RU2786747C1 - Manipulator for moving an ultrasonic transducer in a fast neutron reactor with a liquid metal coolant - Google Patents

Manipulator for moving an ultrasonic transducer in a fast neutron reactor with a liquid metal coolant Download PDF

Info

Publication number
RU2786747C1
RU2786747C1 RU2022122191A RU2022122191A RU2786747C1 RU 2786747 C1 RU2786747 C1 RU 2786747C1 RU 2022122191 A RU2022122191 A RU 2022122191A RU 2022122191 A RU2022122191 A RU 2022122191A RU 2786747 C1 RU2786747 C1 RU 2786747C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ultrasonic transducer
manipulator
reactor
drive
guide
Prior art date
Application number
RU2022122191A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2786747C9 (en
Inventor
Сергей Сергеевич Русков
Дмитрий Леонидович Белинский
Original Assignee
Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом")
Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом"), Акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (АО "ОКБМ Африкантов") filed Critical Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом")
Publication of RU2786747C1 publication Critical patent/RU2786747C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2786747C9 publication Critical patent/RU2786747C9/en

Links

Images

Abstract

FIELD: ultrasonic transducer moving manipulators.
SUBSTANCE: invention relates to a manipulator for moving an ultrasonic transducer in a fast neutron reactor with a liquid metal coolant. The device contains a fixed housing with a drive for angular movement, made mainly in the form of a tube with an internal cavity, which houses an ultrasonic transducer with a rope drive for vertical movement. Inside the fixed body there is a swivel guide tube, in which a protective plug is permanently installed with the possibility of engaging it during operation with the ultrasonic transducer and moving together with it, the connection of the transducer with the guide tube is carried out constantly on the entire vertical stroke of the ultrasonic transducer, and the connection of the ultrasonic transducer is carried out using sealed connector and tape-chain cable guide.
EFFECT: increasing the accuracy of the angular position of the ultrasonic beam and the height position of the ultrasonic transducer, increasing the accuracy of determining the coordinates of a foreign object above the reactor core, as well as reducing the labor intensity and increasing the safety of the maintenance personnel during the installation (dismantling) of manipulator equipment and when performing measurements.
8 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области ядерной техники, в частности к устройствам манипуляторов системы звуковидения (далее - манипулятор), применяемых для определения и регистрации координат посторонних предметов, находящихся в пространстве между торцами головок сборок активной зоны и нижними отметками устройств, проходящих через поворотные пробки и колонну СУЗ, перед началом перегрузки и, при необходимости, в процессе перегрузки быстрых реакторов с натриевым теплоносителем.The invention relates to the field of nuclear engineering, in particular to devices for manipulators of a sound imaging system (hereinafter referred to as a manipulator) used to determine and record the coordinates of foreign objects located in the space between the ends of the heads of the core assemblies and the lower marks of the devices passing through the rotary plugs and the CPS column , prior to refueling and, if necessary, during refueling of sodium-cooled fast reactors.

Известны, по меньшей мере, две группы систем ультразвукового (УЗ) контроля в быстрых реакторах с натриевым теплоносителем.There are at least two groups of ultrasonic (US) control systems in sodium-cooled fast reactors.

В одной из систем УЗ излучатель и приемник располагаются вне корпуса реактора и сигнал к ним и от них передается по волноводу - трубке, заполненной жидким металлом (см., например, патенты FR 2600201, МПК G21C 17/06 и GB 1488478, МПК G21C 17/00). Техническими проблемами известных систем являются сложность технологического процесса измерений, связанная с наличием дополнительных вспомогательных натриевых и вакуумных систем для поэтапного заполнения волновода жидкометаллическим теплоносителем, пониженная надежность реактора, поскольку натрий первого контура выводится за пределы корпуса реактора, а также невысокая точность определения координат посторонних предметов в связи с удалением преобразователя от места измерения.In one of the ultrasound systems, the emitter and receiver are located outside the reactor vessel and the signal to and from them is transmitted through a waveguide - a tube filled with liquid metal (see, for example, patents FR 2600201, IPC G21C 17/06 and GB 1488478, IPC G21C 17 /00). The technical problems of the known systems are the complexity of the technological process of measurements associated with the presence of additional auxiliary sodium and vacuum systems for the phased filling of the waveguide with a liquid metal coolant, reduced reliability of the reactor, since the sodium of the primary circuit is removed outside the reactor vessel, as well as the low accuracy of determining the coordinates of foreign objects due to with the removal of the transducer from the place of measurement.

Во второй группе УЗ излучатель и приемник располагаются непосредственно в натрии, внутри корпуса реактора, и для доставки УЗ излучателя и приемника в корпус необходимо специальное устройство - манипулятор.In the second group, the ultrasonic emitter and receiver are located directly in sodium, inside the reactor vessel, and a special device, a manipulator, is required to deliver the ultrasonic emitter and receiver to the vessel.

Предлагаемое устройство относится ко второй группе систем УЗ контроля.The proposed device belongs to the second group of ultrasonic control systems.

Манипулятор системы звуковидения предназначен:The manipulator of the sound vision system is intended for:

- для доставки в осматриваемую зону реактора ультразвуковых преобразователей (УЗП);- for delivery of ultrasonic transducers (USP) to the inspected zone of the reactor;

- для наведения ультразвукового луча в заданном направлении, в горизонтальной и вертикальной плоскостях пространства;- to guide the ultrasonic beam in a given direction, in the horizontal and vertical planes of space;

- для выведения УЗП из натриевого теплоносителя в зону с пониженной температурой на время работы реактора на мощности.- to remove the SPD from the sodium coolant to a zone with a low temperature for the duration of the reactor's operation at power.

