and up along the axis of the housing), which rotates the
Таким образом, при работе захвата кластера обеспечена возможность последовательного изменения положения «открыто»-«закрыто» рабочей части захватного элемента (что соответствует смене состояний ЗК «расцеплено»-«сцеплено») в результате возвратно-поступательного движения ползуна, обеспечивающего одностороннее вращение поворотного элемента, что, в свою очередь, позволяет осуществлять сцепление ЗК с перегружаемым кластером, перемещение кластера в сцепленном состоянии в требуемую координату и последующее расцепление ЗК.Thus, during the operation of cluster capture, it is possible to sequentially change the “open” - “closed” position of the working part of the gripping element (which corresponds to the state change of the “disengaged” - “engaged”) as a result of the reciprocating movement of the slider, providing one-way rotation of the rotary element , which, in turn, allows the coupling of the SC to the overloaded cluster, the cluster moving in the locked state to the desired coordinate, and the subsequent uncoupling of the SC.
По сравнению с прототипом заявляемое техническое решение обладает более простой конструктивной реализацией с меньшим количеством кинематических пар, обеспечивающих работоспособность устройства. Кроме того, заявляемое решение, в отличие от прототипа, не содержит стержневой элемент, подверженный деформациям скручивания. Указанные факторы обеспечивают повышение безотказности работы захвата кластера, а следовательно, и повышение надежности его работы.Compared with the prototype, the claimed technical solution has a simpler structural implementation with fewer kinematic pairs, ensuring the operability of the device. In addition, the claimed solution, in contrast to the prototype, does not contain a core element subject to twisting deformations. These factors provide an increase in the uptime of the cluster capture, and, consequently, an increase in the reliability of its operation.
Claims (4)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017139694A RU2660946C1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | Capture of the cluster of control elements of thermal filters of the reactor |
| PCT/RU2018/000733 WO2019098884A1 (en) | 2017-11-14 | 2018-11-09 | Gripper for a nuclear reactor fuel assembly control element cluster |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017139694A RU2660946C1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | Capture of the cluster of control elements of thermal filters of the reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2660946C1 true RU2660946C1 (en) | 2018-07-11 |
Family
ID=62916860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017139694A RU2660946C1 (en) | 2017-11-14 | 2017-11-14 | Capture of the cluster of control elements of thermal filters of the reactor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660946C1 (en) |
| WO (1) | WO2019098884A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4236967A (en) * | 1977-12-31 | 1980-12-02 | Batjukov Vladimir I | Gripping means for fuel assemblies of nuclear reactor |
| EA015920B1 (en) * | 2010-09-22 | 2011-12-30 | Зао "Диаконт" | Gripping device for gripping of clusters of fuel assembly in a reactor (variants) |
| RU2525191C1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" | Gripping device |
| RU2540977C1 (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Gripping device and control mechanism of position of gripping levers, which is used in it |
| US9390821B2 (en) * | 2014-06-05 | 2016-07-12 | Rolls-Royce Plc | Gripper mechanism |
-
2017
- 2017-11-14 RU RU2017139694A patent/RU2660946C1/en active
-
2018
- 2018-11-09 WO PCT/RU2018/000733 patent/WO2019098884A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4236967A (en) * | 1977-12-31 | 1980-12-02 | Batjukov Vladimir I | Gripping means for fuel assemblies of nuclear reactor |
| EA015920B1 (en) * | 2010-09-22 | 2011-12-30 | Зао "Диаконт" | Gripping device for gripping of clusters of fuel assembly in a reactor (variants) |
| RU2525191C1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-08-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" | Gripping device |
| RU2540977C1 (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Gripping device and control mechanism of position of gripping levers, which is used in it |
| US9390821B2 (en) * | 2014-06-05 | 2016-07-12 | Rolls-Royce Plc | Gripper mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019098884A1 (en) | 2019-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2580762B1 (en) | Control rod drive shaft unlatching tool | |
| RU2580820C2 (en) | Control rod drive mechanism in nuclear reactor | |
| US3507528A (en) | Locking device | |
| US4544521A (en) | Actuating device for two clusters of control rods movable vertically in one and the same fuel array of the core of a nuclear reactor | |
| CN105788667A (en) | Control rod driving mechanism of floating type reactor | |
| RU2660946C1 (en) | Capture of the cluster of control elements of thermal filters of the reactor | |
| US20230139641A1 (en) | Control rod remote holdout mechanism | |
| WO2023076682A1 (en) | Control rod remote disconnect mechanism | |
| CN104916338A (en) | Control rod grabbing mechanism for nuclear power station | |
| EA015920B1 (en) | Gripping device for gripping of clusters of fuel assembly in a reactor (variants) | |
| CA1111970A (en) | Tubular closure mechanism | |
| CN205722806U (en) | A kind of floating type reactor control rod driving mechanism | |
| US8571162B2 (en) | Control rod drive mechanism | |
| US20130329847A1 (en) | Nuclear control rod with flexure joint | |
| CN112071446A (en) | Built-in control rod driving wire | |
| EP2674947B1 (en) | A rotary actuator | |
| US3597939A (en) | Control assembly for a nuclear reactor including an offset coupling | |
| EP3929943A1 (en) | Detachable connection | |
| US4714582A (en) | Actuating device for linearly moving a cluster of control elements in a nuclear reactor | |
| US20230133343A1 (en) | Control rod remote holdout mechanism | |
| RU2461741C2 (en) | Retainer | |
| RU2722887C1 (en) | Safety device for transportation of spent gamma-chamber fuel assemblies | |
| RU2581099C1 (en) | Gripping device | |
| RU2724924C2 (en) | Actuator of nuclear reactor control and protection system | |
| KR200181492Y1 (en) | Safety locking apparatus which use in exchanging nuclear fuel nod |