RU2244353C1

RU2244353C1 - Packing assembly for jointing pipe of nuclear reactor refueling machine

Info

Publication number: RU2244353C1
Application number: RU2003116068/06A
Authority: RU
Inventors: В.А. Белозерцев (RU); В.А. Белозерцев; А.Г. Божко (RU); А.Г. Божко; А.И. Винников (RU); А.И. Винников; В.А. Максимов (RU); В.А. Максимов; С.Н. Харахнин (RU); С.Н. Харахнин; Л.И. Щуров (RU); Л.И. Щуров
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие Центральное конструкторское бюро машиностроения
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2005-01-10

Abstract

FIELD: packing engineering.

SUBSTANCE: proposed packing assembly has packing means installed in jointing pipe body between two supporting rings. Packing means is made in the form of set of W-shaped stacks with arc-shaped valleys and spacing members disposed between stacks. Each spacing member is made in the form of flexible ring that has three arc-shaped kinks in sectional area of which top one is disposed in a spaced relation above top of W-shaped stack and two bottom kinks are located in arc-shaped valleys of W-shaped stack so that they contact its vanes at points disposed not higher than top of W-shaped stack.

EFFECT: enhanced reliability of packing assembly.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной области техники и может быть использовано в перегрузочных машинах для ядерных реакторов канального типа.The invention relates to the sealing field of technology and can be used in reloading machines for channel-type nuclear reactors.

Перегрузку топлива на работающих ядерных реакторах канального типа осуществляют с помощью специальных перегрузочных машин. Внутреннюю полость такой машины соединяют с полостью технологического канала реактора, в котором находится под давлением теплоноситель реактора, посредством стыковочного патрубка, устанавливаемого на головке технологического канала реактора.Fuel reloading at operating channel-type nuclear reactors is carried out using special refueling machines. The internal cavity of such a machine is connected to the cavity of the technological channel of the reactor, in which the reactor coolant is under pressure, by means of a connecting pipe installed on the head of the technological channel of the reactor.

Одной из проблем в данной области является создание надежного уплотнения при стыковке перегрузочной машины с каналом реактора. Сложность этой проблемы обусловлена условиями, в которых работает уплотнительный узел стыковочного патрубка. Уплотнительный узел подвержен воздействию высоких температур, давления и радиационному облучению. К тому же стыковочный патрубок должен обеспечить надежную герметизацию с технологическим каналом реактора при его несоосности с ним, что обуславливается трудностью точного их совмещения в процессе наведения многотонной перегрузочной машины на технологический канал реактора. Кроме того, стыковочный патрубок должен компенсировать возможные угловые перекосы технологических каналов, вызванные воздействием на них меняющейся температуры вследствие перемещения извлекаемой из реактора топливной сборки.One of the problems in this area is the creation of a reliable seal when docking machine reloading with the channel of the reactor. The complexity of this problem is due to the conditions in which the sealing assembly of the docking nozzle operates. The sealing assembly is exposed to high temperatures, pressure and radiation exposure. In addition, the connecting pipe should provide reliable sealing with the technological channel of the reactor when it is misaligned with it, which is caused by the difficulty of their exact combination in the process of pointing the multi-ton reloading machine to the technological channel of the reactor. In addition, the connecting pipe should compensate for possible angular distortions of the technological channels caused by the influence of changing temperatures on them due to the movement of the fuel assembly removed from the reactor.

Известен уплотнительный узел стыковочного патрубка перегрузочной машины [1] с технологическим каналом ядерного реактора, содержащее эластичный уплотнительный элемент, защищенный плавающими кольцами. Это устройство, в случае его применения в конструкции стыковочного патрубка, обеспечивает компенсацию несоосности стыковочного патрубка и технологического канала реактора. Но оно не позволяет получить надежную стыковку в случае углового перекоса технологического канала реактора в силу того, что плавающие кольца установлены в едином блоке и перемещаются совместно.Known sealing site of the docking port of the reloading machine [1] with the technological channel of a nuclear reactor, containing an elastic sealing element protected by floating rings. This device, if used in the design of the connecting pipe, compensates for misalignment of the connecting pipe and the technological channel of the reactor. But it does not allow to obtain a reliable connection in the case of an angular skew of the reactor technological channel due to the fact that the floating rings are installed in a single unit and move together.

