Ядерный реактор с вертикально размещенным вентилятором над парогенератором

 

Использование: ядерные энергоустановки .с газоохлаждаемым ядэрным реактором . Сущность изобретения: ядерный реактор с вертикально размещенным вентилятором над парогенератором содержит активную зону и парогенератор, размещенные в напорном резервуаре, в верхней части которого посредством фланцевого соединения закреплен кожух, внутри которого установлен вентилятор. Вокруг кожуха в месте фланцевого соединения установлено фланцевое кольцо, соединенное своим нижним фланцем с фланцем напорного резервуара, а верхним фланцем упирается в выступающий вспомогательный фланец на кожухе для возможности вертикального перемещения вентилятора вместе с кожухом внутри фланцевого кольца. Во фланцевом кольце.выполнено боковое отверстие с фланцем, к которому присоединен резервуар с размещенными в нем транспортными салазками, несущими герметичную крышку и опирающуюся на нее транспортную крышку для возможности арретирования транспортной крышки к нижнему торцу кожуха и осаживания герметичной крышки на кромке отверстия напорного резервуара, а для арретирующих инструментов во фланцевом кольце выполнены проходные отверстия. 5 з.п. ф-лы, 21 ил. Ё

СОКОВ СOHI:- I СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 21 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4613102/25 (22) 28,12.88 (46) 15,04.93, Бюл, N 14 (31) P 3803434.4 (32) 05,02,88 (33) DE (71) Асеа Браун Бовери АГ(DE) (72) Бруно Заксе, Хуберт Вайскопф, Йоахим

Энгель и Якоб Цинтель (DE) (56) VGB — Kernkraftwerkssemlnar, 1970, S, 151, Jahrestagung Kerntechnik, Berlin, 1980, S, 625-628. (54) ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР С ВЕРТИКАЛЬНО

РАЗМЕЩЕННЫМ ВЕНТИЛЯТОРОМ НАД

ПАРОГЕНЕРАТОРОМ (57) Использование: ядерные энергоустановки.с газоохлаждаемым ядерным реактором. Сущность изобретения: ядерный реактор с вертикально размещенным вентилятором над парогенератором содержит активную зону и парогенератор, размещенные в напорном резервуаре, в верхней части

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано для усовершенствования конструкции гелийохлаждаемых ядерных реакторов с вертикально расположенным вентилятором над парогенератором, Цель изобретения — уменьшение высо- ты кожуха вентилятора и реакторного здания.

На фиг, 1 приведено продольное сечение напорного резервуара реактора; на фиг.

2 — верхняя часть напорного резервуара реактора с кожухом для установки вентилятора; на фиг, 3 — соединение верхнего фланца со вспомогательным фланцем; на фиг. 4— закрепление уплотнительного элемента

„5U „, 1809929 АЗ которого посредством фланцевого соединения закреплен кожух, внутри которого установлен вентилятор. Вокруг кожуха в месте фланцевого соединения установлено фланцевое кольцо, соединенное своим нижним фланцем с фланцем напорного резервуара, а верхним фланцем упирается в выступающий вспомогательный фланец на кожухедля возможности вертикального перемещения вентилятора вместе с кожухом внутри фланцевого кольца. Во фланцевом кольце выполнено боковое отверстие с фланцем, к которому присоединен резервуар с размещенными в нем транспортными салазками, несущими герметичную крышку и опирающуюся на нее транспортную крышку для возможности арретирования транспортной крышки к нижнему торцу кожуха и осаживания герметичной крышки на кромке отверстия напорного резервуара, а для арретирующих инструментов во фланцевом кольце выполнены проходные отверстия. 5 з,п. ф-лы, 21 ил. сильфонного типа на горловине корпуса парогенератора; на фиг, 5 — фрагмент кожуха с транспортными салазками; на фиг. 6— операция подъема кожуха посредством механизма; на фиг. 7 — операция по вводу транспортных салазок в кожух; на фиг. 8— положение кожуха после операции ввода в него транспортных салазок; на фиг. 9 — операция герметизации и отделения верхней и нижней частей уплотнительного элемента сильфонного типа; на фиг, 10 — смена уплотнения; на фиг. 11 — продольное сечение фланцевого кольца; на фиг. 12 — вид по стрелке А фиг. 11; на фиг. 13 — сечение Б-Б фиг. 12; на фиг, 14 — фрагмент сечения фланцевого кольца и резервуара с транспортны1809929 ми салазками; на фиг. 15 — сечение В-В фиг.