Известно устройство звуковидения ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем (см., например, патент РФ №1528235, МПК G21C 17/00).A sound imaging device for a nuclear reactor with a liquid metal coolant is known (see, for example, RF patent No. 1528235, IPC G21C 17/00).

Устройство содержит штангу, нижний конец которой имеет фланец. Штанга расположена с возможностью продольного перемещения в кольцевом выступе полого корпуса. Фланец, полый корпус с кольцевыми выступами и уплотнения образуют герметичную камеру, заполненную жидким металлом, идентичным теплоносителю реактора. В герметичной камере, в жидком металле, постоянно находится ультразвуковой преобразователь (УЗП) с мембраной, закрепленный на штанге. При использовании устройства в ядерном реакторе нижнюю часть полого корпуса загружают в жидкометаллический теплоноситель. Привод, вращая гайку, перемещает штангу до полного выхода УЗП из полого корпуса. При этом герметичная камера открывается, жидкометаллический теплоноситель из нее смешивается с теплоносителем реактора, образуя однородную среду для ультразвука. По окончании работы, убирая штангу в полый корпус, герметизируют герметичную камеру, оставляя в ней часть жидкометаллического теплоносителя. Избыток его перетекает по каналам кольцевого выступа. Таким образом жидкий металл постоянно контактирует с мембраной УЗП.The device contains a rod, the lower end of which has a flange. The rod is located with the possibility of longitudinal movement in the annular ledge of the hollow body. The flange, hollow body with annular protrusions and seals form a hermetic chamber filled with liquid metal, identical to the reactor coolant. In a sealed chamber, in liquid metal, there is always an ultrasonic transducer (USP) with a membrane, fixed on a rod. When using the device in a nuclear reactor, the lower part of the hollow body is loaded into a liquid metal coolant. The drive, rotating the nut, moves the rod until the SPD completely exits the hollow body. In this case, the sealed chamber opens, the liquid metal coolant from it is mixed with the reactor coolant, forming a homogeneous medium for ultrasound. At the end of the work, by removing the rod into the hollow body, the hermetic chamber is sealed, leaving a part of the liquid metal coolant in it. Its excess flows through the channels of the annular ledge. Thus, the liquid metal is constantly in contact with the USP membrane.

Техническими проблемами известного технического решения являются:The technical problems of the known technical solution are:

- недостаточная точность углового наведения ультразвукового луча, и, как следствие, затруднение определения координат постороннего предмета над активной зоной;- insufficient accuracy of the angular guidance of the ultrasonic beam, and, as a result, the difficulty in determining the coordinates of a foreign object above the active zone;

- недостаточная точность высотного положения ультразвукового преобразователя;- insufficient accuracy of the altitude position of the ultrasonic transducer;

- низкая ремонтопригодность, так как при демонтаже манипулятора из реактора, необходимо предусматривать защитные контейнеры и герметизирующие защитные конструкции;- low maintainability, since when dismantling the manipulator from the reactor, it is necessary to provide protective containers and sealing protective structures;

- сложность конструкции, так как жидкометаллический теплоноситель герметизируется в герметичной камере, через подвижные уплотнения;- the complexity of the design, since the liquid metal coolant is sealed in a sealed chamber through movable seals;

- невысокая надежность, так как ультразвуковой преобразователь (УЗП) постоянно находится в жидком металле.- low reliability, since the ultrasonic transducer (USP) is constantly in the liquid metal.

Известно устройство звуковидения ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем, ультразвуковой флюороскоп (заявка Японии № JP S5697816A, МПК G01B 17/00, G21C 17/08), манипулятор которого содержит корпус, имеющий возможность перемещаться вверх и вниз, и держатель с ультразвуковыми излучателями и приемником, снаружи соединенные посредством складывающегося рычажного механизма. Внутренняя полость корпуса герметично соединена с помощью сильфонов с внутренней полостью держателя. Сигнальный кабель от ультразвуковых излучателей и приемника проходит через сильфоны и через ролики направляется в корпус и далее выводится за пределы реактора. Корпус соединен со штоком управления вертикальным перемещением с помощью шариковой винтовой пары и далее с приводным двигателем. Приводной двигатель размещен в блоке привода, а корпус блока привода соединен с подъемником с помощью троса. Имеется также отдельное устройство углового поворота корпуса. Все оборудование размещается в кожухе, на нижнем конце которого установлена заслонка. До работы манипулятора кожух с оборудованием хранится вне реактора. Для осуществления работы кожух устанавливается на малую поворотную пробку реактора. Манипулятор используется, когда температура натрия в реакторе низкая, во время перегрузки или технического обслуживания реактора. После установки манипулятора в его внутренней полости заменяется газ, отрывается заслонка и корпус с рычажным механизмом и держателем вводятся в реактор по прямой линии. Затем включается приводной двигатель, чтобы подтянуть рычаг и согнуть корпус и держатель в L-образную форму. Далее вращающаяся пробка реактора и рычаг объединяются и поворачиваются отдельно установленным приводным устройством, и вся верхняя поверхность активной зоны сканируется путем передачи и приема ультразвуковых волн. Изображение верхней поверхности активной зоны можно проецировать на отдельно установленную электронно-лучевую трубку.A device for sound imaging of a nuclear reactor with a liquid metal coolant, an ultrasonic fluoroscope (Japan's application No. JP S5697816A, IPC G01B 17/00, G21C 17/08), the manipulator of which contains a body that can move up and down, and a holder with ultrasonic emitters and a receiver, externally connected by means of a folding linkage. The inner cavity of the body is hermetically connected with the help of bellows to the inner cavity of the holder. The signal cable from the ultrasonic emitters and the receiver passes through the bellows and through the rollers goes into the housing and then goes out of the reactor. The housing is connected to the vertical movement control rod by means of a ball screw and further to the drive motor. The drive motor is located in the drive unit, and the drive unit body is connected to the hoist with a cable. There is also a separate device for angular rotation of the housing. All equipment is placed in a casing, at the lower end of which a damper is installed. Before the operation of the manipulator, the casing with the equipment is stored outside the reactor. To carry out the work, the casing is installed on a small rotary plug of the reactor. The manipulator is used when the sodium temperature in the reactor is low, during reactor refueling or maintenance. After the manipulator is installed, gas is replaced in its internal cavity, the damper is torn off and the body with the lever mechanism and the holder is introduced into the reactor in a straight line. The drive motor is then turned on to pull up the arm and bend the body and holder into an L-shape. Next, the rotating plug of the reactor and the lever are combined and rotated by a separately installed drive device, and the entire upper surface of the core is scanned by transmitting and receiving ultrasonic waves. An image of the top surface of the core can be projected onto a separately mounted cathode ray tube.