Указанный недостаток отсутствует в уплотнительном узле с надувным манжетным уплотнении [2], являющимся также аналогом. В этом устройстве для устранения недостатка, присущего предыдущему аналогу, плавающие кольца установлены в пазах, образованных торцевыми поверхностями стыковочного патрубка и упорных колец, обжимающих эластичный уплотнительный элемент. Плавающие кольца, благодаря наличию у них узкой контактной поверхности, не препятствуют смещению технологического канала реактора на допустимый угол и позволяют обеспечить в соединении с ним минимальный зазор, вследствие чего становится невозможным быстрое выдавливание материала манжеты в эти зазоры. Однако это устройство обладает серьезным недостатком, обусловленным конструкцией самой манжеты. Возможен в процессе извлечения топливной сборки из реактора разрыв надувной манжеты с последующим выбросом в реакторный зал радиоактивного теплоносителя.The specified disadvantage is absent in the sealing unit with an inflatable lip seal [2], which is also an analogue. In this device, to eliminate the disadvantage inherent in the previous analogue, floating rings are installed in the grooves formed by the end surfaces of the connecting pipe and thrust rings compressing the elastic sealing element. Floating rings, due to the presence of a narrow contact surface, do not impede the displacement of the reactor technological channel by an acceptable angle and make it possible to provide a minimum gap in connection with it, which makes it impossible to quickly squeeze the cuff material into these gaps. However, this device has a serious drawback due to the design of the cuff itself. In the process of extracting the fuel assembly from the reactor, rupture of the inflatable cuff is possible, followed by the release of the radioactive coolant into the reactor hall.

Указанные недостатки устранены в узле уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины канального ядерного реактора [3], содержащем уплотнительное средство, выполненное в виде надувной манжеты и эластичного кольца, вставленных в расточку и образующих полость, соединенную через автоматический клапан с полостью стыковочного патрубка. Уплотнение с технологическим каналом реактора осуществляют путем подачи в надувную манжету рабочей жидкости по специальному каналу. В процессе извлечения топливной сборки из реактора ее активная часть воздействует как на надувную манжету, так и на эластичное кольцо. Под действием радиационного излучения уплотнительные элементы теряют свои пластические свойства, а следовательно, и способность к уплотнению. Кроме того, необходимо отметить, что температура внутри канала реактора в процессе извлечения топливной сборки меняется, что приводит к колебаниям длины части канала реактора, которая соединена с уплотнительным средством. Изменение длины канала реактора может привести к вырыву надувной манжеты из места ее заделки в стыковочном патрубке, что значительно снижает надежность уплотнительного средства.These disadvantages are eliminated in the seal assembly of the docking port of the reloading machine of the channel nuclear reactor [3], which contains sealing means made in the form of an inflatable cuff and an elastic ring inserted into the bore and forming a cavity connected through an automatic valve to the cavity of the docking port. Sealing with the technological channel of the reactor is carried out by feeding the working fluid into the inflatable cuff through a special channel. In the process of extracting the fuel assembly from the reactor, its active part acts both on the inflatable cuff and on the elastic ring. Under the action of radiation, the sealing elements lose their plastic properties, and hence the ability to seal. In addition, it should be noted that the temperature inside the reactor channel during the extraction of the fuel assembly changes, which leads to fluctuations in the length of the part of the reactor channel that is connected to the sealing means. Changing the length of the reactor channel can lead to the breakout of the inflatable cuff from its termination in the connecting pipe, which significantly reduces the reliability of the sealing means.

Известен уплотнительный узел [4] для уплотнения трубопроводов под давлением. Уплотнительный узел состоит из пакета манжет, образованных радиально-упругими металлическими элементами корытообразной формы с плоским дном и уплотнительным материалом, расположенного на плоском дне. Такие манжеты лишены недостатков, присущих эластичным манжетам. Металлические элементы имеют упругие наружные ободки, в собранном виде образующие после шлифовки сплошную цилиндрическую поверхность, по которой осуществляется скользящий контакт и уплотнение трубы. Особенность работы рассматриваемого уплотнительного средства состоит в том, что предварительный рабочий натяг металлических элементов с уплотняемой трубой осуществляется за счет выполнения внутреннего диаметра отверстия манжеты несколько меньше диаметра уплотняемой поверхности трубы. Компенсация радиальной погрешности стыкуемых деталей осуществляется за счет радиального сжатия лопастей манжеты.Known sealing unit [4] for sealing pipelines under pressure. The sealing assembly consists of a package of cuffs formed by radially-elastic metal elements of a trough-like shape with a flat bottom and sealing material located on a flat bottom. Such cuffs are free from the disadvantages inherent in elastic cuffs. The metal elements have elastic outer rims that, when assembled, form a solid cylindrical surface after grinding, along which a sliding contact and pipe sealing are made. A feature of the operation of the considered sealing means is that the preliminary working tension of the metal elements with the tube being sealed is achieved by performing the inner diameter of the cuff hole slightly less than the diameter of the tube being sealed. Compensation of the radial error of the joined parts is carried out due to the radial compression of the cuff blades.

