Магазин для тепловыделяющих элементов
Владельцы патента RU 2543028:
Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро машиностроения" (RU)
Изобретение относится к атомной технике, а именно к устройству для загрузки/выгрузки и транспортирования, в частности к магазину для тепловыделяющих элементов (твэлов), используемых, например, в процессе сборки пучка гексагональной формы для тепловыделяющей сборки. Магазин для тепловыделяющих элементов выполнен прямоугольной формы, на его несущей рамной конструкции закреплены гребенки, грузонесущий элемент и шипы. В его верхней части закреплен ряд фиксирующих пластин. Конструкция выполнена со створками Г-образной формы, закрепленными на поворотных осях с зубчатыми секторами в верхней их части и приводимыми в действие приводом механизма их поворота. Привод механизма изготовлен с двухсторонней зубчатой рейкой, взаимодействующей с зубчатыми секторами поворотных осей для ограничения твэлов от выпадения с фиксирующих пластин. Изобретение обеспечивает сокращение времени цикла сборки пучка твэлов, повышение точности позиционирования магазина для твэлов, повышение относительной емкости магазина для твэлов и сокращение его времени загрузки/выгрузки. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к атомной технике, а именно к устройству для загрузки/выгрузки и транспортирования, в частности к магазину для тепловыделяющих элементов (твэлов), используемых, например, в процессе сборки пучка гексагональной формы для тепловыделяющей сборки (ТВС).
Особенностью магазина является то, что наиболее оптимальной его формой является прямоугольная. Эта форма обеспечивает размещение максимального количества твэлов в магазине и простоту их установки/снятия посредством робота, работающего в прямоугольной системе координат. При этом магазин располагают вертикально при загрузке/выгрузке твэлов и горизонтально при его транспортировке. Твэлы не должны переплетаться и выпадать из магазина при любом угловом положении последнего, в том числе и при его транспортировке в защитном контейнере.
Известен магазин тепловыделяющих элементов (Уордсуорт А.Д. Техника работы с ядерным топливом. - М.: Атомиздат, 1965: С.18-19), выполненный в виде цилиндра, по периферии которого расположены ячейки для твэлов, и содержащий привод магазина для его поворота.
Недостатком известного магазина для твэлов является осуществление технологической операции с помощью привода магазина, связанной с поворотом магазина, что снижает точность позиционирования и увеличивает время загрузки/выгрузки магазина. Извлечение твэлов производят захватом загрузочной машины в вертикальном направлении (вверх), что связано с увеличением размеров подготовительного помещения.
Известно устройство для сборки трубчатых изделий в пучок гексагональной формы (А.с. SU №1017463 A, B23P 15/26, B23P 19/00, опубл. 1983 г.), содержащее основание, на котором закреплен магазин под изделия стержневого типа со вставленной в него кассетой, удерживаемой пружинным фиксатором, и поворачивающееся на один шаг с помощью установленного шагового привода вместе с магазином.
Недостатками данного изобретения является выполнение, с помощью установленного на основании устройства шагового привода, поворота магазина с кассетой для изделия, что снижает точность его позиционирования. Магазин со вставленной в него кассетой не обеспечивает максимальное количество размещения изделий, что увеличивает частоту переустановки, время загрузки/выгрузки магазина и цикла сборки пучка изделий в ТВС.
Известно устройство для сборки трубчатых изделий в пучок гексагональной формы (А.с. SU №1290645 A, B23P 15/26, B23P 19/00, опубл. 1985 г.), установленное в защитной камере и содержащее накопитель, представляющий собой передвижную платформу с шаговым приводом и установленным в передвижную платформу магазином, выполненным с пазами для изделий.
Недостатком данного изобретения является перемещение за счет шагового привода в горизонтальном направлении платформы с установленным в нее магазином для изделий, увеличивающим время цикла сборки пучка изделий в ТВС.
