RU2397555C1

RU2397555C1 - Fuel-handling machine of nuclear reactor

Info

Publication number: RU2397555C1
Application number: RU2009120642/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Кобелев (RU); Александр Михайлович Кобелев; Дмитрий Владимирович Жильников (RU); Дмитрий Владимирович Жильников; Сергей Юрьевич Шлепкин (RU); Сергей Юрьевич Шлепкин
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2010-08-20

Abstract

FIELD: machine building. ^ SUBSTANCE: fuel-handling machine of nuclear reactor consists of working bar vertically mounted on carriage and of mechanism of blasting. An executive device of the blasting mechanism interacts with the working bar. The executive device is made in form of electro-mechanical jacks with a rigid kinematic link. The jacks are mounted on the carriage, are equally spaced from the working bar and in the vertical plane with it. For blasting fuel assemblies (FA) there is turned on a drive connecting the electro-mechanic jacks with the rigid kinematic link; by interacting with the working bar there is created additional vertical "pushing" force moving the working bar together with FA to the moment of release of a FA tail from a support cartridge of a reactor shaft. Also working screws of the jacks move synchronous avoiding skew and wedging in the working bar. ^ EFFECT: increased operational reliability of fuel handling machine of nuclear reactor. ^ 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к атомному машиностроению и может быть использовано для выполнения транспортно-технологических операций со свежими и отработавшими тепловыделяющими сборками (ТВС) в ядерном реакторе.The invention relates to nuclear engineering and can be used to perform transport and technological operations with fresh and spent fuel assemblies (FA) in a nuclear reactor.

При перегрузке ядерного реактора, во время проведения планово-предупредительных ремонтов, иногда возникает ситуация, когда извлечение ТВС из опорного стакана шахты реактора затруднено. Данное явление принято называть «прикипанием», а ТВС «прикипевшими».When the nuclear reactor is overloaded, during scheduled preventive repairs, a situation sometimes arises when removing fuel assemblies from the support cup of the reactor shaft is difficult. This phenomenon is called “sticking”, and fuel assemblies are “sticking”.

Известна перегрузочная машина ядерного реактора, содержащая рабочую штангу, вертикально установленную на тележке, и электромеханические домкраты, установленные на тележке и взаимодействующие с рабочей штангой (ЕР 0743652, G21C 19/16. 20.11.1996).Known reloading machine of a nuclear reactor containing a working rod vertically mounted on a trolley, and electromechanical jacks mounted on a trolley and interacting with a working rod (EP 0743652, G21C 19/16. 11/20/1996).

В известной перегрузочной машине посредством электромеханических домкратов отклоняют рабочую штангу от вертикали в положение, при котором возможен захват искривленной ТВС. Эти домкраты не предназначены для подрыва прикипевших ТВС, и такая техническая задача в известной перегрузочной машине не ставится.In a known reloading machine, by means of electromechanical jacks, the working rod is deflected from the vertical to a position in which capture of a curved fuel assembly is possible. These jacks are not intended to undermine the attached fuel assemblies, and such a technical task is not posed in the well-known reloading machine.

К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных технических решений (прототипом) является перегрузочная машина ядерного реактора, содержащая рабочую штангу, вертикально установленную на тележке, и механизм подрыва с исполнительным устройством, взаимодействующим с рабочей штангой (RU 1820763, G21C 19/10. 20.07.1996).The closest technical solution of the known technical solutions (prototype) to the present invention is a nuclear reactor reloading machine containing a working rod vertically mounted on a trolley and a blasting mechanism with an actuator interacting with the working rod (RU 1820763, G21C 19/10. 20.07 .1996).

В прототипе механизм подрыва с исполнительным устройством выполнены в виде запорного клапана, тяги и привода для создания дополнительного вертикального усилия, которое приложено на некотором расстоянии от вертикальной центральной оси рабочей штанги. Это приводит к возникновению изгибающего момента в элементах штанги и может привести к их заклиниванию. Таким образом, недостатком прототипа является пониженная эксплуатационная надежность перегрузочной машины ядерного реактора.In the prototype, the blasting mechanism with an actuator is made in the form of a shutoff valve, traction and actuator to create additional vertical force, which is applied at a certain distance from the vertical central axis of the working rod. This leads to a bending moment in the elements of the rod and may lead to their jamming. Thus, the disadvantage of the prototype is the reduced operational reliability of the reloading machine of a nuclear reactor.

