RU2725759C1

RU2725759C1 - Device for loading and unloading fuel elements of nuclear reactor core

Info

Publication number: RU2725759C1
Application number: RU2020101161A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Неретин; Дмитрий Юрьевич Логинов
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2020-07-06

Abstract

FIELD: transportation.SUBSTANCE: invention relates to handling devices and can be used in handling devices of nuclear reactors at loading and unloading of fuel elements. Device for loading and unloading of fuel elements of core of nuclear reactor comprises rod and spring. Device is additionally equipped with a collet made in the form of a guiding bushing and an even number of lobes, a handle, a clamp and two ropes. On the rod there are radial holes, through which by means of pins the handle and clamp are connected to the first rope by means of loops, and diametrically opposite slots. Collet is fixed on the rod by means of a pin and forms a step for the spring stop in the place of connection with the bar, which is installed on the guide bushing between the butt end of the rod and the butt end of the clamp. First rope is located inside the rod and the guide bushing, and on the outer surface of the rod – between the handle and the clamp – a groove is made for passage of the second rope forming a safety loop fixed by the clamping bushing.EFFECT: invention simplifies the design of the device.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к грузозахватным устройствам и может найти применение в перегрузочных устройствах ядерных реакторов при загрузке и выгрузке тепловыделяющих элементов (твэл).The invention relates to load gripping devices and may find application in reloading devices of nuclear reactors when loading and unloading fuel elements (fuel elements).

Наиболее близким по совокупности общих существенных признаков и достигаемому результату к заявленному является устройство для загрузки и выгрузки тепловыделяющих элементов активной зоны ядерного реактора, содержащее штангу и пружину (см. Авторское свидетельство СССР №922035, кл. В66С 1/66, 24.03.80).The closest set of common essential features and the achieved result to the claimed one is a device for loading and unloading the fuel elements of the active zone of a nuclear reactor containing a rod and a spring (see USSR Author's Certificate No. 922035, class B66C 1/66, 24.03.80).

Недостатками известного устройства являются невысокая надежность работы, сложность изготовления и отладки, большие массогабаритные характеристики устройства.The disadvantages of the known device are the low reliability, the complexity of manufacturing and debugging, large weight and size characteristics of the device.

Задачей изобретения является повышение надежности и эффективности устройства для загрузки и выгрузки твэлов, уменьшение его массогабаритных характеристик.The objective of the invention is to increase the reliability and efficiency of the device for loading and unloading fuel rods, reducing its overall dimensions.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства и снижение массогабаритных характеристик составляющих его элементов.The technical result of the invention is to simplify the design of the device and reduce the overall dimensions of its constituent elements.

Технический результат достигается тем, что устройство для загрузки и выгрузки тепловыделяющих элементов активной зоны ядерного реактора, содержащее штангу и пружину, при этом дополнительно снабжено цангой, выполненной в виде направляющей втулки и четного количества лепестков, рукояткой, зажимом и двумя канатами, при этом на штанге выполнены радиальные отверстия, через которые посредством штифтов рукоятка и зажим связаны с первым канатом при помощи петель, и диаметрально противоположные пазы, обеспечивающие возможность перемещения штифтов рукоятки, цанга закреплена на штанге с помощью штифта и образует в месте сопряжения со штангой ступеньку для упора пружины, которая установлена на направляющей втулке между торцом штанги и торцом зажима, причем первый канат расположен внутри штанги и направляющей втулки, а на внешней поверхности штанги - между рукояткой и зажимом - выполнена проточка для прохода второго каната, образовывающего страховочную петлю, фиксируемую обжимной втулкой.The technical result is achieved in that the device for loading and unloading the fuel elements of the active zone of a nuclear reactor, containing a rod and a spring, is further provided with a collet made in the form of a guide sleeve and an even number of petals, a handle, a clamp and two ropes, while on the rod radial holes are made through which, through the pins, the handle and the clamp are connected to the first rope by means of loops, and diametrically opposed grooves allowing the pins of the handle to be moved, the collet is fixed to the rod with a pin and forms a step in the place of mating with the rod for spring support, which mounted on the guide sleeve between the end of the rod and the end of the clamp, the first rope located inside the rod and the guide sleeve, and on the outer surface of the rod between the handle and the clamp, a groove is made to pass the second rope forming a safety loop fixed by the crimp sleeve.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлен фронтальный разрез устройства для загрузки и выгрузки твэлов активной зоны ядерного реактора, а на фиг. 2 - профильный разрез этого же устройства(А-А).The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a front section of a device for loading and unloading fuel rods of a nuclear reactor core, and FIG. 2 - profile section of the same device (AA).