Техническими проблемами этого манипулятора являются:The technical problems of this manipulator are:

- не обеспечивается безопасное вращение поворотных пробок, так как манипулятор сканирует пространство именно при вращении поворотных пробок;- safe rotation of the rotary plugs is not ensured, since the manipulator scans the space precisely during the rotation of the rotary plugs;

- недостаточная точность углового наведения ультразвукового луча, и, как следствие, затруднение определения координат постороннего предмета над активной зоной;- insufficient accuracy of the angular guidance of the ultrasonic beam, and, as a result, the difficulty in determining the coordinates of a foreign object above the active zone;

- недостаточная точность высотного положения ультразвукового преобразователя;- insufficient accuracy of the altitude position of the ultrasonic transducer;

- низкая ремонтопригодность, так как при демонтаже манипулятора с реактора, необходимо предусматривать защитные контейнеры и герметизирующие защитные конструкции;- low maintainability, since when dismantling the manipulator from the reactor, it is necessary to provide protective containers and sealing protective structures;

- недостаточная надежность из-за возможности отказа привода складывающегося рычага или герметичного соединения соединительного механизма и корпуса.- insufficient reliability due to the possibility of failure of the drive of the folding lever or the tight connection of the connecting mechanism and the housing.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности углового положения ультразвукового луча и высотного положения ультразвукового преобразователя и, следовательно, повышение точности определения координат постороннего предмета над активной зоной реактора, а также снижение трудоемкости и повышение безопасности работ обслуживающего персонала при проведении монтажа (демонтажа) манипуляторного оборудования и при выполнении измерений.The technical result of the invention is to increase the accuracy of the angular position of the ultrasonic beam and the height position of the ultrasonic transducer and, consequently, to increase the accuracy of determining the coordinates of a foreign object above the reactor core, as well as to reduce the labor intensity and increase the safety of the work of maintenance personnel during the installation (dismantling) of manipulator equipment and when taking measurements.

Указанный технический результат достигается тем, что в манипуляторе для перемещения ультразвукового преобразователя в реакторе на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, содержащем неподвижный корпус, выполненный преимущественно в виде трубы с внутренней полостью, размещенный в ней ультразвуковой преобразователь с канатным приводом вертикального перемещения, с приводом для углового перемещения корпуса, согласно предлагаемого изобретения устройство, внутри неподвижного корпуса расположена поворотная направляющая труба, в которой постоянно установлена защитная пробка с возможностью сцепления ее при работе с ультразвуковым преобразователем и перемещения совместно с ним, соединение преобразователя с направляющей трубой осуществлено постоянно на всем вертикальном ходе ультразвукового преобразователя, а подключение ультразвукового преобразователя осуществлено с помощью герметичного разъема и ленточно-цепной кабельной направляющей.The specified technical result is achieved by the fact that in the manipulator for moving the ultrasonic transducer in a fast neutron reactor with a liquid metal coolant, containing a fixed body, made mainly in the form of a pipe with an internal cavity, an ultrasonic transducer is placed in it with a rope drive of vertical movement, with a drive for angular movement of the body, according to the proposed invention, the device, inside the fixed body there is a rotary guide tube, in which a protective plug is permanently installed with the possibility of engaging it during operation with the ultrasonic transducer and moving together with it, the connection of the transducer with the guide tube is carried out constantly throughout the entire vertical stroke of the ultrasonic transducer , and the connection of the ultrasonic transducer is carried out using a sealed connector and a tape-chain cable guide.

Манипулятор может быть снабжен шиберами с приводами для отсечения внутренней полости манипулятора от полости реактора и клапанами для замены среды во внутренней полости манипулятора.The manipulator can be equipped with gates with drives for cutting off the inner cavity of the manipulator from the cavity of the reactor and valves for replacing the medium in the inner cavity of the manipulator.

Манипулятор может быть снабжен устройствами для натяжения и постоянного контроля натяжения приводного каната.The manipulator can be equipped with devices for tensioning and constant control of the tension of the drive rope.

Ультразвуковой преобразователь может быть снабжен датчиком контроля его температуры.The ultrasonic transducer can be equipped with a temperature control sensor.