14; на фиг. 16 — фрагмент фиг. 5 в увеличенном масштабе; на фиг. 17 — фрагмент фиг. 14 в увеличенном масштабе; на фиг. 18 — сечение Г-Г фиг. 17; на фиг. 19 — элемент С фиг, 15 в увеличенном масштабе; на фиг. 20— элемент Д фиг. 15 в увеличенном масштабе; на фиг, 21 — фрагмент арретирования транспортной крышки с кожухом в увеличенном масштабе согласно фиг. 8.

Гелийохлаждаемый ядерный реактор с вертикально размещенным вентилятором над парогенератором (см, фиг. 1) содержит напорный резервуар 1, в нижней части 2 которого размещена активная зона 3. Парогенератор 4 размещен в верхней части 5 напорного резервуара — корпусе парогенератора. Вентиляторы 6 заключены в кожухи

7, вертикально закрепленные в верхней части 5 корпуса парогенератора 4. Вентилятор

6 опирается на кронштейн 8 кожуха 7 (см. фиг. 2). Вентилятор 6 через штекерное соединение 9 состыкован с всасывающим патрубком 10 корпуса парогенератора 4, Подводимый по направлению стрелки 11 газ (гелий) для охлаждения проходит по направлению стрелки 12 опять в корпус парогенератора 4 через отверстие 13. К фланцу

14, охватывающему отверстие 13 корпуса парогенератора 4 прикреплен кожух 7 с помощью винтового соединения 15 и с установкой промежуточного уплотнения 16, Фланцевое кольцо 17, изображенное в увеличенном масштабе на фиг, 11 — 13, своим нижним фланцем 18 опирается на выступающий вспомогательный фланец 19 основного фланца 14 посредством винтов 20 во время нормального режима работы установки, а также во время замены вентилятора 6, Шпильки 21 входят в состав винтового соединения 15. Фланцевое кольцо 17 охватывает место соединения корпуса парогенератора 4 и кожуха 7 и.своим верхним фланцем 22 доходит до вспомогательного фланца 23, имеющего выступ вблизи кожуха

7, Зазор 24, остающийся между верхним фланцем 22 и вспомогательным фланцем 23, требуется для того, чтобы без всяких усилий компенсировать тепловое удлинение между фланцевым кольцом 17 и вспомогательным фланцем 23 кожуха 7. Между внутренней охватывающей поверхностью фланцевого кольца 17 и наружной охватывающей поверхностью фланца 14 или, соответственно, кожуха 7 предусматривается зазор, который позволяет относительное передвижение фланцевого кольца 17 к фланцу 14 или, соответственно, к кожуху 7.

Как показано на фиг. 2, 11, 12, 13, фланцевый выступ 25 выдается из фланцевого кольца 17 внутри окружности и orðàíè÷èâàет отверстие 26. При установке вентилятора

6 (см, фиг. 3) верхний фланец 22 соединяют двумя стопорными винтами 27 со вспомогательным фланцем 23. После этого гайка 28 винтового соединения 15 (см, фиг. 2) удаляется со шпилек 21, а уплотнительный weмент 29 сильфонного типа (например; полимерная пленка) закрепляется, напри"0 мер, клеем, на горловине 30 корпуса парогенератора сверху нижнего фланца 18 у фланца 14 (см. фиг, 4). Предусмотрен подьемный механизм 31 для резервуара 32. Отверстие 26 имеет поперечное проходное

15 сечение как и резервуар 32 (см. фиг. 4-10 и фиг. 14 — 15). Через вспомогательный фланец

23 и верхний фланец 22 проходят направляющие пальцы 33, которые подвешиваются посредством гаек 34 (см. фиг. 5 и фиг, 16).

20 Второй уплотнительный элемент 35 сильфонного типа приклеен к фланцевому кольцу 17 и кожуху 7 над фланцем 23.

Транспортные салазки 36 (см. фиг. 14, 15, 17 и 20) несут на своем опорном кронш25 тейне 37 герметичную крышку 38, которая соответствующими захватами 39 опирается на два проходящих параллельно опорных кронштейна, Герметичная крышка 38 имеет транспортную крышку 40, которая через ус30 тройство центрирования 41 концентрично устанавливается на герметичной крышке38.

Опорные захваты 39 смещены относительно друг друга на 180, закреплены на герметичной крышке 38 и выходят за пределы опре35 деленного размера охватывающей поверхности герметичной крышки 38, На . нижней стороне выступающей части опорных захватов 39 выполнен паз 42, дно паза имеет подъем.в направлении резервуара 32.

