ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ R E P U B L I K A POPIS f á r ^ a VYNALEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ Přihlášeno 18. V. 1973 (PV 3566-73) Zveřejněno 19. XI. 1973 MPT G 21 c 3/134 PT 21 g 21/20 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY Vydáno 15. II. 1975 MDT 621.039.53 Autor vynálezu BORIS ARKAĎJEVIC MASLENOK, ANATOLIJ SERGEJEVIČ CHEGAJ, VIKTOR GRIGORJEVlC ZLOB1N, VIKTOR GEORGIJEVIČ MEDNICKIJ, LEV ISAAKOVIČ GENKIN a ALEXANDR TIMOFEJEVIČ GLUŠKOV, LENINGRAD [SSSR] Zařízení pro spojování dutého tažného článku jaderného reaktoru 1 Předložený vynález se vztahuje na zařízení jaderných reaktorů pro spojování dutého tažného článku pohonu s regulační tyčí. Je známo zařízení pro spojování dutého tažného článku pohonu jaderného reaktoru s regulační tyčí, které sestává z tělesa spojeného pevně s dutým tažným článkem, z otočného spojovacího článku, jehož horní konec je vytvarován clo tvaru v tělese provedené nosné hlavice, přičemž jeho spodní konec je opatřen bajonetovou hlavicí, jakož i z blokovacího čepu pro zablokování samovolného natáčení otočného spojovacího článku a z ovládacího táhla působícího na blokovací čep a vedeného uvnitř tažného článku. U uvedeného zařízení otočný spojovací článek při svém natáčení kolem své podélné osy uzavírá nebo uvolňuje bajonetové spojení, jímž je zajišťováno spojení regulační tyče s pohonem jaderného reaktoru nebo její odpojení od tohoto pohonu. Spojovací článek se natáčí tím, že vytahovatelné ovládací táhlo, opatřené na svém spbríním konci zvláštními drážkami, které se dostávají do záběru s drážkami na vnitřním povrchu otočného spojovacího článku, se spustí dolů až na doraz.. - Aby se předcházelo samovolnému odpo-1 15 717 5 jení regulační tyče od pohonu jaderného reaktoru, je uzavírací zařízení opatřeno blokovacím čepem, který blokuje relativní natáčení tělesa a otočného spojovacího článs ku. Uvedený blokovací čep je proveden ve tvaru dutého pouzdra, které je na úseku s větším průměrem opatřeno vnějším závitem. Na vnitřním povrchu pouzdra jsou provedeny podélné drážky. Závitová část na io průměru odstupňovaného pouzdra je uložena v tělese, které je pevně spojeno s dutým tažným článkem, provedeným ve tvaru vodícího vřetena. Díky svému závitu se může na průměru odstupňované pouzdro h při svém natáčení pohybovat podélně v ose tohoto tělesa. Spodní část na průměru odstupňovaného pouzdra zasahuje do vnitřního prostoru nosné hlavice otočného spojovacího článku, oo Na průměru odstupňované pouzdro se natáčí spouštěním ovládacího táhla. V nosné hlavici otočného spojovacího článku je provedena řada otvorů, do nichž jsou zasazeny kuličky, naproti nimž jsou na vnitřním s5 povrchu tělesa provedena kruhová vybrání. - 1 -. '. Při spouštění, na průměru odstupňovaného pouzdra vytlačuje jeden z jeho průměrných stupňů kuličky částečně z nosné hla- 30 vice do kruhových vybrání v tělese a blo- 2
3 kuje tím samovolné natáčení otočného spojovacího článku vzhledem k tělesu. Když se pak při vysouvání na průměru odstupňovaného pouzdra nastaví proti kuličkám jeho stupeň s menším průměrem, mohou se tyto kuličky částečně vysunout do vzniklého prostoru mezikruží. Tím je poloha na průměru odstupňovaného pouzdra otočného spojovacího článku odblokována a v tomto případě může pak být otočným spojovacím článkem pomocí ovládacího táhla natáčeno. Vytahovací ovládací táhlo pro blokovací čep je při svém nečinném stavu vzhledem k otočnému spojovacímu článku v poloze o určitou vzdálenost nadzvednuté a v této poloze je drženo zvláštní kuličkovou blokovací západkou uloženou ve vnitřním prostoru tažného článku. Uvedené zařízení není schopno plnit svou funkci spolehlivě, protože jeho jednotlivé