Преимущественно защитная пробка в верхнем положении и при ее вертикальном перемещении сцеплена с направляющей трубой и является направляющей для ультразвукового преобразователя.Preferably, the protective plug in the upper position and during its vertical movement is engaged with the guide tube and is a guide for the ultrasonic transducer.

Преимущественно ультразвуковой преобразователь имеет устройство поворота относительно приводного троса и ленточно-кабельной направляющей.Preferably, the ultrasonic transducer has a pivoting device relative to the drive cable and the tape-cable guide.

Преимущественно кабель УЗП и кабель от датчика контроля его температуры расположены в глухой трубе, верхний торец которой находится выше уровня теплоносителя в реакторе при нахождении УЗП в нижнем крайнем положении, что исключает контакт жидкого теплоносителя с кабелями питания и управления.Preferably, the SPD cable and the cable from its temperature control sensor are located in a blind pipe, the upper end of which is above the coolant level in the reactor when the SPD is in the lower extreme position, which excludes contact of the liquid coolant with power and control cables.

Угол поворота направляющей трубы может быть ограничен в заданных пределах.The angle of rotation of the guide tube can be limited within predetermined limits.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - продольный разрез предлагаемого манипулятора, на фиг. 2 - расположение УЗП в реакторе, на фиг. 3 - элемент Б (увеличенное изображение), на фиг. 4 - элемент В (увеличенное изображение), на фиг. 5 - элемент Г (увеличенное изображение), на фиг. 6 - сечение Д - Д, на фиг. 7 - сечение Е - Е, на фиг. 8 - сечение Ж - Ж.The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, which show: in Fig. 1 is a longitudinal section of the proposed manipulator, in Fig. 2 - the location of the USP in the reactor, in Fig. 3 - element B (enlarged image), in Fig. 4 - element B (enlarged image), in Fig. 5 - element G (enlarged image), in Fig. 6 - section D - D, in Fig. 7 - section E - E, in Fig. 8 - section Zh - Zh.

Два манипулятора устанавливаются в пробке 1 под механизмы горизонтального звуковидения в патрубке 2 корпуса реактора БН-800 за пределами поворотных пробок.Two manipulators are installed in plug 1 under the horizontal sound vision mechanisms in branch pipe 2 of the BN-800 reactor vessel outside of the rotary plugs.

Каждый манипулятор содержит следующие основные узлы: ультразвуковой преобразователь (УЗП) 3, направляющую трубу 4, привод 5 поворота направляющей трубы 4, привод 6 вертикального перемещения УЗП 3, шибер 7 верхний, шибер 8 нижний, устройство 9 контроля натяжения каната 10, штангу 11, герметичный корпус 12, защитную пробку 13.Each manipulator contains the following main components: an ultrasonic transducer (USP) 3, a guide tube 4, a drive 5 for turning the guide tube 4, a drive 6 for vertical movement of the USP 3, an upper gate 7, a lower gate 8, a rope tension control device 9 10, a rod 11, hermetic case 12, protective plug 13.

В процессе работы реактора на мощности, верхняя часть манипулятора, ограниченная герметичным корпусом 12, приводом 6 и шибером 7, расположенная выше плоскости разъема А между верхним шибером 7 и нижним шибером 8, находится на стенде центрального зала, где выполняются все необходимые предмонтажные проверки и, при необходимости, наладки.During the operation of the reactor at power, the upper part of the manipulator, limited by the hermetic housing 12, the drive 6 and the gate 7, located above the plane of the connector A between the upper gate 7 and the lower gate 8, is located on the stand of the central hall, where all the necessary pre-installation checks are performed and, if necessary, adjustments.

До работы манипулятора непосредственно в реакторе на нижний шибер 8 установлена герметизирующая заглушка из комплекта инструмента и принадлежностей (на чертежах не показана). В направляющей трубе 4 постоянно установлена защитная пробка 13. Фиксация защитной пробки 13 в направляющей трубе 4 осуществляется винтами 14, находящимися в нижней части корпуса 15 нижнего шибера 8. Нижний шибер 8 находится в закрытом положении.Prior to the operation of the manipulator, a sealing plug from the set of tools and accessories (not shown in the drawings) is installed on the lower gate 8 directly in the reactor. A protective plug 13 is permanently installed in the guide tube 4. The protective plug 13 is fixed in the guide tube 4 by screws 14 located in the lower part of the body 15 of the lower gate 8. The lower gate 8 is in the closed position.

Перед проведением работ по перегрузке реактора, верхняя часть манипулятора демонтируется со стенда центрального зала и устанавливается на нижний шибер 8. Верхний шибер 7 открывается. Через клапаны 16 происходит замена газовой среды во внутренней полости верхней части манипулятора с воздуха на аргон. Открывается нижний шибер 8.Before carrying out work on reloading the reactor, the upper part of the manipulator is dismantled from the stand of the central hall and installed on the lower gate 8. The upper gate 7 opens. Through valves 16, the gas medium in the inner cavity of the upper part of the manipulator is replaced from air to argon. The bottom gate opens 8.

Вертикальное перемещение в герметичном корпусе 12 и направляющей трубе 4 штанги 11, состоящей из верхнего корпуса 17 с роликами 18, трубы 19, нижнего корпуса 20 с ультразвуковым преобразователем 3 производится с помощью каната 10, который соединен с поворотным устройством 21, расположенным в верхней части верхнего корпуса 17. Другим концом канат 10 через блок натяжных роликов 22 и устройство 9 контроля натяжения каната 10 соединен с барабаном 23 привода 6 вертикального перемещения УЗП 3.The vertical movement in the sealed housing 12 and the guide tube 4 of the rod 11, consisting of the upper housing 17 with rollers 18, the pipe 19, the lower housing 20 with the ultrasonic transducer 3, is carried out using a rope 10, which is connected to a rotary device 21 located in the upper part of the upper housing 17. The other end of the rope 10 through the block of tension rollers 22 and the device 9 for controlling the tension of the rope 10 is connected to the drum 23 of the drive 6 of the vertical movement of the UZP 3.

