RU98624U1

RU98624U1 - SEALING DOCKING PIPE OF THE CHANNEL NUCLEAR REACTOR RELOADING MACHINE

Info

Publication number: RU98624U1
Application number: RU2008137071/07U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Харахнин; Александр Николаевич Комов; Валентин Алексеевич Максимов; Евгений Владимирович Федер; Валерий Геннадьевич Жемчугов; Владимир Викторович Пикос
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2010-10-20

Abstract

1. Блок уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины канального ядерного реактора, содержащий расположенные в обойме между нажимным и опорным кольцами уплотнительные средства, выполненные в виде набора пакетов выпукло-вогнутых кольцевых манжетных уплотнений с разделительными кольцами, и узел сжатия уплотнительного средства, отличающийся тем, что в пакете каждое манжетное уплотнение выполнено из упругодеформируемого материала, ограниченного с двух сторон идентичными по форме упругими разделительными кольцами, толщина манжетного уплотнения Н - 2÷4 мм, толщина упругого разделительного кольца h - 0,3÷0,6 мм, выпуклость на манжетах выполнена в средней части радиусом R - 2,0÷2,5 мм, угол развала вогнутости манжеты α - 115÷125°. ! 2. Блок уплотнения по п.1, отличающийся тем, что в пространстве между пакетами размещена коллоидно-графитовая паста. ! 3. Блок уплотнения по п.1, отличающийся тем, что кольцевые манжеты выполнены из терморасширенного графита с плотностью 1,4÷1,6 г/см3. ! 4. Блок уплотнения по п.1, отличающийся тем, что под опорным кольцом расположен направляющий наконечник, оснащенный кольцевыми канавками под грязесъемник и пылесборники, заполненные коллоидно-графитовой пастой или графитовым шнуром с графитовой пастой. ! 5. Блок уплотнения по п.1, отличающийся тем, что на опорном кольце со стороны внутреннего и наружного диаметров выполнены радиальные пазы. 1. Sealing unit of the docking branch pipe of the channel nuclear reactor refueling machine, containing sealing means located in the cage between the pressure and support rings, made in the form of a set of packages of convex-concave annular lip seals with spacer rings, and a sealing device compression unit, characterized in that in package, each lip seal is made of an elastically deformable material, bounded on both sides by elastic separating rings identical in shape, the thickness of the lip seal H is 2 ÷ 4 mm, the thickness of the elastic separating ring h is 0.3 ÷ 0.6 mm, the bulge on the cuffs is made in middle part with radius R - 2.0 ÷ 2.5 mm, cuff camber angle α - 115 ÷ 125 °. ! 2. Sealing unit according to claim 1, characterized in that colloidal-graphite paste is placed in the space between the packages. ! 3. The seal unit according to claim 1, characterized in that the annular collars are made of thermally expanded graphite with a density of 1.4 ÷ 1.6 g / cm3. ! 4. The seal unit according to claim 1, characterized in that under the support ring there is a guide tip equipped with annular grooves for a wiper and dust collectors filled with colloidal graphite paste or a graphite cord with graphite paste. ! 5. The seal unit according to claim 1, characterized in that radial grooves are made on the support ring from the inner and outer diameters.

Description

Полезная модель относится к атомной энергетике, касается, в частности, блока уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины (ПМ) канального ядерного реактора и может быть использовано на атомных станциях.The utility model relates to nuclear energy, and relates, in particular, to the sealing block of the docking port of the reloading machine (PM) of a channel nuclear reactor and can be used at nuclear power plants.