funkční části v agresivním teplonosném médiu korodují a v zařízení se hromadí zplodiny koroze. Tím se závitové spojení stává nerozebíratelnym. Současně překážejí spečené zplodiny koroze, zaplňující prostory kolem kuliček, odblokování uzavíracího zařízení a v případě, že se duté pouzdro blokovacího čepu zadře do otočného spojovacího článku, snižuje se tím splehlivost při ovládání uzavíracího zařízení, protože při natáčení dutého pouzdra blokovacího čepu se může současně natáčet i spojovací článek. Kromě toho použitá kuličková blokovací západka, sloužící k zadření vytahovacího ovládacího táhla s blokovacím čepem v nadzvednuté poloze, komplikuje celé uzavírací zařízení a snižuje současně jeho funkční spolehlivost. Cílem předloženého vynálezu je odstranění uvedených nevýhod. Základním úkolem vynálezu je vytvoření takového bajonetového uzavíracího zařízení pro spojování dutého tažného článku pohonu jaderného reaktoru s regulační tyčí, jehož konstrukční provedení by zajistilo jeho spolehlivou ovladatelnost za provozu pohonu jaderného reaktoru. Daný úkol je vyřešen tím, že u zařízení pro spojování dutého tažného článku pohonu jaderného reaktoru s regulační tyčí, sestávajícího z tělesa, pevně spojeného s dutým tažným článkem a z otočného spojovacího článku, jehož horní konec je vytvořen do tvaru, v tělese provedené nosné hlavice, přičemž jeho spodní konec je opatřen bajonetovou hlavicí, jakož i z blokovacího čepu pro zablokování samovolného natáčení otočného spojovacího článku a z ovládacího táhla působícího na blokovací čep a vedeného uvnitř tažného článku, jé v provedení podle vynálezu, blokovací čep proveden 157 17 5 4 ve tvaru příčníku, upevněného pevně na spodním konci ovládacího. táhla, přičemž těleso a otočný spojovací článek jsou opatřeny podélně probíhajícími nosnými plochami, které jsou při zablokování samovolného natáčení otočného spojovacího článku v záběru s příčníkem. je také možný jiný tvar provedení zařízení pro spojování dutého tažného článku 5 pohonu jaderného reaktoru s regulační tyčí, sestávajícího z tělesa pevně spojeného s tacným článkem, z otočného spojovacího článku, jehož horní konec je vytvořen do tvaru v tělese provedené nosné hlavice, io přičemž jeho spodní konec je opatřen bajonetovou hlavicí, jakož i z blokovacího čepu pro zablokování samovolného natáčení otočného spojovacího článku a z ovládacího táhla působícího na blokovací čep a vedei5 ného uvnitř tažného článku, u něhož je v provedení podle vynálezu blokovací čep proveden ve tvaru čepu opatřeného drážkami a upevněného pevně na spodním konci ovládaného táhla, přičemž otočný spoao jcvací článek a regulační tyč jsou opatřeny podélně probíhajícími nosnými plochami, které jsou při zablokování samovolného natáčení otočného spojovacího článku v záběru s čepem opatřeným drážkami, -s Toto zařízení je jednoduché konstrukce a skýtá vysokou provozní spolehlivost. V dalším textu bude předložený vynález objasněn popisem jeho konkrétních tvarů provedení, s odvoláním na přiložená vyobram zení, kde obr. 1 znázorňuje celkový pohled na pohon regulační tyče jaderného reaktoru s bajonetovým uzavíracím zařízením podle vynálezu, v podélném řezu; obr. 2 celkový pohled na uzavírací zařízení s tažným 35 článkem podle vynálezu, s dílčími řezy, obr. 3 řez týmž zařízením v ose III III podle obr. 2; a obr. 4 celkový pohled na jiný tvar provedení bajonetového uzavíracího zařízení s tažným článkem, s dílčími řezy. i" Bajonetové uzavírací zařízení, viz obr. 1 pro spojování dutého tažného článku 2 pohonu jaderného reaktoru 3 s regulačním táhlem 4 viz obr. 2 sestává z vícedílného dutého tělesa, tvořeného díly 5 a 6, spoje- i5 nými vzájemně závitem 7. Horní díl 5 tělesa je pevně spojen s dutým tažným článkem 2, který je při popisovaném tvaru provedení uzavíracího zařízení 1 tvořen dutým táhlem. so Jsou možné i jiné tvary provedení dutého tažného článku, který může být na příklad tvořen vodicím vřetenem nebo i posuvnou pístní tyčí hydraulického nebo pneumatického tlakového válce. 