RU2086014C1

RU2086014C1 - Tool for extracting process channel from uranium-graphite reactors

Info

Publication number: RU2086014C1
Application number: RU96113458/25A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Трубников; рев В.Г. Дегт; В.Г. Дегтярев; В.К. Гоголев; Ю.А. Скворцов; Н.А. Ермошин; А.Я. Швец; Е.Т. Типоченков; Ю.Н. Филимонцев; В.И. Забродин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Перловский завод энергетического оборудования"
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: nuclear reactors. SUBSTANCE: device has ball-type channel gripping mechanism with cylindrical-conical disk axially displacing in hollow case, cutting tool holder connected to drive spindle and its axial displacement mechanism, power cylinder for channel demolishing, and central rod fixed on one end to demolishing cylinder. Device is provided with stop mounted on cutting tool and spring-loaded thereon in tangential direction. Loose end of central rod is attached to ball- type gripping mechanism case and inner space of the latter houses guide trunnion concentrically mounted therein, kinematically coupled with cutting tool holder, and carrying axially displacing cylindrical-conical disk spring-loaded in axial direction relative to trunnion. EFFECT: improved design. 4 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к технике эксплуатации атомных станций и предназначено для извлечения технологического канала из уран-графитовых атомных реакторов типа РБМК-1000 и 1500. The invention relates to techniques for operating nuclear power plants and is intended to extract a process channel from uranium-graphite nuclear reactors such as RBMK-1000 and 1500.

Известно устройство для извлечения технологического канала из канальных атомных реакторов, содержащее шариковый механизм захвата канала с аксиальноподвижной в полом корпусе механизма захвата цилиндроконической шайбой, воздействующей на радиальноподвижные шарики, резцедержатель, соединенный с приводным от двигателя шпинделем и ручным механизмом его осевого перемещения, силовой цилиндр подрыва канала из тракта реактора и центральную штангу, жестко соединенную с цилиндром подрыва. A device is known for extracting a technological channel from channel nuclear reactors, comprising a ball mechanism for channel capture with an axially movable in the hollow housing mechanism for capturing a cylinder-conical washer acting on radially moving balls, a tool holder connected to a motor-driven spindle and a manual axial movement mechanism thereof, a channel blasting power cylinder from the reactor path and the central rod rigidly connected to the blasting cylinder.

Недостатком известного устройства является чрезвычайная сложность его конструкции, объяснимая наличием большого количества функционально обособленных конструктивных элементов. A disadvantage of the known device is the extreme complexity of its design, explained by the presence of a large number of functionally separate structural elements.