Перегрузку топлива на работающих ядерных реакторных установках осуществляют с помощью перегрузочной машины, внутреннюю полость которой соединяют с полостью топливного канала реактора посредством патрубка, стыкуемого с головками перегружаемых топливных каналов реактора. Сложность обеспечения надежного герметичного сопряжения перегрузочной машины с технологическими каналами реактора (ТК) обусловлена условиями, в которых работает блок уплотнения: высокая температура, давление и радиационное облучение. Эти условия диктуют необходимость дистанционного наведения перегрузочной машины на координаты перегружаемых каналов и стыковки с ними даже при грубом наведении с точностью до ±2÷3 мм, в том числе с угловыми перекосами более трех градусов. Все это должны компенсировать и обеспечивать два основных блока уплотнения стыковочного патрубка ПМ, расположенные в сопряжении трубы телескопа с вертикально-подвижным корпусом стыковочного патрубка, который герметизируется шевронными V-образными асбестотканевыми манжетами.Fuel reloading at operating nuclear reactor facilities is carried out using a reloading machine, the internal cavity of which is connected to the cavity of the reactor fuel channel by means of a pipe connected to the heads of the reactor fuel channels being reloaded. The difficulty in ensuring reliable tight connection of the reloading machine with the technological channels of the reactor (TC) is due to the conditions in which the compaction unit operates: high temperature, pressure and radiation exposure. These conditions dictate the need for remote guidance of the reloading machine to the coordinates of the channels being reloaded and docking with them even with rough guidance with an accuracy of ± 2 ÷ 3 mm, including angular skews of more than three degrees. All this should be compensated and provided by the two main sealing blocks of the PM docking nozzle, located in conjunction with the telescope tube and the vertically movable housing of the docking nozzle, which is sealed with chevron V-shaped asbestos-cuffs.

В уровне техники обнаружено большое количество патентов, в которых описываются различные конструкции блоков уплотнения стыковочных патрубков перегрузочной машины и технологического канала ядерного реактора, например, (авторское свидетельство СССР №236926, кл. 47F 22/40, опубл. 1969 г.). В этом патенте блок уплотнения включает 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. Известно также уплотнительное средство (заявка GB №1233548, кл. F16J 15/32, опубл. 1971 г.) для уплотнения трубопроводов под давлением. Уплотнительное средство включает в себя манжету, образованную радиально-упругими металлическими элементами из нержавеющей стали корытообразной формы с плоским дном и уплотнительными материалами, расположенными на плоском дне. Радиально-упругие металлические элементы и уплотнительный материал собраны в пакет. Манжеты, образованные радиально-упругими элементами, 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 меньшим диаметра уплотняемой поверхности трубы. Компенсация радиальной погрешности стыкуемых деталей осуществляется за счет радиального сжатия лопастей манжеты. Однако указанное уплотнительное средство не может быть применено в конструкции стыковочного патрубка перегрузочной машины для канального ядерного реактора. Это обусловлено тем, что металлические элементы, исходя из специфики работы перегрузочной машины, изготавливают - из нержавеющей стали, которая имеет низкие упругие свойства. Кроме того, форма металлических элементов позволяет компенсировать незначительные угловые перекосы и несоосность стыковочного патрубка и технологического канала реактора. В авторском свидетельстве №793068, кл. F16J 15/46, опубл. 1984 г.представлен блок уплотнения 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 блоке осуществляется, как и в предыдущем авторском свидетельстве, за счет выполнения внутреннего диаметра отверстия пакетов несколько меньшим диаметра технологического канала. Но поскольку радиально-упругие элементы имеют А-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 представленного в авторском свидетельстве №793068. Однако, при резком снижении температуры стыковочного патрубка, когда перегрузочная машина подсоединена с технологическим каналом, диаметр уплотняемой поверхности технологического канала уменьшается, и лопасти радиально-упругих элементов, в силу их недостаточной упругости, не успевают надлежащим образом отреагировать на изменение размера уплотняемой поверхности. Кроме того, компенсация угловой несоосности стыковочного патрубка и технологического канала реактора осуществляется путем разворота в корпусе стыковочного патрубка всего блока 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.In the prior art, a large number of patents have been discovered that describe various designs of sealing blocks for docking nozzles of a loading machine and a technological channel of a nuclear reactor, for example (USSR copyright certificate No. 236926, class 47F 22/40, publ. 1969). In this patent, the sealing unit includes a 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. Also known sealing means (application GB No. 1233548, CL F16J 15/32, publ. 1971) for sealing pipelines under pressure. The sealing means includes a cuff formed by radially elastic metal elements of stainless steel trough-shaped with a flat bottom and sealing materials located on a flat bottom. Radially elastic metal elements and sealing material are assembled in a package. Cuffs formed by radially elastic elements 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 to be sealed is achieved by making the inner diameter of the cuff hole slightly smaller than the diameter of the tube surface to be sealed. Compensation of the radial error of the joined parts is carried out due to the radial compression of the cuff blades. 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, based on the specifics of the operation of the reloading machine, are made of stainless steel, which has 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. In the copyright certificate No. 793068, cl. F16J 15/46, publ. In 1984, a sealing unit for a docking port of a reloading machine for a channel nuclear reactor was presented, containing sealing means installed in the housing of the docking port between two support rings, made in the form of a set of W-shaped packages with arched hollows and separation elements located between the packages. The above packages are formed by W-shaped radially elastic elements. The preliminary working interference of the radially elastic elements in this sealing block is carried out, as in the previous author’s certificate, due to the implementation of the inner diameter of the opening of the packages slightly smaller than the diameter of the technological channel. But since the radially elastic elements have an A-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 elements of the device presented in the copyright certificate No. 793068. However, with a sharp decrease in the temperature of the connecting pipe, when the reloading machine is connected to the technological channel, the diameter of the sealing surface of the technological channel decreases, and the blades of the radially elastic elements, due to their insufficient elasticity, do not have time to properly respond to changes in the size of the sealing surface. In addition, the angular misalignment of the docking nozzle and the technological channel of the reactor is compensated by turning the entire seal block in the docking nozzle body together with support rings having significant contact surfaces with the docking nozzle body, which affects both the possibility of such compensation and its quality.

Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является техническое решение по патенту RU №2183036, МКИ 7 G21C 19/10, F16J 15/16. В данном патенте заявлен, блок уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины канального ядерного реактора, содержащий установленное в обойме между двумя опорными кольцами уплотнительное средство, выполненное в виде набора пакетов, содержащих две выпукло-вогнутые кольцевые манжеты уплотнения и три разделительных кольца. Одно разделительное кольцо расположено внутри пакета. Суммарная толщина манжетных уплотнительных средств в каждом пакете не превышает 1÷2 мм. Все пакеты приведенного аналога уплотнены сжимающим средством из 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 лопасти упруго контактируют с лопастями W-образных пакетов. Нижнее опорное кольцо снабжено кольцевым выступом в виде полутора, контактирующего с дугообразной впадиной нижнего пакета. Верхнее опорное кольцо снабжено кольцевой канавкой под дугообразную вершину разделительного кольца. Отличительными признаками предлагаемого блока уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины является установка W-образных пакетов дугообразными впадинами на дугообразных вершинах упругих разделительных элементах и разделительных элементов с соответствующими пакетами. Благодаря этому осуществляется независимый разворот каждого пакета на дугообразных вершинах разделительных элементах и вершине полутора нижнего опорного кольца. Величина этого разворота пропорциональна величине исходной несоосности продольной оси стыковочного патрубка, продольной оси технологического канала и величины отстояния конкретного пакета от нижнего опорного кольца. В процессе разворота пакеты выставляются вдоль оси технологического канала, а усилие контакта между пакетами и уплотняемой поверхностью технологического канала останется без изменения, равное исходному.The closest analogue of the claimed utility model is the technical solution according to patent RU No. 2183036, MKI 7 G21C 19/10, F16J 15/16. This patent claims a sealing unit for a docking port of a reloading machine for a channel nuclear reactor, comprising sealing means installed in a holder between two support rings, made in the form of a set of packages containing two convex-concave annular sealing collars and three spacer rings. One spacer ring is located inside the bag. The total thickness of the cuff sealing means in each package does not exceed 1 ÷ 2 mm. All packages of the given analogue are sealed with compressive means from elastic rings of a V-shaped profile, the arcuate vertices of which are located in the arcuate hollows of the W-shaped packets and contact with them, and the blades made with an inflection towards the arc-shaped vertices are in elastic contact with the blades of the W-shaped packets. The lower support ring is provided with an annular protrusion in the form of one and a half in contact with the arcuate cavity of the lower package. The upper support ring is provided with an annular groove for the arcuate top of the separation ring. Distinctive features of the proposed sealing unit of the docking port of the reloading machine is the installation of W-shaped packages with arched cavities on the arched tops of the elastic dividing elements and dividing elements with the corresponding packages. Due to this, an independent turn of each packet is carried out on the arched tops of the dividing elements and the top of one and a half lower support rings. The value of this turn is proportional to the value of the initial misalignment of the longitudinal axis of the connecting pipe, the longitudinal axis of the technological channel and the distance of a specific package from the lower support ring. In the process of turning the packages are set along the axis of the technological channel, and the contact force between the packages and the sealing surface of the technological channel will remain unchanged, equal to the original.