40 Опорные кронштейны скошены в том же направлении и при этом с таким же углом наклона, как и у дна паза 42. Между боковыми стенками паза 42 и боковыми стенками опорных кронштейнов 37 имеется опреде45 ленный зазор для того, чтобы обеспечить относительное смещение. Угол наклона скошенной части опорных кронштейнов 37 и два паза 42 выбран таким образом, чтобы опирающаяся через опорный захват 39 на

50 опорный кронштейн 37 герметичная крышка 38 под действием самоторможения и без постороннего силового воздействия не изменяла своего положения на опорных кронштейнах 37. Таким образом, не требуется никаких специальных удерживающих элементов между опорными кронштейнами 37 и герметичной крышкой 38, Опорные кронштейны 37, соединенные раскосом 43 и кронштейном 44, образуют совместно с двумя ходовыми вин10

20

55 тами 45 и двумя червячными передачами 46 транспортные салазки 36. Через соединение ходового шпинделя 47 и маховика 48 в червячную передачу 46 происходит одновременное перемещение, Ходовые винты 5

45 вводятся в соответствующие маточные гайки 49 опорных кронштейнов 37, так что закрепленная на обратной стороне резервуара 32 и входящая в ходовой винт 45 червячная передача 46 обеспечивает перемещение транспортных салазок 36 в направлении, указанном стрелкой 50. При этом транспортные салазки 36 входят в направляющие 51, которые располагаются на внутренних стенках резервуара 32, а затем переходят в направляющие 52 фланцевого выступа 25, Согласно фиг. 19 герметичная крышка

38 снабжена держателем 53, расположенным со смещением на 90 относительно опорных захватов 39, в который входит через поворотный шарнир 54 упорной штанги

55. Упорная штанга 55 своим концом, обращенным к герметичной крышке 38, проходит через обратную стенку резервуара 32, и расположенный на внешней стороне резервуара и закрепленный винтами 56 фиксирующий элемент 57. Уплотнения 58 обеспечивают при этом газонепроницаемость резервуара 32. Упорная штанга 55 удерживается в качающемся положении в вилке 59 фиксирующего элемента 57 поперечным пальцем 60.

На фиг. 20 (см. также фиг. 8) показан отдельный элемент установки арретирующего приспособления 61. Нижняя сторона первой ступени транспортной крышки 40 снабжена каналом 62. В канале 62 имеется клин 63, через который действующий с торцевой стороны 64 клина 63, но не показанный на чертеже, инструмент может перемещаться в показанное на чертеже положение арретирования, При этом толкатель 65 перемещается вверх, .вследствие чего шарик 66 подходит к насадке 67, При этом толкатель 65 может направляться накладками 68, закрепленными винтами 69 на транспортной крышке 40, Транспортная крышка 40 имеет стаканообразное углубление 70 для введения выступающей части штеккерного соединения 9 у вентилятора 6.

Согласно фиг. 5 и отдельных деталей, показанных на фиг, 16, в не занятых стопорными винтами 27 проходных отверстиях 71, 72 во вспомогательном фланце 23 и в верхнем фланце 22 навешаны направляющие пальцы ЗЗ, оси которых проходят параллельно кожуху7 и свободные концы которых располагаются вблизи участка соединения

73 (см. фиг. 2) между корпусом парогенера ора и кожухом 7. Далее из фиг. 16 следует, что направляющие пальцы 33 проходят через верхний фланец 22 так же, как и через вспомогательный фланец 23, и зафиксированы гайкой 34.

Если вентилятор 6 демонтируется, то это осуществляется вместе с корпусом 7, Для этого согласно фиг. 3 верхний фланец

22 соединяется со вспомогательным фланцем 23 двумя стопорными винтами 27. После этого гайка 28 винтового соединения 15, показанная на фиг,2, снимается со шпильки

21. На этой стадии согласно фиг. 4 уплотнительный элемент 29 сильфонного вида, которым мож т быть пластиковая пленка, закрепляется к фланцу 14 приклеиванием по всему периметру вокруг горловины 30 корпуса парогенератора 4 и выше нижнего фланца 18 на фланце 14 приклеиванием или каким-либо другим способом герметического соединения. С помощью лишь схематично показанного подъемного механизма 31 открытый лишь на своем обращенном к кожуху 7 конце резервуар 32 прифланцовывается к фланцевому выступу 25.

Благодаря применению уплотнительных элементов 29 и 35 надежно включаются потери газа из внутренней части напорного резервуара реактора, Вследствие незначительного зазора между фланцевым кольцом

17 и кожухом 7 при возникновении вакуума в напорном резервуаре реактора при смене вентилятора потери газа будут практически исключены даже без применения уплотнительных элементов, Если в напорном резервуаре реактора не имеется вакуума, то во внутренней камере напорного резервуара реактора нет давления, т,е. внутри напорного резервуара реактора имеется такое же давление, как и вне его, После установки направляющих пальцев 33 необходимо удалить стопорные винты 27 для того, чтобы показанный на фиг. 6 подъем кожуха 7 с неизображенной на этой фигуре установкой ядерного реактора можно было осуществить с помощью подьемного механизма 74, При этом уплотнительный элеменг 35 сильфонного типа осуществляет вертикальное перемещение совместно с кожухом 7. Как это также показано на фиг, 7, кожух

7 смещается относительно неподвижного фланцевого кольца 17, соединенного со вспомогательным фланцем 19 парогенератора 4 до тех пор, пока расположенные в резервуаре 32 транспортные салазки 36 не смогут входить в кожух 7, а ввинченные в кожух 7 шпильки 21 не препятствовать движению салазок 36.