Однако указанное уплотнительное средство не может быть применено в конструкции стыковочного патрубка перегрузочной машины для канального ядерного реактора. Это связано с тем, что металлические элементы, изготавливаемые исходя из специфики работы перегрузочной машины из нержавеющей стали, имеют низкие упругие свойства. Кроме того, форма металлических элементов позволяет компенсировать незначительные угловые перекосы и несоосность стыковочного патрубка и технологического канала реактора.However, the said sealing means cannot be used in the design of the docking port of the reloading machine for a channel nuclear reactor. This is due to the fact that metal elements manufactured on the basis of the specifics of the stainless steel loading machine have low elastic properties. In addition, the shape of the metal elements allows you to compensate for slight angular distortions and misalignment of the connecting pipe and the technological channel of the reactor.

Известен узел уплотнения [5] стыковочного патрубка перегрузочной машины канального ядерного реактора, содержащий установленное в корпусе стыковочного патрубка между двумя опорными кольцами уплотнительное средство, выполненное в виде набора W-образных пакетов с дугообразными впадинами и расположенных между пакетами разделительных элементов. Вышеуказанные пакеты образованы W-образными радиально-упругими элементами. Предварительный рабочий натяг радиально-упругих элементов в данном уплотнительном узле осуществляют, как и в устройстве [4], за счет выполнения внутреннего диаметра отверстия пакетов несколько меньше диаметра технологического канала. Но поскольку радиально-упругие элементы имеют W-образный профиль, у которых средняя часть изогнута в форме дугообразного выступа, направленного в сторону концов гибких лопастей этих элементов, их упругость выше упругости элементов устройства [4].A known seal [5] of the connecting pipe of the reloading machine of the channel nuclear reactor containing the sealing means installed in the housing of the connecting pipe between the two support rings, made in the form of a set of W-shaped packages with arched cavities and located between the packages of separation elements. The above packages are formed by W-shaped radially elastic elements. The preliminary working interference of the radially elastic elements in this sealing unit is carried out, as in the device [4], due to the implementation of the inner diameter of the opening of the packages is slightly smaller than the diameter of the technological channel. But since radial-elastic elements have a W-shaped profile, in which the middle part is curved in the form of an arched protrusion directed towards the ends of the flexible blades of these elements, their elasticity is higher than the elasticity of the device elements [4].

При резком изменении температуры стыковочного патрубка, а это имеет место при нахождении топливной сборки в перегрузочной машине или в аварийной ситуации, когда перегрузочная машина состыкована с технологическим каналом, но требуется осуществить расхолаживание топливной сборки, диаметр уплотняемой поверхности технологического канала в этом случае уменьшится. Однако лопасти радиально-упругих элементов в силу их недостаточной упругости не успеют надлежащим образом отреагировать на изменение размера уплотняемой поверхности. Кроме того, компенсацию угловой несоосности стыковочного патрубка и технологического канала реактора осуществляют путем разворота в корпусе стыковочного патрубка всего узла уплотнения совместно с опорными кольцами, имеющими значительные контактные поверхности с корпусом стыковочного патрубка, что сказывается как на возможности такой компенсации, так и на ее качестве.With a sharp change in the temperature of the connecting pipe, and this occurs when the fuel assembly is in the reloading machine or in an emergency, when the reloading machine is docked with the technological channel, but it is necessary to cool the fuel assembly, the diameter of the sealing surface of the technological channel will decrease in this case. However, the blades of radially elastic elements due to their insufficient elasticity will not have time to properly respond to changes in the size of the surface being sealed. In addition, the angular misalignment of the docking pipe and the technological channel of the reactor is compensated by turning the entire seal assembly in the housing of the docking pipe together with support rings having significant contact surfaces with the housing of the docking pipe, which affects both the possibility of such compensation and its quality.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому изобретению является узел уплотнения [6] стыковочного патрубка перегрузочной машины канального ядерного реактора, содержащий установленное в корпусе стыковочного патрубка между двумя опорными кольцами уплотнительное средство, выполненное в виде набора W-образных пакетов с дугообразными впадинами и расположенных между пакетами упругих разделительных элементов. Разделительные элементы выполнены в виде упругих колец V-образного профиля, дугообразные вершины которых расположены в дугообразных впадинах W-образных пакетов и контактируют с ними, а выполненные с перегибом в сторону дугообразных вершин его лопасти упруго контактируют с лопастями W-образных пакетов.The closest in technical essence with respect to the claimed invention is a seal assembly [6] of the connecting pipe of the reloading machine of the channel nuclear reactor, containing sealing means installed in the housing of the connecting pipe between the two support rings, made in the form of a set of W-shaped packages with arched cavities and located between packages of elastic separation elements. The dividing elements are made in the form of elastic rings of a V-shaped profile, the arcuate peaks of which are located in the arcuate hollows of the W-shaped packets and come into contact with them, and the blades made with an inflection towards the arc-shaped peaks are in elastic contact with the blades of the W-shaped packets.