Недостатками ближайшего аналога являются низкая уплотняющая способность при длительной эксплуатации, сложность сборки.The disadvantages of the closest analogue are the low sealing ability during long-term operation, the complexity of the assembly.

Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении уплотняющей способности при длительной эксплуатации, упрощении сборки блока уплотнения.The problem solved by the utility model is to increase the sealing ability during long-term operation, simplifying the assembly of the sealing block.

Сущность полезной модели состоит в том, что в блоке уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины канального ядерного реактора, содержащем расположенные в обойме между нажимным и опорным кольцами уплотнительные средства, выполненные в виде набора пакетов выпукло-вогнутых кольцевых манжетных уплотнений с разделительными кольцами, и узел сжатия уплотнительного средства, предложено, в пакете каждое манжетное уплотнение выполнить из упруго-деформируемого материала, ограниченного с двух сторон идентичными по форме упругими разделительными кольцами, толщину манжетного уплотнения выбрать из условия Н - 2÷4 мм, толщину упругого разделительного кольца h - 0,3÷0,6 мм, выпуклость на манжетах выполнить в средней части радиусом R - 2,0÷2,5 мм, угол развала вогнутости манжеты α - 115÷125°. Кроме того, предложено, в пространстве между пакетами разместить коллоидно-графитовую пасту, кольцевые манжеты выполнить из терморасширенного графита с плотностью 1,4÷1,6 г/см³. Под опорным кольцом расположить направляющий наконечник, оснащенный кольцевыми канавками под грязесъемник и пылесборники, заполненные коллоидно-графитовой пастой или графитовым шнуром с графитовой пастой. На опорном кольце со стороны внутреннего и наружного диаметров выполнить радиальные пазы.The essence of the utility model consists in the fact that in the sealing block of the docking port of the reloading machine of the channel nuclear reactor, containing sealing means located in the holder between the pressure and support rings, made in the form of a set of packages of convex-concave ring lip seals with spacer rings, and a compression compression unit means, it is proposed, in the package, each lip seal is made of an elastically deformable material bounded on both sides by elastic sections identical in shape with decorative rings, the thickness of the lip seal is chosen from the condition N - 2 ÷ 4 mm, the thickness of the elastic spacer ring h is 0.3 ÷ 0.6 mm, the convexity on the cuffs should be made in the middle part with a radius R - 2.0 ÷ 2.5 mm, cuff concavity angle α - 115 ÷ 125 °. In addition, it was proposed that in the space between the packages to place a colloidal graphite paste, the annular cuffs should be made of thermally expanded graphite with a density of 1.4 ÷ 1.6 g / cm ³ . Under the support ring, place a guide tip equipped with annular grooves for the wiper and dust collectors filled with colloidal graphite paste or a graphite cord with graphite paste. On the support ring from the side of the inner and outer diameters, make radial grooves.