УЗП 3 опускается до стыковки проушины 24 в нижней части нижнего корпуса 20 с отверстием 25 в верхней части защитной пробки 13. Через монтажные отверстия 26 в корпусе 15 нижнего шибера 8 осуществляется соединение нижнего корпуса 20 УЗП 3 с защитной пробкой 13 с помощью пальца 27 и гайки 28. Из корпуса 15 вывинчиваются винты 14 до выхода из канавки 29 защитной пробки 13. Дальнейшее опускание УЗП 3 происходит совместно с защитной пробкой 13.The UZP 3 is lowered until the lug 24 in the lower part of the lower body 20 joins the hole 25 in the upper part of the protective plug 13. Through the mounting holes 26 in the body 15 of the lower gate 8, the lower body 20 of the UZP 3 is connected to the protective plug 13 using a pin 27 and a nut 28. Screws 14 are unscrewed from the housing 15 until the protective plug 13 exits the groove 29. Further lowering of the USP 3 occurs together with the protective plug 13.

При опускании УЗП 3 после зацепления с защитной пробкой 13 происходит сначала взаимодействие паза 30 в защитной пробке 13 и направляющих планок 31, установленных на внутренней поверхности направляющей трубы 4. При дальнейшем опускании, паз 30 в защитной пробке 13 выходит из зацепления с направляющими планками 31. В зацепление с направляющими планками 31 входит паз 32 в нижнем корпусе 20 УЗП 3 и сохраняется ориентация УЗП 3 по углу, так как паз 32 выполнен в одной плоскости с пазом 30 в защитной пробке 13. Направляющие планки 29 выполнены из стали, подвергнутой специальной термообработке, обеспечивающей твердость накладок более 57HRC, что гарантирует плавное скольжение по ним защитной пробки 13 и корпуса 20 УЗП 3, как в газовой среде, так и в среде теплоносителя, что подтверждено опытом эксплуатации реакторов БН-350, БН-600 и БН-800.When lowering the USP 3 after engagement with the protective plug 13, the groove 30 in the protective plug 13 first interacts with the guide bars 31 installed on the inner surface of the guide tube 4. With further lowering, the groove 30 in the protective plug 13 disengages from the guide bars 31. The groove 32 in the lower housing 20 of the UZP 3 engages with the guide bars 31 and the orientation of the UZP 3 is maintained along the angle, since the groove 32 is made in the same plane as the groove 30 in the protective plug 13. The guide bars 29 are made of steel subjected to special heat treatment, providing the hardness of the linings over 57HRC, which guarantees smooth sliding of the protective plug 13 and the casing 20 of the UZP 3 over them, both in the gaseous medium and in the coolant medium, which is confirmed by the operating experience of the BN-350, BN-600 and BN-800 reactors.

Опускание УЗП 3 происходит ступенчато, с его нагревом до температуры натрия в реакторе (250°С). Скорость нагрева от 1 до 1,3°С/мин контролируется с помощью датчика 33 контроля температуры (термосопротивления), установленного в корпусе 20 УЗП 3. Такой режим опускания необходим для сохранения работоспособности УЗП 3 в течение длительного времени.The lowering of the USP 3 occurs in steps, with its heating to the sodium temperature in the reactor (250°C). The heating rate from 1 to 1.3°C/min is controlled by a temperature control sensor 33 (thermal resistance) installed in the housing 20 of the SPD 3. Such a lowering mode is necessary to maintain the operability of the SPD 3 for a long time.

После нагрева УЗП 3 до заданной температуры (250°С) опускание производится с постоянной скоростью. При подходе к нижнему положению, по сигналу, формируемому системой управления, начинается торможение. Опускание осуществляется до упора корпуса 20 УЗП 3 в наплавку 34 на кессоне 35 трубы 36 реактора. По сигналу с датчика 9 натяжения каната 10, электродвигатель 37 привода 6 вертикального перемещения УЗП 3 отключается. Далее нижний корпус 20 УЗП 3 поднимают ручным приводом на число оборотов, которое определяется при проведении пуско-наладочных работ. При этом рабочая поверхность 37 УЗП 3 расположена напротив окна 38 в трубе 36 реактора.After UZP 3 is heated to a predetermined temperature (250°С), lowering is performed at a constant speed. When approaching the lower position, according to the signal generated by the control system, braking begins. The lowering is carried out until the stop of the body 20 of the UZP 3 in the surfacing 34 on the caisson 35 of the pipe 36 of the reactor. On a signal from the sensor 9 of the tension of the rope 10, the motor 37 of the drive 6 of the vertical movement of the UZP 3 is turned off. Further, the lower case 20 of the UZP 3 is lifted by a manual drive by the number of revolutions, which is determined during commissioning. While the working surface 37 USP 3 is located opposite the window 38 in the pipe 36 of the reactor.