Сборка такого узла уплотнения и его установка между опорными кольцами затруднена. Трудность обусловлена тем, что в процессе монтажа узла уплотнения сложно обеспечить контакт лопастей упругих колец V-образного профиля с лопастями W-образных пакетов, при котором не происходило бы выдавливание наполнителя W-образных пакетов. Следует также отметить, что известная конструкция уплотнительного узла не предусматривает точную и одинаковую ориентацию упругих колец V-образного профиля во впадинах W-образных пакетов. В силу этого имеется неопределенность мест контакта лопастей упругих колец и пакетов на разных уровнях узла уплотнения, что сказывается на характере силового контакта пакетов уплотнительного средства с уплотняемой поверхностью технологического канала реактора в процессе перемещения стыковочного патрубка по технологическому каналу реактора.The assembly of such a seal assembly and its installation between the support rings is difficult. The difficulty is due to the fact that during the installation of the seal assembly it is difficult to ensure the contact of the blades of the elastic rings of the V-shaped profile with the blades of the W-shaped packages, in which the filler would not be squeezed out of the W-shaped packages. It should also be noted that the known design of the sealing assembly does not provide for the exact and identical orientation of the elastic rings of the V-shaped profile in the depressions of the W-shaped packages. Due to this, there is an uncertainty in the contact points of the blades of elastic rings and packages at different levels of the seal assembly, which affects the nature of the force contact of the packages of the sealing means with the sealing surface of the reactor technological channel during the movement of the connecting pipe along the reactor technological channel.

Изобретением решается задача обеспечения постоянного по величине силового контакта пакетов уплотнительного средства с уплотняемой поверхностью технологического канала реактора в процессе перемещения стыковочного патрубка по технологическому каналу реактора.The invention solves the problem of ensuring a constant in magnitude force contact of the packages of the sealing means with the sealing surface of the technological channel of the reactor during the movement of the connecting pipe along the technological channel of the reactor.

Изобретением также решается задача упрощения сборки узла уплотнения и его установки между опорными кольцами.The invention also solves the problem of simplifying the assembly of the seal assembly and its installation between the support rings.

Указанные задачи решаются тем, что в узле уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины канального ядерного реактора, содержащем установленное в корпусе стыковочного патрубка между двумя опорными кольцами уплотнительное средство, выполненное в виде набора W-образных пакетов с дугообразными впадинами и расположенных между пакетами упругих разделительных элементов, согласно изобретению каждый разделительный элемент выполнен в виде кольца, имеющего в поперечном сечении три дугообразных перегиба, из которых верхний расположен с зазором над вершиной W-образного пакета, а два нижних перегиба расположены в дугообразных впадинах W-образного пакета и контактируют с его лопастями в точках, расположенных не выше вершины W-образного пакета.These problems are solved by the fact that in the seal assembly of the connecting pipe of the reloading machine of the channel nuclear reactor containing the sealing means installed in the housing of the connecting pipe between the two support rings, made in the form of a set of W-shaped packages with arched cavities and located between the packages of elastic dividing elements, according to of the invention, each dividing element is made in the form of a ring having in cross section three arched bends, of which the upper with a gap above the top of the W-shaped package, and the two lower inflections are located in the arcuate hollows of the W-shaped package and are in contact with its blades at points located no higher than the top of the W-shaped package.

Для повышения уплотняющей способности с одновременным повышением радиационной стойкости узла уплотнения целесообразно W-образные пакеты образовать из радиально-упругих металлических элементов W-образной формы с заключенным между ними радиационно-стойким уплотнительным материалом.To increase the sealing ability while increasing the radiation resistance of the seal assembly, it is advisable to form W-shaped packages from radially-elastic metal elements of a W-shape with a radiation-resistant sealing material enclosed between them.

Предпочтительно в качестве радиационно-стойкого материала использовать фольгу расширенного графита "Графлекс"® либо безасбестовый паронит на основе графитизированных термоэластопластов.It is preferable to use expanded graphite foil Graphlex ® or asbestos-free paronite based on graphitized thermoplastic elastomers as radiation-resistant material.