Совместное использование заявленных отличительных признаков ограничительной части формулы полезной модели обеспечивает решение поставленной задачи по повышению уплотняющей способности блока уплотнения при длительной эксплуатации, упрощает процесс сборки. Оформление уплотняющего средства в виде набора пакетов, образованных идентичными, однотипными пакетами, состоящими из выпукло-вогнутых упругих кольцевых манжет, охваченных с двух сторон упругими разделительными упругими кольцами, примыкающими к ним, является новым. Каждый пакет стал обладать более высокими упругими свойствами за счет использования упругих разделительных колец и упругих манжетных уплотнений. Кроме того, внутри пакета увеличена толщина уплотнительных кольцевых манжет. Экспериментально определенная толщина манжетного уплотнения 2÷4 мм. Максимальная толщина манжеты не должна превышать 4 мм, т.к. при большой толщине подвижность пакетов показатель упругости пакета, а, следовательно, и блока уплотнения в целом ухудшается. Это позволяет блоку уплотнения, работающему по принципу рессоры, выдерживать длительные рабочие нагрузки при сохранении высокой надежности уплотнения. На достижение этого результата работают и другие параметры блока, указанные в отличительной части формулы. При других размерах упругость разделительных колец будет недостаточна для обеспечения надежной работы каждого пакета и блока уплотнения в целом. Толщина упругого разделительного кольца должна находиться в интервале 0,3÷0,6 мм. Это обусловлено требованиями по установки определенного зазора между пакетами. Чем больше толщина упругого кольца, в пределах обеспечения требуемой упругости, тем больше движение уплотнительного материала в сторону уплотняемой поверхности. Угол развала вогнутости манжеты в 115÷125° определен из условия, что в качестве материала для изготовления манжеты будет использоваться упругий графитизированный материал, например, терморасширенный графит с плотностью 1,4÷1,6 г/см³. Графитизированные материалы обладают хорошей уплотняющей способностью, но больших изгибов не допускают, т.к. при изгибе нарушается сложность материала. В совокупности всех пакетов обеспечивается повышение общей площади контактной поверхности блока уплотнения на 95%, что так же приводит к повышению уплотняющей способности блока уплотнения. Надежность и эффективность работы блока уплотнения может быть повышена, если снабдить блок направляющим наконечником и выполнить на нем кольцевые канавки, профилированную канавку использовать в качестве грязесборника, а другие - для формирования пылесборников путем заполнения одной канавки коллоидно-графитовой пастой, а других - графитовым шнуром с графитовой пастой. В тех случаях, когда упругости набора пакетов будет недостаточно, на опорном кольце со стороны внутреннего и наружных диаметров выполняют радиальные пазы (фиг.4).The joint use of the declared distinguishing features of the restrictive part of the utility model formula provides a solution to the problem of increasing the sealing ability of the sealing unit during long-term operation, simplifies the assembly process. The design of the sealing means in the form of a set of packages formed by identical, of the same type packages consisting of convex-concave elastic ring cuffs, covered on both sides by elastic dividing elastic rings adjacent to them, is new. Each bag began to have higher elastic properties through the use of elastic spacer rings and elastic lip seals. In addition, the thickness of the sealing ring cuffs has been increased inside the bag. The experimentally determined thickness of the lip seal is 2–4 mm. The maximum cuff thickness should not exceed 4 mm, as with a large thickness, the mobility of the packages, the indicator of the elasticity of the package, and, consequently, of the sealing unit as a whole deteriorates. This allows the spring unit to withstand continuous workloads while maintaining high seal reliability. Other block parameters indicated in the characterizing part of the formula also work to achieve this result. For other sizes, the elasticity of the spacer rings will not be sufficient to ensure reliable operation of each package and the sealing unit as a whole. The thickness of the elastic spacer ring should be in the range of 0.3 ÷ 0.6 mm. This is due to the requirements for setting a certain gap between the packages. The greater the thickness of the elastic ring, within the required elasticity, the greater the movement of the sealing material towards the sealing surface. The camber concavity angle of 115 ÷ 125 ° is determined from the condition that elastic graphitized material, for example, thermally expanded graphite with a density of 1.4 ÷ 1.6 g / cm ^3, will be used as the material for the manufacture of the cuff. Graphitized materials have good sealing ability, but they do not allow large bends, because bending violates the complexity of the material. In the aggregate of all packages provides an increase in the total contact surface area of the seal block by 95%, which also leads to an increase in the sealing ability of the seal block. The reliability and efficiency of the sealing unit can be improved by providing the unit with a guide tip and making annular grooves on it, using the profiled groove as an dirt collector, and others to form dust collectors by filling one groove with colloidal graphite paste, and the others with a graphite cord with graphite paste. In those cases when the elasticity of the set of packages will not be enough, radial grooves are performed on the support ring from the side of the inner and outer diameters (Fig. 4).