В известном устройстве центральная штанга управляет положением шарикового захвата. Концентрично ей установленная полая штанга, или тяга соединена с корпусом механизма захвата и является тягой для подрыва. Концентрично полой штанге расположен полый шпиндель. Концентрично полому шпинделю расположен полый шток механизма подрыва и т.д. Управление центральной штангой, имеющей на конце цилиндроконическую шайбу управления положением шарикового захвата, осуществляется вручную. Осевая подача шпинделя с резцедержателем также осуществляется вручную уже от другого механизма. Контроль за фиксацией момента начала резания усового шва отсутствует. И все эти работы производятся над ячейкой реактора с демонтированной биозащитой, что негативно сказывается на санитарнобиологических показателях. In a known device, the central rod controls the position of the ball grip. A hollow rod installed concentrically to it, or a rod is connected to the housing of the gripping mechanism and is a rod for undermining. A hollow spindle is located concentrically on the hollow rod. Concentric to the hollow spindle, the hollow stem of the blasting mechanism, etc., is located. Managing the central rod having a cylinder-conical ball-grip washer at the end is carried out manually. The axial feed of the spindle with the tool holder is also carried out manually from another mechanism. There is no control over the fixation of the moment when the whisker seam begins to be cut. And all these works are carried out on a reactor cell with dismantled bioprotection, which negatively affects sanitary and biological indicators.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства за счет совмещения функциональных операций одним конструктивным признаком и сокращение времени пребывания оперативного персонала над открытой ячейкой реактора. The objective of the invention is to simplify the design of the device by combining functional operations with one design feature and reducing the time spent by operating personnel over an open reactor cell.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для извлечения технологического канала из уран-графитовых атомных реакторов, содержащее шариковый механизм захвата канала с аксиально-подвижной в полом корпусе цилиндроконической шайбой, резцедержатель соединенный с приводным шпинделем и ручным механизмом его осевого перемещения, силовой цилиндр подрыва канала и центральную штангу, одним концом жесткосоединенную с цилиндром подрыва, снабжено установленным на резцедержателе и подпружиненным относительно его в тангенциальном направлении упором, центральная штанга свободным концом прикреплена к корпусу механизма шарикового захвата, а в его полости концентрично корпусу установлена направляющая цапфа, кинематически связанная с резцедержателем, при этом цилиндроконическая шайба установлена на направляющей цапфе и подпружинена относительно ее в осевом направлении. The problem is solved due to the fact that the device for extracting the technological channel from uranium-graphite nuclear reactors, containing a ball mechanism for capturing the channel with a cylinder-conical washer axially movable in the hollow body, a tool holder connected to the drive spindle and a manual mechanism for its axial movement, an undermining power cylinder the channel and the central rod, one end rigidly connected to the blasting cylinder, is equipped with a tangentially mounted on the tool holder and spring-loaded relative to it focusing direction, the free end of the central rod attached to the body of the ball gripping mechanism and its housing cavity concentrically mounted guide pin which is kinematically related to the tool holder, wherein the cylindric washer is mounted on the guide pin and is spring-loaded relative to its axial direction.

Целесообразно кинематическую связь направляющей цапфы с резцедержателем выполнить в виде установленного в верхней части направляющей цапфы поперечного пальца, взаимодействующего периферийными частями с выполненным на внутренней части резцедержателя кольцевым пазом. It is advisable that the kinematic connection of the guide pin with the tool post is made in the form of a transverse finger installed in the upper part of the guide pin, interacting with the peripheral parts with an annular groove made on the inside of the tool post.

Целесообразно выполнить величину вылета упора от торцевой поверхности резцедержателя превышающей величину вылета резцов. It is advisable to perform the value of the departure of the stop from the end surface of the tool holder exceeding the value of the departure of the cutters.

Целесообразно также снабдить устройство реверсивным приводом ускоренного осевого перемещения резцедержателя, соединенным с механизмом ручного перемещения через фрикционного муфту предельного момента. It is also advisable to equip the device with a reversible drive for accelerated axial movement of the tool holder, connected to the manual movement mechanism through the friction clutch of the limiting moment.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства для извлечения технологического канала; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; фиг. 3 узел II на фиг. 1; фиг. 4 узел III на фиг. 1; фиг. 5 узел IV на фиг. 1; фиг. 6 вид А на фиг. 2; фиг. 7 разрез Б-Б на фиг. 2; фиг. 8 разрез В-В на фиг. 3; фиг. 9 узел V на фиг. 5; фиг. 10 разрез Д-Д на фиг. 9. In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a device for extracting a process channel; in FIG. 2 node I in FIG. one; FIG. 3 node II in FIG. one; FIG. 4 node III in FIG. one; FIG. 5 node IV in FIG. one; FIG. 6 view A in FIG. 2; FIG. 7 a section BB in FIG. 2; FIG. 8 is a section BB of FIG. 3; FIG. 9, the node V in FIG. 5; FIG. 10 section DD in FIG. 9.