Угловое перемещение ультразвукового преобразователя 3 осуществляется при его нахождении в нижнем рабочем положении с помощью направляющей трубы 4. Направляющие планки 31 на трубе 4 обеспечивают вращение УЗП 3 совместно с трубой 4, причем за счет беззазорного соединения направляющих планок 31 с пазом 32 корпусом 20 угол поворота корпуса 20 УЗП 3 равен углу поворота направляющей трубы 4. Заданный угол поворота направляющей трубы 4 обеспечивается приводом 5 с точностью, достаточной для определения координаты постороннего предмета. Вращение осуществляется с постоянной скоростью. При повороте УЗП 3 происходит сканирование пространства над головками сборок активной зоны.The angular movement of the ultrasonic transducer 3 is carried out when it is in the lower working position using the guide pipe 4. The guide bars 31 on the pipe 4 ensure the rotation of the USP 3 together with the pipe 4, and due to the backlash-free connection of the guide bars 31 with the groove 32 by the body 20, the angle of rotation of the body 20 UZP 3 is equal to the angle of rotation of the guide tube 4. The specified angle of rotation of the guide tube 4 is provided by the drive 5 with an accuracy sufficient to determine the coordinates of a foreign object. Rotation is carried out at a constant speed. When turning the USP 3, the space above the heads of the core assemblies is scanned.

Для повышения надежности работы может быть выполнено ограничение угла поворота направляющей трубы 4. Для этого в корпусе 39 привода 5 поворота установлен упор 40, а на направляющей трубе 4 - сектор 41, размеры которого определяют максимальный угол поворота трубы 4.To improve the reliability of operation, the angle of rotation of the guide pipe 4 can be limited. To do this, a stop 40 is installed in the housing 39 of the rotation drive 5, and a sector 41 is installed on the guide pipe 4, the dimensions of which determine the maximum angle of rotation of the pipe 4.

Для исключения контакта кабеля 42 от УЗП 3 и кабеля 43 от датчика 33 контроля температуры ультразвукового преобразователя (термосопротивления) с натрием, они расположены в глухой трубе 19, верхний торец которой находится выше уровня теплоносителя в реакторе при нахождении УЗП 3 в нижнем крайнем положении.To prevent contact of cable 42 from USP 3 and cable 43 from temperature control sensor 33 of the ultrasonic transducer (thermal resistance) with sodium, they are located in a blind pipe 19, the upper end of which is above the coolant level in the reactor when USP 3 is in the lower extreme position.

Для исключения закручивания каната 10 при вращении УЗП 3 его крепление к трубе 19 осуществляется через поворотное устройство 21, которое посредством набора шариков 44 через кольцевую коническую проточку 45 соединяется с верхним корпусом 17 через регулирующую прокладку 46 и фланец 47. Такая конструкция гарантированно обеспечивает возможность разворота поворотного устройства 21 относительно корпуса 17, а роликовые опоры 18 качения исключают раскачивания при вертикальном перемещении штанги 11.To prevent twisting of the rope 10 during the rotation of the UZP 3, its fastening to the pipe 19 is carried out through a rotary device 21, which, by means of a set of balls 44 through an annular conical groove 45, is connected to the upper body 17 through an adjusting gasket 46 and a flange 47. This design guarantees the possibility of turning the rotary device 21 relative to the body 17, and the roller bearings 18 of the rolling exclude swinging during the vertical movement of the rod 11.

Соединение кабелей 42 и 43 с внешним герметичным разъемом 48 осуществляется с помощью гибкой ленточно-цепной кабельной направляющей 49, которая также соединена с верхним корпусом 17 через поворотное устройство 21 и обеспечивает герметичность внутренней полости 50 герметичного корпуса 12 манипулятора. Для исключения непроектного перемещения ленточно-цепной кабельной направляющей 49 в герметичном корпусе 12 выполнен направляющий канал 51. Провода от устройства 9 контроля усилия (входящие в состав устройства) соединены с системой управления через внешний герметичный разъем 52.The connection of cables 42 and 43 with an external sealed connector 48 is carried out using a flexible tape-chain cable guide 49, which is also connected to the upper housing 17 through a rotary device 21 and ensures the tightness of the internal cavity 50 of the sealed housing 12 of the manipulator. To exclude non-design movement of the tape-chain cable guide 49, a guide channel 51 is made in a sealed housing 12. The wires from the force control device 9 (included in the device) are connected to the control system through an external sealed connector 52.

После завершения сканирования пространства над головками сборок активной зоны, УЗП 3 поднимается в промежуточное положение, когда соединение корпуса 20 УЗП 3 и пробки 13 находится против окна 26 в корпусе 15. Пробка 13 фиксируется в корпусе 15 нижнего шибера 8 винтами 14. После чего, корпус 20 УЗП 3 отсоединяется от защитной пробки 13 и поднимается в крайнее верхнее положение. Верхний и нижний шиберы 7 и 8 закрываются. Закрытие верхнего шибера 7 обусловлено исключением попадания радиоактивных окислов натрия в центральный зал при транспортировании верхней части манипулятора на шахту мойки.After scanning the space above the heads of the core assemblies, USP 3 rises to an intermediate position, when the connection of housing 20 of USP 3 and plug 13 is against window 26 in housing 15. Plug 13 is fixed in housing 15 of the lower gate with 8 screws 14. After that, the housing 20 UZP 3 is disconnected from the protective plug 13 and rises to the highest position. The upper and lower gates 7 and 8 are closed. The closure of the upper gate 7 is due to the exclusion of the ingress of radioactive sodium oxides into the central hall during the transportation of the upper part of the manipulator to the washing shaft.