Технической задачей изобретения является обеспечение приложения дополнительного вертикального усилия для подрыва прикипевшей ТВС по центральной оси рабочей штанги, исключение при этом изгибающих моментов в рабочей штанге и заклинивания ее элементов, что повысит эксплуатационную надежность перегрузочной машины ядерного реактора.An object of the invention is to provide additional vertical force to undermine an attached fuel assembly along the central axis of the working rod, eliminating bending moments in the working rod and jamming its elements, which will increase the operational reliability of the nuclear reactor reloading machine.

Техническая задача решается в перегрузочной машине ядерного реактора, содержащей рабочую штангу, вертикально установленную на тележке, и механизм подрыва с исполнительным устройством, взаимодействующим с рабочей штангой, причем исполнительное устройство выполнено в виде электромеханических домкратов с жесткой кинематической связью, установленных на тележке, равноудаленных от рабочей штанги и находящихся с ней в одной вертикальной плоскости.The technical problem is solved in a reloading machine of a nuclear reactor containing a working rod, vertically mounted on a trolley, and a blasting mechanism with an actuator interacting with the working rod, and the actuating device is made in the form of electromechanical jacks with rigid kinematic coupling mounted on a trolley equidistant from the working rods and being in the same vertical plane.

Выполнение исполнительного устройства в виде электромеханических домкратов с жесткой кинематической связью, установленных на тележке, равноудаленных от рабочей штанги и находящихся с ней в одной вертикальной плоскости, обеспечивает приложение дополнительного вертикального усилия для подрыва прикипевшей ТВС по центральной оси рабочей штанги, исключает возникновение в ней изгибающих моментов и заклинивание ее элементов, что повышает эксплуатационную надежность перегрузочной машины ядерного реактора.The execution of the actuator in the form of electromechanical jacks with a rigid kinematic connection mounted on the trolley, equidistant from the working rod and located with it in the same vertical plane, provides an additional vertical force to detach the attached fuel assembly along the central axis of the working rod, eliminates the occurrence of bending moments in it and jamming of its elements, which increases the operational reliability of the reloading machine of a nuclear reactor.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид перегрузочной машины ядерного реактора; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - механизм подрыва в изометрии; на фиг.4 - выносной элемент А фиг.1;The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the reloading machine of a nuclear reactor; figure 2 is a section aa of figure 1; figure 3 - the mechanism of detonation in isometry; figure 4 - remote element A of figure 1;

Перегрузочная машина ядерного реактора содержит рабочую штангу 1 с блоком 2 приводов, вертикально установленную на тележке 3, и механизм 4 подрыва. Рабочая штанга 1 выполнена телескопической и состоит из двух или трех трубчатых секций, к нижней из которых крепится захват для ТВС (на чертеже условно не показано). В блоке 2 приводов имеется лебедка 5, которая посредством каната 6 соединена с нижними подвижными секциями рабочей штанги 1. Механизм подрыва 4 выполнен в виде электропривода 7 и раздаточной коробки 8, соединенной жесткой кинематической связью посредством трансмиссионных валов 9 с электромеханическими домкратами 10. Домкраты 10 с такой жесткой кинематической связью являются исполнительным устройством механизма 4 подрыва. Домкраты 10 установлены на тележке 3 равноудалено от рабочей штанги 1 и в одной с ней вертикальной плоскости. Домкраты 10 имеют рабочие винты 11, посредством которых исполнительное устройство взаимодействует с рабочей штангой 1. Исполнительное устройство может взаимодействовать с рабочей штангой 1 непосредственно или, как показано на чертеже для примера, посредством блока 2 приводов, жестко соединенного со штангой 1.The nuclear reactor reloading machine comprises a working rod 1 with a drive unit 2, vertically mounted on a trolley 3, and an undermining mechanism 4. The working rod 1 is made telescopic and consists of two or three tubular sections, to the lower of which is attached a gripper for the fuel assembly (not shown conventionally in the drawing). In the drive unit 2 there is a winch 5, which is connected via a rope 6 to the lower movable sections of the working rod 1. The blasting mechanism 4 is made in the form of an electric drive 7 and a transfer case 8 connected by a rigid kinematic connection by means of transmission shafts 9 with electromechanical jacks 10. Jacks 10 s such a rigid kinematic connection are the actuator mechanism 4 undermining. The jacks 10 are mounted on the trolley 3 equidistant from the working rod 1 and in the same vertical plane. The jacks 10 have working screws 11, through which the actuating device interacts with the working rod 1. The actuating device can interact with the working rod 1 directly or, as shown in the drawing for example, by means of a drive unit 2, rigidly connected to the rod 1.