Устройство состоит из приводного полого шпинделя 1, соединенного с резцедержателем 2 и механизмом 3 его осевого вертикального перемещения. Шпиндель 1 посредством скользящей шпонки 4 соединен со ступицей 5 червячного колеса 6, установленного с помощью подшипников 7 в корпусе 8 устройства. Червячное колесо 6 находится в зацеплении с приводным от электродвигателя 9 червячным валом 10. Кроме того, на шпинделе 1 с помощью пакета подшипников 11 и 12 неподвижно установлена маточная гайка 13 с наружной ходовой резьбой, находящейся в зацеплении с внутренней резьбой червячного колеса 14, приводимого во вращение червячным валом 15. В корпусе 8 устройства установлен винт 16 с цилиндрическим хвостовиком, сопрягаемым с продольным пазом 17 на наружной поверхности маточной гайки 13 и фиксирующим гайку 13 от поворота относительно корпуса 8 устройства. Корпус 8 устройства нижней частью прикреплен к аксиально расположенному силовому цилиндру 18 подрыва технологического канала 19. В силовом цилиндре 18 имеется торцевая крышка 20 с уплотнительной манжетой и аксиально подвижный вдоль цилиндра поршень 21 также с уплотнительной манжетой, прикрепленный к аксиально подвижному от поршня полому штоку 22, расположенному концентрично шпинделю 1. На конце штока 22 имеется нажимная гильза 23, воздействующая при работе цилиндра подрыва на торец тракта 24 реактора. Верхняя часть корпуса 8 устройства, прикрепленная к цилиндру 18 подрыва, жестко соединена с центральной штангой 25, расположенной концентрично шпинделю 1. Центральная штанга 25 своим противоположным свободным концом прикреплена к полому корпусу 26 механизма 27 шарикового захвата. В корпусе 26 выполнены радиальные цилиндрические гнезда для размещения в них радиально подвижных шариков 28. The device consists of a drive hollow spindle 1, connected to the tool holder 2 and the mechanism 3 of its axial vertical movement. The spindle 1 by means of a sliding key 4 is connected to the hub 5 of the worm wheel 6, mounted using bearings 7 in the housing 8 of the device. The worm wheel 6 is meshed with the worm shaft 10 driven by the electric motor 9. In addition, the uterine nut 13 with the external running thread meshed with the internal thread of the worm wheel 14 driven in the spindle 1 is fixedly mounted on the spindle 1 rotation with a worm shaft 15. A screw 16 is installed in the housing 8 of the device with a cylindrical shank mating with a longitudinal groove 17 on the outer surface of the master nut 13 and fixing the nut 13 from rotation relative to the housing 8 of the devices . The housing 8 of the device with the lower part is attached to the axially located power cylinder 18 for undermining the technological channel 19. In the power cylinder 18 there is an end cap 20 with a sealing collar and an axially movable piston 21 along the cylinder also with a sealing collar attached to the hollow shaft 22 axially movable from the piston, located concentrically with the spindle 1. At the end of the rod 22 there is a pressure sleeve 23, acting during operation of the blasting cylinder on the end of the path 24 of the reactor. The upper part of the device casing 8, attached to the blasting cylinder 18, is rigidly connected to the central rod 25 located concentrically to the spindle 1. The central rod 25 is attached with its opposite free end to the hollow body 26 of the ball gripping mechanism 27. The housing 26 is made of radial cylindrical nests for accommodating radially movable balls 28 in them.

Положением шариков 28 управляет аксиально подвижная цилиндроконическая шайба 29, установленная на размещенной в полости корпуса 26 и расположенной концентрично корпусу направляющей цапфе 30. Цилиндроконическая шайба 29 подпружинена относительно цапфы 30 в осевом направлении пружиной 31. Крайнее нижнее положение шайбы 29 на цапфе определено установленным с торца цапфы 30 торцевым креплением 32. The position of the balls 28 is controlled by an axially movable cylindrical-conical washer 29 mounted on a guide pin 30 located in the cavity of the housing 26 and concentric with the housing. The cylindrical-conical washer 29 is spring-loaded relative to the axle 30 by a spring 31. The lowest position of the washer 29 on the axle is determined to be installed from the end of the axle 30 end mount 32.