В основу изобретения положена техническая задача разработать конструкцию магазина для загрузки/выгрузки и транспортирования твэлов, создающих радиационное излучение, максимальной их вместимостью для сокращения времени цикла сборки пучка твэлов в ТВС.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Магазин для твэлов, содержащий ячейки для твэлов и взаимодействующий с вертикальной неподвижной опорой (опорой) по прямолинейным направляющим, согласно изобретению содержит закрепленный грузонесущий элемент на несущей рамной конструкции с шипами, ряд фиксирующих пластин для подвески твэлов, несколько гребенок для дистанционирования твэлов и подпружиненные поворотные Г-образные створки с механизмом их поворота для ограничения твэлов от выпадения с фиксирующих пластин, Г-образные створки неподвижно закреплены на поворотных осях с зубчатыми секторами в верхней части этих осей и приводимы в действие приводом механизма их поворота, изготовленным с двухсторонней зубчатой рейкой, взаимодействующей с зубчатыми секторами поворотных осей, для ограничения твэлов от выпадения с фиксирующих пластин.
В частном случае исполнения, гребенки изготовлены в виде планок с вертикальными пазами под твэлы.
В частном случае исполнения, гребенки закреплены по высоте магазина равномерно.
В частном случае исполнения, фиксирующие пластины выполнены по форме соответствующей форме хвостовиков, нанизываемых на них твэлов.
В частном случае исполнения, на поворотные оси надеты пружины кручения для поджатия створок.
В частном случае исполнения, опора выполнена с верхним упором для ограничения вертикального движения магазина при его установке в опору.
В частном случае исполнения, привод механизма поворота створок установлен в верхней части опоры.
Изобретение обеспечивает следующие, в частности, технические результаты:
- сокращение времени цикла сборки пучка твэлов в ТВС;
- повышение точности позиционирования магазина для твэлов;
- повышение относительной емкости магазина для твэлов;
- сокращение времени загрузки/выгрузки магазина для твэлов.
Сокращение времени цикла сборки пучка твэлов в ТВС и повышение относительной емкости магазина для твэлов достигается следующим: прямоугольная форма конструкции магазина позволяет более компактно разместить в ней большее количество твэлов, и чем больше твэлов в магазине, тем реже требуется его смена.
Повышение точности позиционирования и сокращение времени загрузки/выгрузки магазина для твэлов обеспечивается тем, что он установлен неподвижно и исключен привод его поворота по сравнению с поворотным магазином.
Изобретение поясняется фиг.1-4:
фиг.1 - внешний вид магазина;
фиг.2 - разрез по А-А (фиг.1);
фиг.3 - разрез по Б-Б (фиг.1);
фиг.4 - разрез по В-В (фиг.1).
Магазин для твэлов 1 (фиг.1) выполнен прямоугольной формы с возможностью компактного размещения в нем большего количества твэлов, что обеспечивает сокращение времени цикла сборки пучка твэлов в ТВС. Магазин для твэлов 1 (фиг.1, 2, 4) содержит грузонесущий элемент 2 и, по бокам, вертикальные шипы 3, ряд фиксирующих пластин 4 для подвески твэлов 16 (фиг.3) и гребенки 5 для дистанционирования твэлов.
Фиксирующие пластины 4 (фиг.4) установлены в верхней части магазина для твэлов 1 и выполнены по форме, соответствующей форме хвостовиков нанизываемых на них твэлов 16, а по высоте соответствующей высоте гребенки 5.
Гребенки 5 (фиг.4) изготовлены в виде планок с вертикальными пазами под твэлы 16 и установлены равномерно по вертикали несущей рамной конструкции магазина для твэлов 1.
Магазин для твэлов 1 снабжен створками 6 (фиг.3), выполненными Г-образной формы, подпружиненными пружиной кручения 7 (фиг.1, 2) и поворотными за счет механизма их поворота (не показано), исполненного для ограничения твэлов от выпадения с фиксирующих пластин 4 (фиг.4).
Пружины кручения 7 (фиг.2) надеты на вертикальные поворотные оси 8 (фиг.1, 2) и одним неподвижным концом закреплены на несущей раме магазина для твэлов 1, а другим прижаты снаружи к поворотным створкам 6 (фиг.3).
В верхней части вертикальные поворотные оси 8 (фиг.2) выполнены с зубчатыми секторами 9 (фиг.2), входящими в зацепление с рейкой 10.
Рейка 10 (фиг.2), входящая в механизм поворота створок 6, выполнена горизонтальной двухсторонней зубчатой формы и взаимодействует с зубчатыми секторами вертикальных поворотных осей 8.