Верхняя часть манипулятора, выше плоскости разъема А, продувается чистым аргоном, заполняется воздухом, демонтируется и устанавливается на шахту мойки длинномерного оборудования для отмывки. На плоскость разъема А нижнего шибера 8 устанавливается заглушка из комплекта инструмента и принадлежностей (на чертежах не показана). После отмывки верхняя часть манипулятора переносится на стенд, где осуществляется, ревизия и, при необходимости, замена ультразвукового УЗП на новый из состава комплекта запасных частей и, при необходимости, ремонт.The upper part of the manipulator, above the plane of connector A, is purged with pure argon, filled with air, dismantled and installed on the washing shaft of long equipment for cleaning. A plug from the set of tools and accessories (not shown in the drawings) is installed on the connector plane A of the lower gate 8. After washing, the upper part of the manipulator is transferred to the stand, where it is carried out, revision and, if necessary, replacement of the ultrasonic ultrasonic device with a new one from the set of spare parts and, if necessary, repair.

Предлагаемый манипулятор обеспечивает повышение точности углового положения ультразвукового луча и высотного положения ультразвукового преобразователя. Следствием этого является улучшение определения координат постороннего предмета над активной зоной реактора.The proposed manipulator provides an increase in the accuracy of the angular position of the ultrasonic beam and the height position of the ultrasonic transducer. The consequence of this is an improvement in determining the coordinates of a foreign object above the reactor core.

Кроме того, его достоинствами являются повышенная надежность, безопасность и ремонтопригодность.In addition, its advantages are increased reliability, safety and maintainability.

Claims (8)

1. Манипулятор для перемещения ультразвукового преобразователя в реакторе на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, содержащий неподвижный корпус, выполненный в виде трубы с внутренней полостью, размещенный в нем ультразвуковой преобразователь с канатным приводом вертикального перемещения и устройство с приводом для углового перемещения корпуса, отличающийся тем, что внутри неподвижного корпуса расположена поворотная направляющая труба, в которой постоянно установлена защитная пробка с возможностью сцепления ее при работе с ультразвуковым преобразователем и перемещения совместно с ним, соединение ультразвукового преобразователя с направляющей трубой осуществлено постоянно на всем вертикальном ходе ультразвукового преобразователя, а подключение ультразвукового преобразователя осуществлено с помощью герметичного разъема и ленточно-цепной кабельной направляющей.1. A manipulator for moving an ultrasonic transducer in a fast neutron reactor with a liquid metal coolant, containing a fixed housing made in the form of a pipe with an internal cavity, an ultrasonic transducer placed in it with a rope drive of vertical movement and a device with a drive for angular displacement of the housing, characterized in that that a rotary guide tube is located inside the fixed body, in which a protective plug is permanently installed with the possibility of engaging it during operation with the ultrasonic transducer and moving together with it, the ultrasonic transducer is connected to the guide tube constantly throughout the entire vertical stroke of the ultrasonic transducer, and the ultrasonic transducer is connected using a sealed connector and a tape-chain cable guide. 2. Манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что для отсечения внутренней полости манипулятора от полости реактора он снабжен шиберами с приводами, а для замены среды во внутренней полости манипулятора он снабжен клапанами.2. The manipulator according to claim 1, characterized in that to cut off the internal cavity of the manipulator from the cavity of the reactor, it is equipped with gates with drives, and to replace the medium in the internal cavity of the manipulator, it is equipped with valves. 3. Манипулятор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен устройствами для натяжения и постоянного контроля натяжения приводного каната.3. Manipulator according to claim. 1 or 2, characterized in that it is equipped with devices for tension and constant control of the tension of the drive rope. 4. Манипулятор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что ультразвуковой преобразователь снабжен датчиком контроля его температуры.4. The manipulator according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the ultrasonic transducer is equipped with a temperature control sensor. 5. Манипулятор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что защитная пробка в верхнем положении и при ее вертикальном перемещении сцеплена с направляющей трубой и является направляющей для ультразвукового преобразователя.5. The manipulator according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the protective plug in the upper position and during its vertical movement is engaged with the guide tube and is a guide for the ultrasonic transducer. 6. Манипулятор по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что ультразвуковой преобразователь имеет устройство поворота относительно приводного троса и ленточно-кабельной направляющей.6. The manipulator according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the ultrasonic transducer has a rotation device relative to the drive cable and tape-cable guide. 7. Манипулятор по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что кабель ультразвукового преобразователя и кабель датчика контроля температуры ультразвукового преобразователя расположены в глухой трубе, верхний торец которой находится выше уровня теплоносителя в реакторе при нахождении ультразвукового преобразователя в нижнем крайнем положении, что исключает контакт жидкого теплоносителя с кабелями питания и управления.7. The manipulator according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the cable of the ultrasonic transducer and the cable of the temperature control sensor of the ultrasonic transducer are located in a blind pipe, the upper end of which is above the level of the coolant in the reactor when the ultrasonic transducer is in the lower extreme position, which excludes contact of the liquid coolant with power cables and management. 8. Манипулятор по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что угол поворота направляющей трубы ограничен в заданных пределах.8. The manipulator according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the angle of rotation of the guide pipe is limited within the specified limits.
RU2022122191A 2022-08-16 Manipulator for moving an ultrasonic transducer in a fast neutron reactor with a liquid metal coolant RU2786747C9 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2786747C1 true RU2786747C1 (en) 2022-12-26
RU2786747C9 RU2786747C9 (en) 2023-03-10