Целесообразно радиально-упругие металлические элементы W-образной формы со стороны их контакта с радиационно-стойким уплотнительным материалом смазать твердым смазочным покрытием на основе дисульфида молибдена.It is advisable to lubricate the radially elastic metal elements of a W-shaped form from the side of their contact with the radiation-resistant sealing material with a solid lubricant coating based on molybdenum disulfide.

Желательно верхнее опорное кольцо снабдить кольцевой канавкой под вершину упругого разделительного элемента.It is desirable to provide the upper support ring with an annular groove under the apex of the elastic separation element.

Отличительными признаками предлагаемого узла уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является выполнение каждого разделительного элемента в виде кольца, имеющего в поперечном сечении три дугообразных перегиба, из которых верхний расположен с зазором над вершиной W-образного пакета, а два нижних расположены в дугообразных впадинах W-образного пакета и контактируют с его лопастями в точках, расположенных не выше вершины W-образного пакета. Благодаря наличию этих признаков при сборке узла уплотнения обеспечивается точная и одинаковая ориентация упругих разделительных колец во впадинах W-образных пакетов. В результате каждый W-образный пакет узла уплотнения в процессе стыковки перегрузочной машины с технологическим каналом реактора ведет себя одинаково, а следовательно, предсказуемо. Конструкция узла уплотнения получилась более компактной и плотной, что позволяет увеличить количество W-образных пакетов в узле уплотнения, не изменяя длину стыковочного патрубка. В силу нового условия контакта лопастей упругого разделительного кольца с лопастями W-образных пакетов увеличилась длина отгибаемого участка лопасти W-образного пакета в процессе стыковки перегрузочной машины с технологическим каналом реактора, что повысило чувствительность узла уплотнения и увеличило объем деформируемого уплотнительного материала.Distinctive features of the proposed seal assembly of the docking port of the reloading machine from the above known, closest to it, is the implementation of each dividing element in the form of a ring having in cross section three arcuate bends, of which the top is located with a gap above the top of the W-shaped package, and the two lower ones are located in the arcuate depressions of the W-shaped packet and are in contact with its blades at points located no higher than the top of the W-shaped packet. Due to the presence of these features, the assembly of the seal assembly ensures accurate and uniform orientation of the elastic spacer rings in the troughs of the W-shaped packages. As a result, each W-shaped package of the seal assembly during the docking of the reloading machine with the technological channel of the reactor behaves identically and, therefore, is predictable. The design of the seal assembly turned out to be more compact and dense, which allows to increase the number of W-shaped packages in the seal assembly without changing the length of the connecting pipe. Due to the new condition for the contact of the blades of the elastic spacer ring with the blades of the W-shaped packages, the length of the bent section of the blades of the W-shaped package increased during the docking of the reloading machine with the technological channel of the reactor, which increased the sensitivity of the seal assembly and increased the volume of the deformable sealing material.

Предлагаемый узел уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-2.The proposed site seal docking port reloading machine is illustrated by the drawings shown in Fig.1-2.

На фиг.1 показан общий вид расположения узла уплотнения в стыковочном патрубке перегрузочной машины.Figure 1 shows a General view of the location of the seal in the connecting pipe of the reloading machine.

На фиг.2 показан вид А (фиг.1).Figure 2 shows a view A (figure 1).

Стыковочный патрубок 1 перегрузочной машины для обслуживания канального ядерного реактора (фиг.1), устанавливаемый на технологический канал 2 ядерного реактора (не показан), имеет узел уплотнения 3, содержащий установленное в корпусе 4 стыковочного патрубка между двумя опорными кольцами 5 и 6 уплотнительное средство 7.The connecting pipe 1 of the reloading machine for servicing the channel nuclear reactor (Fig. 1), mounted on the technological channel 2 of the nuclear reactor (not shown), has a sealing assembly 3 containing in the housing 4 of the connecting pipe between the two support rings 5 and 6 sealing means 7 .