Верхней частью направляющая цапфа 30 кинематически связана с резцедержателем 2. Кинематическая связь выполнена в виде установленного в цапфе поперечного пальца 33, взаимодействующего периферийными частями с выполненным на внутренней части резцедержателя 2 кольцевым пазом Е. Для уменьшения износа на периферийных частях пальца 33 установлены подшипники 34. При этом для осуществления связи пальца 33 с кольцевым пазом Е резцедержателя 2 в полом корпусе 26 выполнены вертикально направленные радиальные пазы, сквозь которые проходит палец 33. В резцедержателе установлены резцы 35 для срезки сварного усового шва, соединяющего технологический канал 19 с трактом 24 реактора, и упор 36. Упор установлен в резцедержателе 2 шарнирно и подпружинен относительно резцедержателя в тангенциальном направлении. В направлении вращения резцедержателя упор 36 должен поворачиваться на шарнире и не препятствовать в дальнейшем осевому перемещению резцедержателя 2. Упор 36 удерживается от поворота в другом направлении штифтом 37. Величина вылета упора 36 от торцевой поверхности резцедержателя в направлении усового шва превышает величину вылета резцов 35. То есть размер К должен быть меньше размера К (фиг. 9). The top part of the guide pin 30 is kinematically connected with the tool holder 2. The kinematic connection is made in the form of a transverse pin 33 that interacts with the peripheral parts with an annular groove E. made on the inside of the tool holder 2. Bearings 34 are mounted on the peripheral parts of the finger 33. When this, for the connection of the finger 33 with the annular groove E of the tool holder 2 in the hollow body 26 are made vertically directed radial grooves through which the finger 33 passes. cutters 35 are mounted on the holder to cut off the welded mustache joint connecting the process channel 19 to the reactor path 24 and an emphasis 36. The emphasis is pivotally mounted in the tool holder 2 and spring loaded relative to the tool holder in the tangential direction. In the direction of rotation of the tool holder, the stop 36 should rotate on a hinge and not prevent further axial movement of the tool holder 2. The stop 36 is prevented from turning in the other direction by the pin 37. The magnitude of the outrigger of the stop 36 from the end surface of the tool holder in the direction of the mustache seam exceeds the departure of the incisors 35. That there is a size K must be less than the size K (Fig. 9).

Механизм 3 осевого вертикального перемещения шпинделя 1 имеет ручной привод от маховичка 38, установленного на червячном валу 15. Кроме того, на червячном валу 15 установлен нониус 39 для отсчета глубины резания. Нониус устанавливают на ноль при начале резания. Один оборот маховичка 38 соответствует смещению кониуса 39 на одно деление в угловом направлении по лимбу. The axial vertical movement mechanism 3 of the spindle 1 has a manual drive from the handwheel 38 mounted on the worm shaft 15. In addition, a nonius 39 is mounted on the worm shaft 15 for counting the depth of cut. Nonius is set to zero at the beginning of cutting. One turn of the handwheel 38 corresponds to the displacement of the cone 39 by one division in the angular direction along the limb.

Устройство снабжено реверсивным приводом 40 ускоренного осевого перемещения резцедержателя 2. При этом привод установлен с противоположного конца червячного вала 15 и соединен с ним через фрикционную муфту 41 предельного момента. The device is equipped with a reversible drive 40 for accelerated axial movement of the tool holder 2. In this case, the drive is installed from the opposite end of the worm shaft 15 and connected to it through a friction clutch 41 of the maximum torque.

Маточная гайка 13 со стороны, противоположной винту 16, имеет цветовой индикатор 42 положения шарикового захвата, а в корпусе 8 устройства в этом месте выполнено окно для визуального наблюдения за срабатыванием шарикового захвата. The master nut 13 from the side opposite to the screw 16 has a color indicator 42 of the position of the ball grip, and in the housing 8 of the device in this place there is a window for visual observation of the operation of the ball grip.

На ячейку реактора, у которой предварительно демонтирована групповая и индивидуальная биозащита, извлечена тепловыделяющая сборка и демонтирована обойма верхнего тракта, краном центрального зала наводят данное устройство, устанавливают его торцем корпуса механизма захвата на торец технологического канала в гнезде усового шва. The fuel assembly was removed and the upper path holder was removed to the cell of the reactor, which had previously been dismantled by group and individual bioprotection, the device was guided by a crane of the central hall and installed with the end of the capture mechanism housing on the end of the process channel in the mustache seam socket.