55 V tělese je umístěna nosná hlavice 8 o- točného spojovacího článku. 9. Dosedací plocha 10 hlavice 8 je vytvořena jako kulová, aby se tím přecházelo působení ohybového momentu na nosnou hlavici 8, který oo tu může vznikat vlivem hmotnosti regulační tyče 4. V nosné hlavici 8 je provedeno osové vybrání 11, do kterého zasahuje hlavice 12 ovládacího táhla 13 s pevně upevněným blo- 65. kovacím čepem. U popisovaného tvaru provedení je tento blokovací čep vytvořen jako příčník 14. Příčník 14 je delší než vněj-
s ši průměr hlavice 12, viz obr. 3 a jeho přečnívající konce jsou v přímém styku s podélně probíhajícími nosnými plochami nosné hlavice 8 a horního dílu 5 tělesa. Tyto nosné plochy jsou u popisovaného tvaru provedení tvořeny drážkami 15, viz obr. 2, respektive klínovými drážkami 16. Aby bylo možno příčník 14 vysunout ze záběru s klínovými drážkami 16, obsahuje horní díl 5 tělesa na své vnitřní straně prstencovitý zápich 17, provedený nad klínovými drážkami 1B. Válcový prostor 18 horního dílu 5 tělesa, v němž je uložena nosná hlavice 8, je o něco delší než vlastní nosná hlavice, čímž vzniká nad nosnou plochou volný prostor. Spodní konec otočného spojovacího článku 9 je opatřen bajonetovou hlavicí 19, sestávající ze dvou sektorových výstupků 20. Bajonetová hlavice 19 je za účelem omezení své vnikové hloubky do bajonetového vybrání 21 v regulační tyči 4 opatřena omezovacím dorazem 22. Ovládací táhlo 13 je provedeno v dutém tažném článku 2 a přechází do spojovacího táhla 23. Toto spojovací táhlo obsahuje příčné válcovité výstupky 24 a dosedací nákružek 25 pro pružinu 28. Pružina 2G a její dosedací nákružek 25 jsou umístěny v pouzdře 27, které je vytvořeno jako nedílná součást dutého tažného článku 2. Pod pouzdrem 27 je umístěn prstencový magnetický bočník 28 induktivního diskrétního čidla 29, viz obr. 1. Toto čidlo slouží jako ukazatel polohy regulační tyče 4, viz obr. 2 jaderného reaktoru. Pod magnetickým bočníkem 28 je proveden dorazový nákružek 30 pouzdra 27. Pouzdro 27 s magnetickým bočníkem 23 jsou uloženy v trubce 31 (obr. 1), oddělující induktivní ukazatel polohy 29, který sestává ze sady transformátorových cívek, od teplonosného média jaderného reaktoru, které jinak omývá všechny části v, tělese 32 pohonu 3. Horní hrana pevné a těsné trubky 31 je uzavřena víkem 33, zatímco spodní část této trubky přechází konstrukčně do tělesa 32 pohonu, na němž je sou- časně vytvořen vnitřní prstencový doraz 34. V tělese 32 pohonu 3 je zabudován elektromotor 35, sestávající ze statoru 36 a z dutého rotoru 37. Na jednom konci rotoru 37 je upevněno ozubené kolo 38, které je přes ozubená kola 39,'40 a 41 v kinematickém záběru s pastorkem 40 ozubené tyče, spl jené s dutým tažným článkem 2. Je také možný jiný tvar provedení zařízení podle vynálezu, který je podobný shora popsanému, je provozně jednoduchý, avšak složitější pro výrobu. Tento tvar provedení je odlišný tím, že horní díl 5 tělesa, viz obr. 4 obsahuje jen osový válcový prostor 18, v němž je uložena nosná hlavice 43 otočného spojovacího článku 44. Spojovací článek je proveden jako dutý a v oblasti bajonetové hlavice 13 obsahuje podélně probíhající nosné plochy, které mají u tohoto tvaru provedení uzavíracího zařízení tvar drážek, které nejsou z vyobrazení zřejmé, jsoucích v záběru s 5 blokovacím čepem. U popisovaného tvaru provedení uzavíracího zařízení je blokovací čep proveden ve tvaru čepu 45, opatřeného