Перегрузочная машина ядерного реактора работает следующим образом.The reloading machine of a nuclear reactor operates as follows.

В нормальных режимах перегрузки (без прикипания ТВС) тележку 3 передвигают так, что рабочая штанга 1 устанавливается в одной из заданных координат. Захватом ТВС 1 присоединяют необходимую ТВС к внутренней подвижной секции штанги 1. Далее посредством каната 6 подвижные секции штанги 1 подтягивают в сторону лебедки 5, осуществляя подъем ТВС.In normal modes of overload (without sticking fuel assemblies), the trolley 3 is moved so that the working rod 1 is installed in one of the specified coordinates. By gripping the fuel assembly 1, the necessary fuel assembly is connected to the internal movable section of the rod 1. Then, by means of the rope 6, the movable sections of the rod 1 are pulled towards the winch 5, lifting the fuel assembly.

Лебедка 5 и канат 6 используются в нормальном режиме эксплуатации для перегрузки ТВС, которые извлекаются из опорных стаканов шахты реактора свободно. Извлечение прикипевшей ТВС из реактора путем создания дополнительного усилия при помощи канатной лебедки 5 недопустимо по той причине, что канат 6 является упругим элементом с достаточно большим коэффициентом относительного удлинения, и после освобождения хвостовика прикипевшей ТВС из опорного стакана канат, стремясь снять избыточное напряжение, заставит «подпрыгнуть» ТВС вверх. Сам канат при этом может запутаться, что также недопустимо.Winch 5 and rope 6 are used in normal operation to reload fuel assemblies, which are freely removed from the support glasses of the reactor shaft. Removing the attached fuel assemblies from the reactor by creating additional force with the cable winch 5 is unacceptable because the rope 6 is an elastic element with a sufficiently large coefficient of elongation, and after releasing the tail of the attached fuel assemblies from the support cup, the rope, trying to remove excess voltage, will force bounce »fuel assembly up. The rope itself may become confused, which is also unacceptable.

С целью исключения этих вредных явлений применяется механизм 4 подрыва для вертикального перемещения ТВС без участия канатной лебедки 5, которая во время выполнения подрыва ТВС не работает, и канат 6 ослаблен. Для подрыва ТВС включают привод 7, посредством которого электромеханические домкраты 10 с жесткой кинематической связью, взаимодействуя со штангой 1, создают дополнительное вертикальное «толкающее» усилие, заставляя перемещаться рабочую штангу вместе с ТВС до момента освобождения хвостовика ТВС из опорного стакана шахты реактора. При этом рабочие винты 11 домкратов 10 движутся синхронно, исключая перекосы и заклинивание в рабочей штанге 1.In order to eliminate these harmful phenomena, a blasting mechanism 4 is used to vertically move the fuel assemblies without the participation of the cable winch 5, which does not work during the blasting of the fuel assemblies, and the rope 6 is weakened. To undermine the fuel assemblies, drive 7 is included, by means of which electromechanical jacks 10 with a rigid kinematic connection, interacting with the rod 1, create an additional vertical “pushing” force, forcing the working rod together with the fuel assembly to move until the fuel assembly shank is released from the support cup of the reactor shaft. In this case, the working screws 11 of the jacks 10 move synchronously, excluding distortions and jamming in the working rod 1.

Claims

A nuclear reactor reloading machine comprising a working rod vertically mounted on a trolley and a blasting mechanism with an actuator interacting with the working rod, characterized in that the actuating device is made in the form of electromechanical jacks with rigid kinematic coupling mounted on the trolley equidistant from the working rod and located in the same vertical plane.