Устройство работает следующим образом. При вращении маховичка 38 по часовой стрелке вращается червячное колесо 14, связанное ходовой резьбой с неподвижной относительно корпуса 8 маточной гайкой 13, и его вращение преобразуется в поступательное перемещение вниз маточной гайки 13 и через пакет подшипников 11 в поступательное осевое перемещение шпинделя 1 с закрепленным на нем резцедержателем с резцами 35. При этом резцедержатель своим внутренним кольцевым пазом Е воздействует на поперечный палец 33 и, соответственно, на направляющую цапфу 30, вызывая их осевое перемещение вместе с цилиндроконической шайбой 29, воздействующей в свою очередь на шарики 28. Шарики западают в кольцевую проточку канала 19, а шайба 29 своей цилиндрической поверхностью запирает шарики 28 в гнездах корпуса 26, обеспечивая жесткую связь корпуса 26 механизма захвата устройства с каналом 19. В случае каких-либо заеданий цилиндроконическая шайба 29, преодолевая сопротивление пружины 31, перемещается в осевом направлении по направляющей цапфе 30 и при нахождении шариками проектного положения возвращается назад, осуществляя запирание корпуса 26 механизма захвата устройства с каналом 19. При этом цветовой индикатор 42 меняет голубой цвет на красный, а резцедержатель 2 упором 36 садится на торцевую поверхность усового шва канала 19. Нониус 39 устанавливают в положение НОЛЬ. The device operates as follows. When the handwheel 38 is rotated clockwise, the worm wheel 14 is connected, connected by the running thread with the uterine nut 13 fixed relative to the housing 8, and its rotation is converted into translational movement downward of the uterine nut 13 and through the package of bearings 11 into the translational axial movement of the spindle 1 with it fixed tool holder with cutters 35. In this case, the tool holder with its inner annular groove E acts on the transverse pin 33 and, accordingly, on the guide pin 30, causing their axial movement together with the cylinder ndrokonicheskoy washer 29, which in turn acts on the balls 28. The balls fall into the annular groove of the channel 19, and the washer 29 with its cylindrical surface locks the balls 28 in the sockets of the housing 26, providing a rigid connection of the housing 26 of the device gripping mechanism with the channel 19. In case of any or jamming, the cylinder-conical washer 29, overcoming the resistance of the spring 31, moves axially along the guide pin 30 and, when the balls are in the design position, returns back, locking the housing 26 of the locking mechanism ata channel device 19. In this case, color indicator 42 changes the blue color to red, and the tool holder 2 focus 36 sits on an end surface of channel 19. Nonius whiskers seam 39 is installed in position ZERO.

Ускоренное движение подачи резцедержателя до упора в сварной шов осуществляется приводом 40. При достижении упором 36 шва фрикционная муфта 41 предельного момента отсоединяет привод 40 от червячного вала 15. The accelerated movement of the tool holder feed to the stop in the weld is carried out by the drive 40. When the stop 36 reaches the seam, the friction clutch 41 of the maximum torque disconnects the drive 40 from the worm shaft 15.

Далее в полость силового цилиндра 18 подрыва канала 19 подают рабочую жидкость под давлением. При этом поршень 21 со штоком 22 перемещается вниз до упора нажимной гильзой 23 в торец тракта 24 реактора. Затем усилие подрыва передается через торцевую крышку 20, цилиндр 18, корпус 8 устройства на центральную штангу 25, корпус 26 шарикового захвата и шарики 28 на технологический канал 19. Next, in the cavity of the power cylinder 18 undermining the channel 19 serves the working fluid under pressure. In this case, the piston 21 with the rod 22 moves down to the stop by the pressure sleeve 23 at the end of the path 24 of the reactor. Then, the blasting force is transmitted through the end cap 20, cylinder 18, the device body 8 to the central rod 25, the ball gripper body 26 and the balls 28 to the process channel 19.