Уплотнительное средство 7 выполнено в виде набора W-образных пакетов 8 с дугообразными впадинами 9 и расположенных между пакетами упругих разделительных элементов 10. W-образные пакеты 8 состоят из радиально-упругих элементов 11 W-образной формы и расположенных между ними слоями уплотнительного радиационно стойкого материала 12. В качестве такого материала предпочтительно использовать фольгу расширенного графита известную под торговой маркой "Графлекс"® или безасбестовый паронит на основе графитизированных термоэластопластов. Каждый упругий разделительный элемент 10 выполнен в виде кольца, имеющего в поперечном сечении три дугообразных перегиба 13, 14 и 15. Верхний перегиб 13 расположен с зазором над вершиной 16 W-образного пакета 8, а два нижних перегиба 14 и 15 расположены в дугообразных впадинах 9 W-образного пакета 8 и контактируют с его лопастями 17 в точках, расположенных не выше вершины 16 W-образного пакета 8. Благодаря этому длина отгибаемого участка лопасти 17 увеличивается, что способствует повышению чувствительности к нагрузке радиально-упругих элементов 11. Верхний пакет 8 отделен от верхнего опорного кольца 5, по крайней мере, одним упругим разделительным элементом 10.The sealing means 7 is made in the form of a set of W-shaped packages 8 with arcuate hollows 9 and located between the packages of elastic separating elements 10. W-shaped packages 8 consist of radially-elastic elements 11 of a W-shape and layers of radiation-resistant material sealing between them 12. As such a material, it is preferable to use expanded graphite foil known under the trademark "Graflex" ® or asbestos-free paronite based on graphitized thermoplastic elastomers. Each elastic dividing element 10 is made in the form of a ring having in cross section three arcuate bends 13, 14 and 15. The upper bend 13 is located with a gap above the top 16 of the W-shaped package 8, and the two lower bends 14 and 15 are located in the arcuate hollows 9 W-shaped package 8 and in contact with its blades 17 at points located no higher than the top 16 of the W-shaped package 8. Due to this, the length of the bent section of the blade 17 increases, which increases the load sensitivity of the radially elastic elements 11. Upper packet 8 is separated from the upper support ring 5, at least one resilient spacer member 10.

Изображенное на фиг.2 нижнее опорное кольцо 6 имеет кольцевую канавку 18 под W-образный пакет 8 и сферическую поверхность 19, контактирующую со сферической поверхностью 20 подкладного кольца 21. Обе сферические поверхности 19 и 20 образованы одним и тем же радиусом из единого центра, расположенного на продольной оси 22 стыковочного патрубка 1. Подкладное кольцо 21 имеет коническую расточку 23 под головку технологического канала 2. Верхнее опорное кольцо 5 имеет кольцевую канавку 24 под верхний перегиб 13 упругого разделительного элемента 10.The lower support ring 6 shown in FIG. 2 has an annular groove 18 for a W-shaped package 8 and a spherical surface 19 in contact with the spherical surface 20 of the spacer ring 21. Both spherical surfaces 19 and 20 are formed by the same radius from a single center located on the longitudinal axis 22 of the connecting pipe 1. The backing ring 21 has a conical bore 23 under the head of the process channel 2. The upper support ring 5 has an annular groove 24 for the upper bend 13 of the elastic separation element 10.

Количество радиально-упругих элементов 11 в пакете 8 может быть произвольным, но в любом случае пакет 8 с верхней и нижней стороны всегда должен заканчиваться металлическим элементом 11. Целесообразно радиально-упругие металлические элементы 11 W-образной формы со стороны их контакта с радиационно-стойким уплотнительным материалом 12 смазать твердым смазочным покрытием на основе дисульфида молибдена. В этом случае при обжатии в пресс-форме пакет 8 превращается в монолитный сборочный узел, облегчающий сборку узла уплотнения.The number of radially elastic elements 11 in the package 8 can be arbitrary, but in any case, the package 8 on the upper and lower sides should always end with a metal element 11. It is advisable that the radially elastic metal elements 11 are W-shaped from the side of their contact with radiation-resistant lubricate sealing material 12 with a solid lubricant coating based on molybdenum disulfide. In this case, during compression in the mold, the package 8 turns into a monolithic assembly that facilitates the assembly of the seal assembly.

Наружные и внутренние лопасти 17 радиально-упругих элементов 11 пакетов 8 могут быть выполнены симметричными (одинаковой длины) или могут быть выполнены асимметричными.The outer and inner blades 17 of the radially elastic elements 11 of the packages 8 can be made symmetric (of the same length) or can be made asymmetric.

Работа узла уплотнения осуществляется следующим образом. В исходном, расстыкованном с технологическим каналом 2 положении, внутренние лопасти 17 радиально-упругого элемента 11 имеют форму, при которой они образуют рабочий натяг до 1 мм при стыковке с технологическим каналом 2 реактора, т.е. внутренний диаметр отверстия у пакета 8 по уплотняющим кромкам меньше диаметра уплотняемой поверхности технологического канала 2. Стыковка перегрузочной машины с каналом реактора осуществляется в процессе осевого перемещения стыковочного патрубка 1 по уплотняемой поверхности технологического канала 2.The operation of the seal assembly is as follows. In the initial position, undocked with the technological channel 2, the inner blades 17 of the radially elastic element 11 have a shape in which they form a working interference of up to 1 mm when docked with the technological channel 2 of the reactor, i.e. the inner diameter of the hole in the package 8 along the sealing edges is less than the diameter of the sealing surface of the technological channel 2. The docking machine with the reactor channel is docked during axial movement of the connecting pipe 1 along the sealing surface of the technological channel 2.