На рисунках обозначена полая штанга 1, с одного конца которой установлен упор 2, выполненный, например, в виде грибовидной головки, со второго - посредством штифта 3, проходящего через радиальные отверстия, закреплена цанга 4, состоящая из втулки 5 и четного количества лепестков 6. Место сопряжения штанги 1 и втулки 5 выполнено ступенькой, образуя торцевой упор, при этом диаметр штанги 1 больше диаметра втулки 5. Наружная поверхность втулки 5 является направляющей для пружины 7. Одним концом пружина 7 упирается в торец штанги 1, другим - в торец зажима 8, который посредством штифта 9, проходящего через радиальные отверстия связан с канатом 10. Внутренняя поверхность зажима 8 упирается в лепестки 6 цанги 4. Рукоятка 11, посредством штифта 12, проходящего через радиальные отверстия и диаметрально противоположные пазы 13 в штанге 1, связана с канатом 10, который крепится к штифтам 9 и 12 за счет петель 14. При помощи обжимных втулок 15 петли 14 фиксируются от проскальзывания. Таким образом, зажим 8 оказывается кинематически связан с рукояткой 11 за счет каната 10, который расположен внутри штанги 1 и втулки 5. На внешней поверхности штанги 1 между рукояткой 11 и пружиной 7 выполнена проточка 16, через которую проходит второй канат 17, образуя страховочную петлю 18, и фиксируется обжимной втулкой 19.In the figures, a hollow rod 1 is indicated, at one end of which there is a stop 2 made, for example, in the form of a mushroom head, and from the other, a collet 4 consisting of a sleeve 5 and an even number of petals 6 is fixed by means of a pin 3 passing through radial holes. The place of mating of the rod 1 and the sleeve 5 is made by a step, forming an end stop, while the diameter of the rod 1 is larger than the diameter of the sleeve 5. The outer surface of the sleeve 5 is a guide for the spring 7. At one end, the spring 7 abuts against the end of the rod 1, the other - against the end of the clamp 8 which, through a pin 9 passing through the radial holes, is connected to the rope 10. The inner surface of the clamp 8 abuts against the petals 6 of the collet 4. The handle 11, by means of a pin 12 passing through the radial holes and diametrically opposed grooves 13 in the rod 1, is connected to the rope 10 , which is attached to the pins 9 and 12 due to the hinges 14. Using the crimp bushings 15, the hinges 14 are fixed from slipping. Thus, the clamp 8 is kinematically connected with the handle 11 due to the rope 10, which is located inside the rod 1 and the sleeve 5. On the outer surface of the rod 1 between the handle 11 and the spring 7, a groove 16 is made through which the second rope 17 passes, forming a safety loop 18, and is fixed by a crimp sleeve 19.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Захват и удержание твэла происходит лепестками 6 цанги 4. В закрытом положении цангу удерживает через зажим 8 пружина 7. Для раскрытия цанги упор 2 смещается на рабочий ход в направлении рукоятки 11. Вместе с упором 2 происходит также смещение штанги 1 и цанги 4. При этом зажим 8 остается в прежнем положении, что и рукоятка 11, так как между ними есть жесткая кинематическая связь посредством каната 10. В результате лепестки 6 цанги 4 смещаются относительно зажима 8, что позволяет надеть раскрытую цангу 4 на твэл, выставив при этом лепестки 6 напротив проточки твэла. При снятии усилия с упора 2, цанга 4 под действием пружины 7 смещается вместе со штангой 1 вверх, закрывая цангу 4 и жестко фиксируя лепестки 6 в проточке твэла. Твэл при этом находится в пенале (перед загрузкой в активную зону) или в активной зоне (перед выгрузкой из активной зоны) в вертикальном положении и не закреплен. Перемещать устройство с закрепленным твэлом необходимо за нижнюю часть упора 2. Страховочная петля 18 фиксирует устройство на руке оператора.The fuel rod is gripped and held by the petals 6 of the collet 4. In the closed position, the collet is held by the spring 7 through the clamp 8. To open the collet, the stop 2 is shifted by the working direction in the direction of the handle 11. Together with the stop 2, the rod 1 and collet 4 are also displaced. the clamp 8 remains in the same position as the handle 11, since there is a rigid kinematic connection between them through the cable 10. As a result, the petals 6 of the collet 4 are shifted relative to the clamp 8, which allows you to put the opened collet 4 on the fuel rod, while putting the petals 6 opposite fuel rod grooves. When removing the force from the stop 2, the collet 4 under the action of the spring 7 moves together with the rod 1 upward, closing the collet 4 and rigidly fixing the petals 6 in the groove of the fuel rod. The fuel rod is in the pencil case (before loading into the active zone) or in the active zone (before unloading from the active zone) in a vertical position and is not fixed. It is necessary to move the device with the fixed fuel rod over the lower part of the stop 2. The safety loop 18 fixes the device to the operator’s hand.

При эксплуатации устройства для загрузки твэлов в активную зону ядерного реактора может возникнуть проблема с размещением руки оператора-загрузчика вместе с устройством между гильзами рабочих органов системы управления и защиты (РО СУЗ). Данная ситуация возможна при установке твэла в определенные (труднодоступные) ячейки. В этом случае используется удлиненный вариант устройства, в котором увеличена длина штанги 1 и длина каната 10 на величину, необходимую для удобства расположения руки (с устройством и закрепленным в нем твэлом) над гильзами РО СУЗ при крайнем нижнем положении твэла (положении, когда твэл полностью опущен в активную зону и установлен в ячейку опорной решетки).When operating the device for loading fuel rods into the active zone of a nuclear reactor, a problem may arise with the hand of the operator-loader with the device between the sleeves of the working bodies of the control and protection system (RO CPS). This situation is possible when a fuel rod is installed in certain (hard-to-reach) cells. In this case, an elongated version of the device is used, in which the length of the rod 1 and the length of the rope 10 are increased by the amount necessary for the convenience of locating the arm (with the device and the fuel rod fixed in it) above the sleeves of the RCPS CPS at the lowermost position of the fuel rod (the position when the fuel rod is fully lowered into the active zone and installed in the cell support grid).

Claims

A device for loading and unloading the fuel elements of the core of a nuclear reactor containing a rod and a spring, characterized in that the device is additionally equipped with a collet made in the form of a guide sleeve and an even number of petals, a handle, a clamp and two ropes, while the rod has radial holes through which the handle and clamp are connected to the first rope by means of pins with loops, and diametrically opposite grooves allowing the handle pins to be moved, the collet is fixed to the rod by means of a pin and forms a step in the place of mating with the rod for spring support, which is mounted on the guide the sleeve between the end of the rod and the end of the clamp, and the first rope is located inside the rod and the guide sleeve, and on the outer surface of the rod between the handle and the clamp, a groove is made for the passage of the second rope, forming a safety loop fixed by the crimp sleeve.