Г-образные створки 6 (фиг.3) под действием усилия пружин кручения 7 выполнены с возможностью закрытия магазина для твэлов 1 (фиг.1) после его загрузки/выгрузки и неподвижно соединены с вертикальными поворотными осями 8 (фиг.2).
По высоте магазина для твэлов 1 выполнен замкнутый с верхней стороны паз 11 (фиг.3).
Магазин для твэлов 1 устанавливают в опору 12 (фиг.1), выполненную с верхним упором 13 (фиг.1) и прямолинейными направляющими 14 (фиг.2), охватывающими вертикальные шипы 3 (фиг.2) магазина для твэлов 1.
Верхний упор 13 выполнен для ограничения вертикального движения магазина для твэлов 1 при его установке в опору 12, а вертикальные шипы 3 выполнены для взаимодействия с прямолинейными направляющими 14 опоры 12.
В верхней части опоры 12 (фиг.1) горизонтально расположен привод 15 линейный (фиг.1), толкатель которого взаимодействует с рейкой 10 (фиг.2) и перемещает ее.
На фиксирующих пластинах 4 (фиг.4) условно изображены твэлы 16 (фиг.3), которые загружают/выгружают из магазина.
Устройство работает следующим образом.
Перед загрузкой твэлами 16 порожний магазин для твэлов 1 вертикально сверху устанавливают в опору 12. При этом его шипы 3 входят в прямолинейные направляющие 14 опоры 12. Вертикальный ход магазина ограничивается верхним упором 13 опоры 12.
После установки магазина для твэлов 1 в опору 12 неподвижно, что повышает точность позиционирования и сокращает временя загрузки/выгрузки магазина, включают привод 15 линейный, перемещающий его толкателем рейку 10, а та, в свою очередь, через зубчатые секторы 9 и вертикальные поворотные оси 8 раскрывает створки 6, поджатые пружинами кручения 7.
В открытый магазин для твэлов 1 посредством дистанционно-управляемого оборудования устанавливают твэлы 16 на фиксирующие пластины 4. При этом пазы под твэлы гребенки 5 ограничивают подвижность твэлов 16 в горизонтальной плоскости.
После заполнения твэлами 16 магазина для твэлов 1 выключают привод 15 линейный, при котором его толкатель отводится. Створки 6 закрываются под действием усилия пружин кручения 7, вертикальные поворотные оси 8 и зубчатые секторы 9 поворачиваются, а рейка 10 перемещается в задвинутое положение.
После указанных действий заполненный магазин для твэлов 1 за грузонесущий элемент 2 вертикально вынимают из опоры 12 и отправляют его к месту назначения. При выгрузке твэлов 16 из магазина для твэлов 1 указанные операции повторяют, за исключением того, что загрузку твэлов заменяют на их выгрузку из магазина для твэлов 1.
1. Магазин для тепловыделяющих элементов, содержащий ячейки для твэлов и взаимодействующий с его опорой по вертикальным прямолинейным направляющим, отличающийся тем, что он выполнен прямоугольной формы, на его несущей рамной конструкции закреплены гребенки, грузонесущий элемент и шипы, а в его верхней части закреплен ряд фиксирующих пластин, при этом рамная конструкция выполнена со створками Г-образной формы, закрепленными на поворотных осях с зубчатыми секторами в верхней их части и приводимыми в действие приводом механизма их поворота, изготовленным с двухсторонней зубчатой рейкой, взаимодействующей с зубчатыми секторами поворотных осей для ограничения твэлов от выпадения с фиксирующих пластин.
2. Магазин по п.1, отличающийся тем, что гребенки изготовлены в виде планок с вертикальными пазами под твэлы.
3. Магазин по п.1, отличающийся тем, что гребенки закреплены по высоте магазина равномерно.
4. Магазин по п.1, отличающийся тем, что фиксирующие пластины выполнены по форме, соответствующей форме хвостовиков нанизываемых на них твэлов.
5. Магазин по п.1, отличающийся тем, что на поворотные оси надеты пружины кручения для поджатия створок.
6. Магазин по п.1, отличающийся тем, что опора выполнена с верхним упором для ограничения вертикального движения магазина при его установке.
7. Магазин по п.1, отличающийся тем, что привод механизма поворота створок установлен в верхней части опоры.