При точном совмещении продольной оси стыковочного патрубка 1 с продольной осью технологического канала 2 реактора предварительно притертые уплотняющие кромки скользят по уплотняемой поверхности канала 2, а возникающие при этом упругие внутренние силы при одевании с натягом W-образных пакетов 8 обеспечивают заданное по притертым уплотняющим кромкам радиально-упругих элементов 11 начальное уплотняющее давление.With the exact alignment of the longitudinal axis of the connecting pipe 1 with the longitudinal axis of the technological channel 2 of the reactor, the pre-ground sealing lips slide along the sealing surface of the channel 2, and the resulting elastic internal forces when fitting with an interference fit of the W-shaped packages 8 provide the radial elastic elements 11 initial sealing pressure.

При отсутствии совмещения продольных осей стыковочного патрубка и технологического канала реактора в силу радиальной и/или угловой погрешности стыкуемых элементов головка канала в первоначальный момент войдет в контакт с конической расточкой 23 подкладного кольца 21. В результате взаимодействия головки с конической расточкой 23 подкладное кольцо 21 сместится радиально в пределах существующих зазоров подкладного кольца 21 с корпусом 4 стыковочного патрубка и технологическим каналом 2. При радиальном смещении подкладного кольца 21 произойдет разворот нижнего опорного кольца 6 по сферической поверхности 20 подкладного кольца 21. С разворотом опорного кольца 6 произойдет разворот пакетов 8 на угол, пропорциональный величине радиального смещения кольца 6. При этом нижний пакет 8 узла уплотнения развернется совместно с подкладным кольцом 21, а все последующие пакеты 8 развернутся на верхнем перегибе 13 упругого разделительного элемента 10. Благодаря этому будет достигнута компенсация угловой погрешности стыковочного патрубка и технологического канала реактора.In the absence of a combination of the longitudinal axes of the connecting pipe and the technological channel of the reactor due to the radial and / or angular error of the mating elements, the channel head will initially come into contact with the conical bore 23 of the spacer ring 21. As a result of the interaction of the head with the conical bore 23, the spacer ring 21 will shift within the existing clearances of the washer ring 21 with the housing 4 of the connecting pipe and the process channel 2. When the radial displacement of the washer ring 21 occurs there is a turn of the lower support ring 6 along the spherical surface 20 of the washer ring 21. With a turn of the support ring 6, the packages 8 will be rotated by an angle proportional to the radial displacement of the ring 6. In this case, the lower package 8 of the seal assembly will unfold together with the washer ring 21, and all subsequent packages 8 will be deployed at the upper bend 13 of the elastic separation element 10. Due to this, the compensation of the angular error of the connecting pipe and the technological channel of the reactor will be achieved.

При перемещении вниз (относительно плоскости чертежа) стыковочного патрубка по технологическому каналу 2 последовательно произойдет отгибание внутренних лопастей 17 радиально-упругих элементов 11 пакетов 8. При этом лопасти 17 упруго взаимодействуют с нижним перегибом 14 разделительного элемента 10, а нижний перегиб 15 упругого разделительного кольца 10 упруго воздействует на наружную лопасть 17 радиально-упругого элемента 11, прижимая ее к поверхности корпуса 4. За счет этого происходит выравнивание усилий прижатия соответственно внутренних и наружных лопастей 17 к уплотняемым поверхностям корпуса 4 и технологического канала 2 реактора, что обеспечивает постоянное усилие герметизации по уплотняемой поверхности технологического канала реактора.When moving down (relative to the drawing plane) of the connecting pipe along the technological channel 2, the inner blades 17 of the radially-elastic elements 11 of the packages 8 will bend sequentially. In this case, the blades 17 elastically interact with the lower bend 14 of the separation element 10, and the lower bend 15 of the elastic separation ring 10 elastically acts on the outer blade 17 of the radially elastic element 11, pressing it to the surface of the housing 4. Due to this, the alignment of the pressing forces correspondingly internal outer lobes 17 against the sealing surface of the body 4 and the channel 2 reactor process, which ensures a constant sealing force on the sealing surface of the process channel reactor.