Заявляемая полезная модель проиллюстрирована графическим материалом, где на фиг.1 показан общий вид блока уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины, на фиг.2 уплотнительное средство с указанием существенных параметрических размеров, заявляемых в отличительной части формулы полезной модели. Н - толщина упругого манжетного уплотнения (мм); h -толщина упругого разделительного кольца (мм); α - угол развала вогнутости манжеты. На фиг.3 представлен фрагмент места контакта упругих колец двух смежных пакетов с параметрическим размером R - радиус выпуклости манжеты. На фиг.4 проиллюстрирован вариант выполнения опорного кольца (вид сверху).The inventive utility model is illustrated by graphic material, where Fig. 1 shows a general view of the sealing block of a docking port of a reloading machine, in Fig. 2, sealing means indicating the essential parametric dimensions claimed in the characterizing part of the utility model formula. N is the thickness of the elastic lip seal (mm); h is the thickness of the elastic spacer ring (mm); α is the camber concavity angle. Figure 3 presents a fragment of the contact point of the elastic rings of two adjacent packages with a parametric size R is the radius of the cuff convexity. Figure 4 illustrates an embodiment of the support ring (top view).

Блок уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины состоит из обоймы 1, в которой размещено уплотнительное средство 4 2, выполненное в виде набора пакетов 3, содержащих выпукло-вогнутые кольцевые манжетные уплотнения 4, выполненные из терморасширенного графита и упругие стальные кольца 5 Кольцевое манжетное уплотнение 4 расположено внутри пакета 3 между упругими стальными кольцами. 5, плотно сопряжено с ними, образуя упруго-деформируемую «рессору». Уплотнительное средство 2 в нижней части установлено на опорное кольцо 6, а сверху поджато нажимным кольцом 7. Под опорным кольцом 6 и над нажимным кольцом 7 установлены плавающие кольца 8. Набор пакетов 3 через плавающие кольца предварительно фиксируется в обойме 1 посредством кольца-затвора 9, зафиксированного в кольцевом затворе 9 разрезным кольцом 10. Предварительное сжатие уплотнительного средства обеспечивается посредством крепежного винта 11. Блок уплотнения располагается в корпусе наконечника перегрузочного скафандра разгрузочно-загрузочной машины (на фиг.1 не показан). Под нижним плавающим кольцом 7 размещен направляющий наконечник 12 с кольцевым грязесъемником 13. Выше грязесъемника 13 выполнена кольцевая фигурная расточка под пылесъемник 14, заполненная коллоидно-графитовой пастой, выполняющей функцию пылесъемника. С этой же целью между грязесъемником 13 и пылесъемником 14 в кольцевой расточке размещен пылесъемник 15 из сплетенного графитового шнура, смазанного коллоидно-графитовой пастой. Коллоидно-графитовой пастой заполнено свободное пространство между пакетами и остальными скользящими поверхностями блока уплотнения. Блок уплотнения в собранном виде представляет собой своеобразную рессору, демперфирующую радиальное сжатие (на величину натяга по внутреннему диаметру) при стыковке с технологическим каналом 17 и выдерживающую рабочие нагрузки без остаточной деформации манжет уплотнения.The sealing unit of the docking port of the reloading machine consists of a cage 1, in which sealing means 4 2 is placed, made in the form of a set of packages 3 containing convex-concave ring lip seals 4 made of thermally expanded graphite and elastic steel rings 5 An annular lip seal 4 is located inside package 3 between the elastic steel rings. 5, is tightly coupled with them, forming an elastically deformable "spring". The sealing means 2 in the lower part is mounted on the support ring 6, and on the top is pressed by the pressure ring 7. Under the support ring 6 and above the pressure ring 7, floating rings are installed 8. A set of packages 3 through the floating rings are pre-fixed in the clip 1 by means of the closure ring 9, fixed in the annular shutter 9 by a split ring 10. The preliminary compression of the sealing means is provided by means of a fixing screw 11. The sealing block is located in the case of the tip of the overload spacesuit unloading ruzochnoy machine (1 not shown). A guide tip 12 with an annular wiper 13 is located under the lower floating ring 7. Above the wiper 13, a ring-shaped bore is made for the dust extractor 14, filled with colloidal graphite paste that performs the function of a dust extractor. For the same purpose, between the wiper 13 and the dust collector 14, a dust collector 15 of a woven graphite cord lubricated with colloidal graphite paste is placed in the annular bore. Colloidal graphite paste filled the free space between the bags and the remaining sliding surfaces of the seal block. The assembled seal assembly is a kind of spring damping radial compression (by the value of the interference fit on the inner diameter) when docked with the process channel 17 and withstanding working loads without permanent deformation of the seal cuffs.

