Уплотнительная пробка ядерного реактора

 

Изобретение относится к атомной энергетике и предназначено для ликвидации аварийной ситуации при перегрузке тепловыделяющих сборок канальных ядерных реакторов на ходу. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения в аварийной ситуации. Контактирующие между собой поверхности нажимной шайбы и запирающего механизма уплотнительной пробки ядерного реактора выполнены сферическими, а на торце запорного кольца выполнены радиальные пазы, что способствует установке нажимной шайбы вдоль оси канала реактора, надежному его запиранию и сохранению уплотнительных элементов от местного разрушения. 3 ил.

Изобретение относится к атомной технике и предназначено для ликвидации аварийной ситуации при перегрузке тепловыделяющих сборок канальных ядерных реакторов на ходу. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения в аварийной ситуации. На фиг. 1 изображена уплотнительная пробка в момент заклинивания ее в канале реактора и начала перекрытия потока теплоносителя, идущего из канала реактора в полость машины; на фиг. 2 - пробка, находящаяся в рабочем положении при закрытом канале реактора; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1. Уплотнительная пробка канала 1 ядерного реактора содержит центральный стержень 2 с каналами 3 и опорным утолщением 4, охватывающий стержень запирающий механизм 5, нажимную шайбу 6 с запорным кольцом 7 и уплотнительными элементами 8, расположенную на стержне 2 и контактирующую с механизмом 5, и упругий элемент 9, расположенный между торцами утолщения 4 и шайбой 6. Контактирующие между собой поверхности 10 шайбы 6 и механизма 5 выполнены сферическими, а на торце кольца 7 выполнены радиальные пазы 11. Запирающий механизм 5 выполнен в виде винта 12, в верхней части которого расположена зубчатая головка 13 под ключ 14 привода герметизации перегрузочной машины, и гайки 15, в нижней части которой расположены шарики 16, входящие в канавки, выполненные в канале 1. Между винтов 12 и нажимной шайбой 6 расположена втулка 17. На верху стержня 2 расположен грибок 18 под захват 19 перегрузочной машины. Герметичное соединение перегрузочной машины с каналом 1 реактора осуществляется с помощью стыковочного патрубка 20 и уплотнительного средства 21. Упругий элемент 9 содержит отверстия 22 для прохода теплоносителя. В случае возникновения аварийной ситуации, при перегрузке реактора, вызванной порывом средства 21, когда теплоноситель из машины и канала реактора врывается в реакторный зал, работа по перекрытию канала с помощью данной пробки осуществляется в следующей последовательности. Уплотнительная пробка, находящаяся в магазине перегрузочной машины, захватом 19 устанавливается в канал 1 ядерного реактора. При этом шайба 6 с кольцом 7 и элементами 8 находится в верхнем положении, обеспечивая тем самым свободный проход теплоносителя через отверстия 22, каналы 3 в полость перегрузочной машины и поддерживая тем самым незначительный перепад давления между давлением теплоносителя в канале реактора и давлением теплоносителя в корпусе перегрузочной машины. Затем включается привод герметизации и ключ 14 начинает вращать зубчатую головку 13, а вместе с ней и винт 12, который ввинчивается в гайку 15, выталкивает шарики 16 в кольцевую канавку 17 кагала 1, тем самым заклинивания гайку 15 в канале 1 реактора. При проведении этой операции теплоноситель из канала реактора через отверстия 22 и каналы 3 проходит в полость перегрузочной машины. При дальнейшем вращении винта 12 нажимная шайба 6 с расположенными на ней элементами перемещается вниз и входит в кольцевой зазор, образованный стенкой канала 1 и опорным утолщением 4. Теперь теплоноситель проходит в перегрузочную машину через кольцевые зазоры, образованные наружной и внутренней поверхностями запорного кольца 7, стенками канала 1 и опорного утолщения 4. Если продольная ось нажимной шайбы 6 не совпадает с продольной осью канала 1, то некая сегментная (в плане) часть кольца 7 с элементами 8 частично входит в зазор, образованный стенкой канала и опорным утолщением. Теплоноситель из канала реактора через радиальные пазы на этой сегментной части создает местное повышение давления (расход теплоносителя постоянен, а проходное сечение уменьшается), которое разворачивает нажимную шайбу 6 по сферической поверхности запирающего механизма 5 до выравнивания давления теплоносителя по всей площади нажимной шайбы, обеспечивая тем самым ее соосную установку с каналом реактора. При дальнейшем вращении винта 12 происходит деформация упругого элемента 9, поскольку опорное утолщение 4 упирается в уступ канала реактора, а шарики 16 заперты в кольцевой канавке 17 канала 1. Кольцо 7 с элементами 8 полностью входит в перекрываемый зазор, теплоноситель через радиальные пазы 11 проходит в перегрузочную машину, тем самым создаются условия сохранения элементов 8. Затем начинается процесс деформации элементов 8 силой, создаваемой винтом 12 и передаваемой на уплотнительный элементы через нажимную шайбу 6 и конические поверхности запорного кольца 7. При этом наружный уплотнительный элемент разжимается радиально наружу до контакта с поверхностью стенки канала, внутренний уплотнительный элемент разжимается радиально внутрь до контакта с опорным утолщением 4 продольного стержня. Технико-экономическое преимущество уплотнительной пробки заключается в повышении надежности уплотнения за счет обеспечения соосной установки уплотнительных элементов с каналом реактора. (56) Авторское свидетельство СССР N 745287, кл. G 21 C 19/10, 1979. Авторское свидетельство СССР N 377069, кл. G 21 C 13/06, 1972.

Формула изобретения

УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ ПРОБКА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащая центральный стержень с каналами и опорным утолщением, запирающий механизм, охватывающий стержень, нажимную шайбу с запорным кольцом и уплотнительными элементами, расположенную на центральном стержне и контактирующую с запирающим механизмом и упругий элемент, расположенный между торцами опорного утолщения и нажимной шайбой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения в аварийной ситуации, контактирующие между собой поверхности нажимной шайбы и запирающего механизма выполнены сферическими, а на торце запорного кольца выполнены радиальные пазы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3