В процессе упругого отгибания лопастей 17 происходит деформация уплотнительного радиационно стойкого материала 12, заключенного между радиально-упругими элементами 11, что приводит к его выдавливанию по направлению к вышеуказанным уплотняемым поверхностям. Разрушение материала 12 при этом не происходит, поскольку его деформация осуществляется в замкнутом объеме.In the process of elastic bending of the blades 17, a deformation of the radiation-resistant sealing material 12 is enclosed between the radially elastic elements 11, which leads to its extrusion towards the above-mentioned sealing surfaces. The destruction of the material 12 does not occur, since its deformation is carried out in a closed volume.

При заполнении корпуса стыковочного патрубка рабочей средой (давление рабочей среды в перегрузочной машине выше давления теплоносителя канала реактора) пакеты 8 начинают работать в режиме самоуплотнения. Когда в процессе перегрузки перегружаемая топливная сборка окажется в зоне стыковочного патрубка, происходит повышение температуры рабочей среды в стыковочном патрубке, что приводит к изменению диаметров уплотняемых поверхностей. Это изменение компенсируется гибкими лопастями 17 за счет их упругого взаимодействия с нижними перегибами 14 и 15 упругих разделительных элементов 10.When filling the body of the connecting pipe with a working medium (the pressure of the working medium in the reloading machine is higher than the pressure of the coolant of the reactor channel), the packages 8 begin to work in the self-sealing mode. When during reloading the reloaded fuel assembly is in the area of the connecting pipe, the temperature of the working medium in the connecting pipe increases, which leads to a change in the diameters of the sealing surfaces. This change is compensated by the flexible blades 17 due to their elastic interaction with the lower bends 14 and 15 of the elastic separation elements 10.

После снятия давления в стыковочном патрубке и слива рабочей среды из корпуса стыковочного патрубка пакеты 8 вернутся в исходное положение. Благодаря этому на притертые уплотняемые кромки радиально-упругих металлических элементов 11 действует только начальное уплотняющее давление, которое не препятствует удалению стыковочного патрубка с технологического канала реактора.After relieving pressure in the connecting pipe and draining the working medium from the housing of the connecting pipe, packages 8 will return to their original position. Due to this, only the initial sealing pressure acts on the ground sealing edges of the radially elastic metal elements 11, which does not prevent the connecting pipe from being removed from the reactor processing channel.

Источники информации по тексту описанияSources of information on the text of the description

1. А.с. СССР №236926, кл. 47 f 22/40, опубл. 1969 г.1. A.S. USSR No. 236926, class 47 f 22/40, publ. 1969

2. А.с. СССР №365506, кл. F 16 J 15/46, опубл. 1973.2. A.S. USSR No. 365506, class F 16 J 15/46, publ. 1973.

3. А.с. СССР №392792, кл. G 21 C 19/10, опубл. 1974 г.3. A.S. USSR No. 392792, class G 21 C 19/10, publ. 1974

4. Акц. з-ка GB №1233548, кл. F 16 J 15/32, опубл. 1971 г.4. Acc. cc GB No. 1233548, class F 16 J 15/32, publ. 1971

5. А.с. СССР №793068, кл. F 16 J 15/46, опубл. 1984.5. A.S. USSR No. 793068, class F 16 J 15/46, publ. 1984.

6. Патент РФ №2183036, кл. G 21 C 19/10, опубл. 2002 г.6. RF patent No. 2183036, cl. G 21 C 19/10, publ. 2002 year

Claims

1. The seal assembly of the connecting pipe of the reloading machine of the channel nuclear reactor containing the sealing means installed in the housing of the connecting pipe between the two support rings, made in the form of a set of W-shaped packages with arched hollows and elastic dividing elements located between the packages, characterized in that each the dividing element is made in the form of a ring having in cross section three arched bends, of which the upper one is located with a gap above the top of the W-shaped packet, and the two lower ones are located in the arcuate hollows of the W-shaped package and are in contact with its blades at points located no higher than the top of the W-shaped package.

2. The seal assembly according to claim 1, characterized in that the W-shaped packets are formed by radially-elastic metal elements of a W-shaped shape and a radiation-resistant sealing material enclosed between them.

3. The seal assembly according to claim 2, characterized in that either the expanded graphite "Graphlex" ® foil is used as radiation-resistant material, or asbestos-free paronite based on graphitized thermoplastics is used.

4. The seal assembly according to claim 2 or 3, characterized in that the radially-elastic metal elements of a W-shape from the side of their contact with the radiation-resistant sealing material are lubricated with a solid lubricant coating based on molybdenum disulfide.

5. The seal assembly according to claim 1, characterized in that the upper support ring is provided with an annular groove under the apex of the elastic separation element.