drážkami a pevně spojeného s ovládacím táhlem 4B, vedeným uvnitř otočného spojo-,u vacího článku 44. Protože u popisovaného tvaru provedení uzavíracího zařízení je samovolné natáčení otočného spojovacího článku 44 blokováno v horní části regulační tyče 47, má tato re- ]g gulační tyč rovněž provedeny podélně probíhající nosné plochy, které při daném konstrukčním provedení zařízení jsou tvořeny vybráním 48 opatřeným drážkami a umístěným v ose ovldacího táhla 46 o něco pod 20 vybráním 21 bajonetového uzávěru. Drážkami opatřený čep 45 a drážkami o- patřené vybrání 48 mohou mít průřez různých tvarů. Průřez může být na příklad tvořen mnohohranem nebo může sestávat z 25 drážek s libovolným počtem zubů. Počot hran nebo mezi drážkami vytvořených zubů má být násobkem sektorových výstupků 20. U popisovaného tvaru provedení má bajonetová hlavice 19 dva sektorové výso stupky a drážkami opatřený čep 45 má tvar čtyřhranného hranolu. Provoz zařízení probíhá takto: po zasunutí regulačních tyčí 4 do aktivního pásma jaderného reaktoru a po naplnění pásma 35 štěpným materiálem se reaktor uzavře pevným víkem, na němž jsou uspořádány pohony 3, viz obr. 1 regulačních tyčí 4. Víko se nasadí tak, aby každý pohon 3 byl přesně v ose své regulační tyče 4. V tomto prí- io padě zaujme tažný článek 2 každého pohonu 3 svou nejnižší polohu, to je polohu, v níž dorazový nákružek 30, viz obr. 2 dosedne na doraz 34, viz obr. 1, přičemž sektorové výstupky 20, viz obr. 2, bajonetové i5 hlavice 21 se vysunují tak dlouho, až omezovači doraz 22 dosedne na horní čelní plochu regulační tyče 4. Jelikož nad nosnou hlavicí 8 otočného článku 9 je v horním díle 5 tělesa vytvořen so volný válcový prostor 18, může být po dosednutí omezovacího dorazu 22 na horrií čelní plochu regulační tyče 4 otočný spojovací článek 9 společně s příčníkem 14 a s ovládacím táhlem 13 nadzvednut a pružina 35 60 65 B 26 stlačena, čímž vznikne mezi kulovou dosedací plochou 10 nosné hlavice 8 a spodním dílem 8 tělesa mezera. Velikost této mezery bude mít pro každý pohon 3, viz obr. 1 svou vlastní hodnotu, danou skutec- nými délkovými rozměry, v rozmezí jejich tolerančních mezí, dosaženými při výrobě regulační tyče 4, viz obr. 2, otočného spojovacího článku 9, dutého tažného článku 2, pevného a těsného tělesa 32, viz obr. 1, a kanálu aktivního pásma reaktoru. Pro vyrovnání sloužící volný válcový prostor 18, viz obr, 2, umožňuje spojení regu-
8 10 lační tyče 4 s dutým tažným článkem 2 bez nutnosti jakéhokoliv předchozího slícování délky jednoho ze spojovacích článků a zajišťuje tudíž zaměnitelnost pohonů 3 (obr. 1] na víku reaktoru v libovolné kombinaci. Po nasazení pevného víka s pohony 3 na jaderný reaktor se dutý tažný článek 2 každého pohonu 3 spojí a zablokuje se svou regulační tyčí 4, viz obr. 2, tímto postupem: Víko 33 viz obr. 1, se sejme. Pak se do trubky 31 zavede klíč, na vyobrazení neznázorněný, mající na svém spodním konci clrapáky ve tvaru L. Jejich pomocí se spojovací táhlo 23, viz obr. 2, uchopí za výstupky 24. Pak se při stlačování pružiny 26 dosetí a cím nákružkem 25 zvedá ovládací táhlo 13 s příčníkem 14 až tento narazí na čelní plochu zápichu 17 horního dílu 5 tělesa, čímž je zajištěno, že záběr mezi příčníkem 14 a klínovými drážkami 16 je uvolněn, zatímco styk mezi příčníkem 14 a drážkami 15 v nosné hlavici 8 otočného spojovacího článku 9 zůstává zachován. Pak se natáčení k práci použitého klíče přenese přes spojovací táhlo 23 na ovládací táhlo 13 s příčníkem 14 a otočný spojovací článek 9 se natočí n úhel 90. Při tom se sektorové výstupky 20 bajonetové hlavice 19 dostanou za odpovídající sektorové výstupky bajonetového vybrání 21 v regulační tyči 4. Úhel natočení otočného spojovacího