Работа блока уплотнения осуществляется следующим образом. В исходном положении (до стыковки с топливным каналом ядерного реактора) уплотнительный блок манжет подвергают (настроенной) деформации сжатия винтами 11 до обеспечения осевого сжатия (Q_cж=2…3 тс) достаточного для образования предварительного натяга Δ0,5÷0,8 мм к уплотняемому после стыковки диаметру головки технологического канала, что обеспечивает контактные напряжения сжатия головок перегружаемых каналов с σ_сж=15÷25 кгс/см². В дальнейшем после сборки, стыковки с технологическим каналом и заполнения полости стыковочного патрубка водой (из полости скафандра) Р_налива=2,0÷2,5 кгс/см обеспечивается абсолютная герметичность блока уплотнения с ТК. Перед извлечением подвески с ТВС из ТК в перегрузочном скафандре рабочее давление возрастает до Р_раб.=90…95 кгс/см², при этом на кольцевую поверхность пакета кольцевых упругих графитовых манжет воздействует Q_осевое≥10 тс, что создает контактные напряжения сжатия графита на уплотняемых цилиндрических поверхностях σ_сж=0,б Р_раб≥60 кгс/см², при этом боковые части верхних манжет начинают работать в режиме самоуплотнения. Одновременно в работу включается двухсторонний клиновой механизм, образуемый в местах сопряжения (фиг.3) выступа и впадин металлических колец пакетов. Высота каждого пакета манжет под действием 0Осевое=Ю тс упруго сжимается на ΣΔh=1,5÷2 мм (при Р_раб=9 МПа), нижние части упругих колец раздвигают кольцевое уплотнительное средство на Δb_бок=0,2÷0,3 мм, что более чем в два раза увеличивает уплотняющие напряжения сжатия головки ТК. При извлечении из ТК отработанного ядерного топлива (ОТВС) с остаточным тепловыделением диаметр уплотняемого канала увеличивается на величину Δd=0,15…0,25 мм. Упругое кольцо выполнено из ленты О8Х18Н10Т толщиной σ=0,3…06 мм и выгнутые по R=2÷2,5 в центре легко отрабатывают тепловые и механические изменения размеров головки ТК и набора пакетов за счет увеличения (уменьшения) величины прогиба концов манжет. После завершения перегрузки канала реактора в полости СП гидростатическое давление уменьшается до нуля, вода из полости СП вытесняется в скафандр перегрузочной машины. Уплотнительное средство восстанавливает свое исходное положение и освобождает головку ТК от напряжения сжатия - σ_сж.The operation of the sealing unit is as follows. In the initial position (before docking with the fuel channel of the nuclear reactor), the sealing block of the cuffs is subjected to (tuned) compression deformation with screws 11 until axial compression (Q _cf = 2 ... 3 tf) is sufficient to form a preload of Δ0.5 ÷ 0.8 mm Seal diameter of the head after docking process channel that provides compressive stresses contact overloaded channels heads with _{compression channel} σ = 15 ÷ 25 kgf / cm ^2. Subsequently, after assembly, docking with the process channel and filling of the cavity of the docking nozzle with water (from the spacesuit) P _loading = 2.0 ÷ 2.5 kgf / cm, the absolute tightness of the seal block with the TC is ensured. Before removing the suspension with fuel assemblies from the fuel cell in the transfer suit, the working pressure increases to P _slave. = 90 ... 95 kgf / cm ² , while on the annular surface of the package of annular elastic graphite cuffs, _axial Q is affected by Q _axial ≥10 tf, which creates contact compression stresses of graphite on the sealed cylindrical surfaces σ _sr = 0, b P _slave ≥60 kgf / cm ² , while the lateral parts of the upper cuffs begin to work in self-sealing mode. At the same time, a two-sided wedge mechanism is formed in the work, formed at the interface (Fig. 3) of the protrusion and troughs of the metal rings of the packets. The height of each pack of cuffs under the action of 0 Axial = 10,000 t is elastically compressed by ΣΔh = 1.5 ÷ 2 mm (at Р _work = 9 MPa), the lower parts of the elastic rings push the annular sealing means by Δb _side = 0.2 ÷ 0.3 mm , which more than doubles the sealing compressive stress of the compression head TC. When extracting spent nuclear fuel (SFA) from the fuel cell with residual heat release, the diameter of the channel being sealed increases by Δd = 0.15 ... 0.25 mm. The elastic ring is made of O8X18H10T tape with a thickness of σ = 0.3 ... 06 mm and the curves bent along R = 2 ÷ 2.5 in the center easily work out the thermal and mechanical changes in the dimensions of the TC head and a set of packages due to an increase (decrease) in the amount of deflection of the ends of the cuffs. After the overload of the reactor channel in the SP cavity is completed, the hydrostatic pressure decreases to zero, water from the SP cavity is displaced into the spacesuit of the reloading machine. The sealing means is restored to its original position and releases the TC head of compressive stress - σ _{compression channel.}