Family

ID=

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1488478A (en) * 1974-12-12 1977-10-12 Atomic Energy Authority Uk Liquid metal cooled nuclear reactors
JPS5697816A (en) * 1980-01-07 1981-08-06 Toshiba Corp Ultrasonic-wave penetration device
FR2600201B1 (en) * 1986-06-17 1988-10-21 Novatome METHOD FOR DIPPING AN ULTRASONIC TRANSDUCER INTO A LIQUID METAL, WITH GOOD WETTING, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
SU1528235A1 (en) * 1987-12-21 1994-05-30 Ю.П. Гребенкин Acousto-optical imaging device of nuclear reactor with liquid-metal heat-transfer fluid
RU2186408C2 (en) * 1996-10-31 2002-07-27 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Conversion element for reception/transmission of ultrasonic oscillations in medium of liquid sodium, reception/transmission array, method of ultrasonic visualization and device for ultrasonic visualization in optically non-transparent medium
FR2907901B1 (en) * 2006-10-31 2009-04-24 Airbus France Sas NON-DESTRUCTIVE ULTRASONIC CONTROL METHOD AND MEASURING PROBE FOR IMPLEMENTING THE PROCESS
EP1621879B1 (en) * 2004-07-23 2010-02-10 Betriebsforschungsinstitut VDEh Institut für angewandte Forschung GmbH Ultrasound receiver with early signal digitalisation and its use
FR2930642B1 (en) * 2008-04-23 2010-06-11 Commissariat Energie Atomique ULTRASOUND CONTACT TRANSLATOR WITH MULTIPLE ELEMENTS, FLEXIBLE SHEET AND PROFILOMETER
RU139831U1 (en) * 2014-02-06 2014-04-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Сосны" LEAKAGE CONTROL MANIPULATOR OF HEATING FUEL CELLS
RU2739575C1 (en) * 2020-09-09 2020-12-28 Общество с ограниченной ответственностью "Пролог" Reactor body monitoring system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1488478A (en) * 1974-12-12 1977-10-12 Atomic Energy Authority Uk Liquid metal cooled nuclear reactors
JPS5697816A (en) * 1980-01-07 1981-08-06 Toshiba Corp Ultrasonic-wave penetration device
FR2600201B1 (en) * 1986-06-17 1988-10-21 Novatome METHOD FOR DIPPING AN ULTRASONIC TRANSDUCER INTO A LIQUID METAL, WITH GOOD WETTING, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
SU1528235A1 (en) * 1987-12-21 1994-05-30 Ю.П. Гребенкин Acousto-optical imaging device of nuclear reactor with liquid-metal heat-transfer fluid
RU2186408C2 (en) * 1996-10-31 2002-07-27 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Conversion element for reception/transmission of ultrasonic oscillations in medium of liquid sodium, reception/transmission array, method of ultrasonic visualization and device for ultrasonic visualization in optically non-transparent medium
EP1621879B1 (en) * 2004-07-23 2010-02-10 Betriebsforschungsinstitut VDEh Institut für angewandte Forschung GmbH Ultrasound receiver with early signal digitalisation and its use
FR2907901B1 (en) * 2006-10-31 2009-04-24 Airbus France Sas NON-DESTRUCTIVE ULTRASONIC CONTROL METHOD AND MEASURING PROBE FOR IMPLEMENTING THE PROCESS
FR2930642B1 (en) * 2008-04-23 2010-06-11 Commissariat Energie Atomique ULTRASOUND CONTACT TRANSLATOR WITH MULTIPLE ELEMENTS, FLEXIBLE SHEET AND PROFILOMETER
RU139831U1 (en) * 2014-02-06 2014-04-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Сосны" LEAKAGE CONTROL MANIPULATOR OF HEATING FUEL CELLS
RU2739575C1 (en) * 2020-09-09 2020-12-28 Общество с ограниченной ответственностью "Пролог" Reactor body monitoring system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3943756A (en) Wall inspection device
US4169758A (en) Nuclear reactor vessel inspection apparatus
US4302772A (en) Device for the televisual inspection of the inner surface of a closed cylindrical vessel
JP2799291B2 (en) Furnace inspection equipment
US6240155B1 (en) Preventive maintenance apparatus for structural members in a nuclear pressure vessel
RU2786747C1 (en) Manipulator for moving an ultrasonic transducer in a fast neutron reactor with a liquid metal coolant
RU2786747C9 (en) Manipulator for moving an ultrasonic transducer in a fast neutron reactor with a liquid metal coolant
KR100816005B1 (en) Apparatuf for the inspection of nuclear reactor internal with naked eye
US5519741A (en) System for inspection and mending in a reactor vessel of a nuclear reactor
US6169776B1 (en) Methods and apparatus for examining a nuclear reactor shroud
KR900009067B1 (en) Method and apparatus for locating defective fuel rod cladding tubes of water-cooled nuclear reactor
US9437333B2 (en) Apparatus and method to control sensor position in limited access areas within a nuclear reactor
US9914186B2 (en) Water jet peening device
JP2011052966A (en) Method for managing internal equipment in reactor pressure vessel and apparatus thereof
JP3485984B2 (en) Furnace inspection system and furnace inspection method
JP2000056070A (en) Laser emitting device
US9318226B2 (en) Apparatus and method to inspect, modify, or repair nuclear reactor core shrouds
JP2007003400A (en) Inspection device for control rod through-hole member
US5031816A (en) Control rod canopy seal positioning and welding system
JPH02116747A (en) Inspector for nuclear reactor pressure vessel
JPH09311193A (en) Inside inspecting apparatus for nuclear reactor
JP2000046987A (en) Maintaining device of piping part in core of reactor
JP2000258587A (en) Remote treatment device of reactor internal structure
US20230258404A1 (en) Inspection apparatus for melting furnaces that can be used in the steel industry and method
JP4383920B2 (en) In-furnace maintenance and repair equipment