článku 4 může být libovolný, přičemž jeho závislost na počtu použitých sektorových výstupků 20 bajonetové hlavice 19 je charakterizována celým číslem. s 10 Po natočení otočného spojovacího článku 9 se ovládací táhlo 13 s příčníkem 14 spouští tak dlouho, až příčník 14 dosedne na spodní čelní plochu drážek 15 v nosné hlavici 8. Při tom se příčník 14 současně zasouvá clo záběru s klínovými drážkami 16 horního dílu 5 tělesa a zůstává také ve styku s drážkami 15í v nosné hlavici 8. Příčník 14, stlačovaný nepřetržitě dolů pružinou 26, tím zablokuje samovolné natáčení otočného spojovacího článku 9 vzhledem k dutému vícedílnému tělesu. Při takové poloze se předpokládá, že pohon 3, viz obr. 1, je spojen s regulační tyčí 4, viz obr. 2. Nyní se k práci použitý klíč oddělí od táhla 23. Pro odpojení pohonu 3 od regulační tyče 4 musí být všechny popsané pracovní operace provedeny v opačném sledu. Způsob činnosti jiného tvaru provedení bajonetového uzavíracího zařízení je obdobný shora popsanému. Rozdíl spočívá v tom, že samovolné natáčení otočného spojovacího článku 44, viz 15 obr. 4, je blokováno vzhledem k regulační tyči 47. V tomto případě se pomocí k práci použitého klíče zvedne ovládací táhlo 4G až do úplného stlačení pružiny 26. Tím se uvolní záběr mezi drážkami opatřenými če- 20 pem 45 a drážkami opatřenými vybráním 48 v regulační tyči 47. Pak se otočný spojovací článek 44 natočí o úhel 90. Nato se ovládací táhlo 48 s drážkami opatřenými čepem 45 spouští tak dlouho, až dosedací 20 nákružek 25 dosedne na spodní čelní plochu pouzdra 27. Přitom se drážkami opatřený čep 45 zasune do záběru s drážkami o- patřenými vybráním 48 v regulační tyči 47 a je současně v záběru s drážkami bajone- 30 tové hlavice 19, čímž zablokuje samovolné natáčení spojovacího článku 44 vzhledem k regulační tyči 47. Při odpojování regulační tyče 47 od poho- 33 nu 3, viz obr. 1, musí být všechny shora popsané pracovní operace provedeny v opačném sledu. Zařízení podle tohoto vynálezu zaručuje vysokou provozní spolehlivost. Provozně i.to výrobně je jednoduché. Kromě toho omezená axiální posouvatelnost otočného spojovacího článku umožňuje vzájemnou zaměnitelnost pohonů na víku reaktoru v libovolné kombinaci, aniž by přitom bylo nutno.15 slícovat délku některého ze spojovacích článků. PŘEDMĚT 1. Zařízení pro spojování dutého tažného článku pohonu jaderného reaktoru s regulační tyčí, sestávající z pevně s tažným článkem spojeného tělesa, z otočného spo- 50 jovacího článku, jehož horní konec je vytvořen do tvaru v tělese provedené nosné hlavice, přičemž jeho spodní konec je opatřen bajonetovou hlavicí, jakož i z blokovacího čepu pro zablokování samovolného ss natáčení otočného spojovacího článku a z ovládacího táhla působícího na blokovací čep a vedeného uvnitř tažného článku, vyznačující se tím, že blokovací čep je proveden ve tvaru příčníku (14 J upevněného na 60 VYNALEZU spodním konci ovládacího táhla (13], přičemž těleso a otočný spojovací článek (9) jsou opatřeny podélně probíhajícími nosnými plochami, které jsou při zablokování samovolného natáčení otočného spojovacího článku (9] v záběru s příčníkem (14], 2. Zařízení pro spojování dutého tažného článku pohonu jaderného reaktcu s regulační tyčí podle bodu 1, vyznačující se tím, že blokovací čep je proveden ve tvaru drážkami opatřeného čepu (45] upevněného na spodním konci ovládacího táhla (46], přičemž otočný spojovací článek (44] a regulační tyč (47] jsou opatřeny podélně probí-
9 10 ho spojovacího článku (44] v záběru s če- pem (45) opatřeným drážkami. hájícími nosnými plochami, které jsou při zablokování samovolného natáčení otočné- 2 listy výkresů Suvorografia, n. p, provozovna 32, Most
137175 H^^Sľ -JJ 2 Obr. 2
S