Использование предложенной полезной модели позволяет значительно повысить надежность и ресурс работы блока уплотнения стыковочного патрубка перегрузочной машины.Using the proposed utility model can significantly increase the reliability and service life of the sealing unit of the docking port of the reloading machine.

Claims

1. The sealing unit of the connecting pipe of the reloading machine of the channel nuclear reactor, comprising sealing means located in a cage between the pressure and support rings, made in the form of a set of packages of convex-concave ring lip seals with spacer rings, and a compression means assembly, characterized in that each lip seal is made of an elastically deformable material, bounded on both sides by identical shape of elastic spacer rings, the thickness of the cuffs a tight seal Н - 2 ÷ 4 mm, the thickness of the elastic spacer ring h - 0.3 ÷ 0.6 mm, the camber on the cuffs is made in the middle part with a radius R - 2.0 ÷ 2.5 mm, the camber angle of the cuff is α - 115 ÷ 125 °.

2. The sealing unit according to claim 1, characterized in that in the space between the packages placed colloidal graphite paste.

3. The sealing unit according to claim 1, characterized in that the annular cuffs are made of thermally expanded graphite with a density of 1.4 ÷ 1.6 g / cm ³ .

4. The sealing unit according to claim 1, characterized in that a guide tip is located under the support ring, equipped with annular grooves for the wiper and dust collectors filled with colloidal graphite paste or a graphite cord with graphite paste.

5. The sealing unit according to claim 1, characterized in that the radial grooves are made on the support ring from the side of the inner and outer diameters.