Вращение шпинделя 1 с резцедержателем 2 осуществляется от двигателя 9 через червячную пару 10, 6 и скользящую шпонку 4. Движение подачи резцедержателя с резцами осуществляется вручную вращением по часовой стрелке маховичка 38, установленного на червячном валу 15. При этом маточная гайка 13, перемещаясь вниз в осевом направлении, через пакет подшипников 11 перемещает и вращающийся шпиндель 1. Отсчет величины подачи резцов производят по нониусу 39. Упор 36, преодолевая сопротивление пружины, поворачивается на шарнире в тангенциальном направлении и не препятствует врезанию резцов в усовый шов канала. При срезке усового шва на глубину проплавления автоматически происходит подрыв технологического канала относительно тракта реактора. При подрыве канала вся система: корпус 26 механизма 27 захвата канала 19, резцедержатель 2 со шпинделем 1 и оба приводных механизма вращения шпинделя и его осевой подачи одновременно с каналом 19 перемещаются в вертикальном направлении на величину подрыва. The rotation of the spindle 1 with the tool holder 2 is carried out from the engine 9 through the worm pair 10, 6 and the sliding key 4. The feed of the tool holder with the cutters is carried out manually by turning clockwise the handwheel 38 mounted on the worm shaft 15. In this case, the master nut 13, moving down to the axial direction, through the package of bearings 11 moves and the rotating spindle 1. The count of the feed rate of the cutters is produced by the nonius 39. The stop 36, overcoming the resistance of the spring, rotates on the hinge in the tangential direction and n e prevents the incision of incisors in the mustache stitch of the channel. When a mustache seam is cut to a penetration depth, the technological channel is automatically undermined relative to the reactor path. When the channel is undermined, the whole system: the case 26 of the channel capture mechanism 27, the tool holder 2 with the spindle 1 and both drive mechanisms for the rotation of the spindle and its axial feed simultaneously with the channel 19 are moved in the vertical direction by the amount of detonation.

Устройство стропят на крюк крана центрального зала и вместе с каналом извлекают из ячейки реактора и переносят в бассейн выдержки. Опущенный в бассейн выдержки под защитный слой воды канал реверсивным включением привода 40 и вертикальным перемещением шпинделя 1 в верхнее крайнее положение расцепляют с устройством для извлечения технологического канала. При этом цветовой индикатор меняет красный цвет на голубой. Далее устройство переносят либо в зону технического обслуживания либо на следующий канал. The device is slinged onto the crane hook of the central hall and, together with the channel, is removed from the reactor cell and transferred to the holding pool. The channel lowered into the holding pool under the protective layer of water by reversing the drive 40 and vertically moving the spindle 1 to the upper extreme position is disengaged from the device for extracting the process channel. In this case, the color indicator changes red to blue. Next, the device is transferred either to the maintenance area or to the next channel.

Claims

1. A device for extracting a technological channel from uranium-graphite nuclear reactors, comprising a ball mechanism for capturing the channel with a cylindrical washer axially movable in the hollow body, a tool holder connected to a drive spindle and a manual axial movement mechanism thereof, a channel undermining power cylinder and a central rod, one the end is rigidly connected to the blasting cylinder, characterized in that it is equipped with a tangentially mounted spring mounted on the tool holder and spring-loaded relative to it in the tangential direction ohm central rod free end attached to the housing of the ball gripping mechanism and its housing cavity concentrically mounted guide pin which is kinematically related to the tool holder, wherein the cylindric washer is mounted on the guide pin and is spring-loaded relative to its axial direction.

2. The device according to claim 1, characterized in that the guide pin is connected with a tool holder installed in its upper part, with a transverse finger interacting with peripheral parts with an annular groove made on the inside of the tool holder.

3. The device according to p. 1, characterized in that the magnitude of the departure of the stop from the end surface of the tool holder exceeds the magnitude of the departure of the cutters.

4. The device of claim 1, characterized in that it is equipped with a reversible drive for accelerated axial movement of the tool holder, connected to a manual movement mechanism through the friction clutch of the limiting moment.