Герметичная крышка 38 и опирающаяся на нее, транспортная крышка 40 переносят1809929

20

30

50

55 ние кожуха 7 ся с помощью транспортирующих салазок

36 поворотом маховика 48 в положение, показанное на фиг, 7, 14, 15, по центру к отверстию 13 фланца 14. Для того, чтобы надежно достичь этой позиции, как уже отмечалось, опорные захваты 39 герметичной крышки 38 снабжены смещенным на угол 90 держателем 53 (фиг. 19), в который через шарнир 54 входит упорная штанга 55, Упорная штанга

55 своим концом, обращенным к герметичной крышке ЗЗ, проходит через заднюю стенку резервуара 32 и расположенный на внешней стороне резервуара и закрепленный винтами 56 фиксирующий элемент 57.

Транспортные салазки 36 перемещаются вместе с герметичной крышкой 38 и тран"портной крышкой 40 до тех пор, пока палец

60 не попадет в поперечные отверстия 75, 76 с помощью вилки 59 и упорной штанги

55. Теперь герметичная крышка 38 занимает центральную позицию относительно отверстия 13. Упорная штанга 55 получает второе задание, а именно она при передвижении транспортных салазок 36 из кожуха

7 должна служить в качестве шарнира до тех пор, пока не исчезнет скользящее самотормозящее соединение между скошенными плоскостями дна паза 42 и опорных кронштейнов 37, а герметичная крышка 38 в зоне уступа 77 под действием собственного веса будет установлена на краю отверстия 13 с введением в промежуток уплотнения 58.

Шарнир 54 между держателем 53 и упорной штангой 55 позволяет при этом ход вниз герметичной крышке, хотя упорная пленка оказывает противодействие обратному движению транспортных салазок 36, После того кактранспортные салазки 36 полностью войдут в резервуар 32, с помощью подъемного механизма 74 осуществляется опускание кожуха 7, которое показано на фиг. 8 до тех пор, пока будет действенным арретирование между внешней охватывающей поверхностью 78 транспортной крышки 40 и внутренней окружностью днища кожуха 79. При движении кожуха 7 вперед для соединения с транспортной крышкой шпильки 21 частично углубляются в соответствующие отверстия 80, Как правило, с периметром транспортной крышки взаимодействуют при арретирующих приспособлениях 61, После произведенного присоединения транспортной крышки 40 кожух 7 отходит от фланцевого кольца 17 настолько, что осуществляется соединение; например, сварка или склейка уплотнительного элемента 35 сильфонного типа по фиг, 9, к двум позициям 81, 82, Между позициями 81, 82 осуществляется разделение уплотнительного элемента 35, благодаря чему уплотнительный элемент 83 кожуха 7 и уплотнительный элемент 84 располагаются у фланцевого кольца 17. Кожух 7 будет теперь в пыленепроницаемом или газонепроницаемом состоянии с помощью подъемного механизма 74 перенесен для хранения или проведения ремонта на площадку, не описываемую более подробно, здания реактора, не показанного на чертеже. Уплотнение или экранирование корпуса парогенератора 4 и вентилятора 6 достигается с помощью герметичной крышки 38 и транспортной крышки 40, Как показано на фиг, 10, после удаления уплотнительного элемента 84 (фиг. 9) можно простым способом проверить фланцевое уплотнение 85 или же сменить его, прежде чем будет осуществлена установка сменного вентилятора с кожухом 7, которая вначале будет проводиться в обратной последовательности по сравнению с демонтажом.

Перед монтажом следует удалить уплотнительный элемент 35, Теперь на подведенном сменном вентиляторе не имеется уплотнительного элемента 83. Если согласно требованиям к установке необходимо уплотнение 35, оно может быть установлено до демонтажа транспортной и герметичной крышки.

Таким образом, демонтаж вентилятора включает в себя следующие операции: соединение верхнего фланца 22 со вспомогательным фланцем 23 с помощью двух стопорных винтов 27, удаление гайки 28 со шпилек 21, установка уплотнительного элемента 29, прифланцовка резервуара 32 к выступу 25 фланцевого кольца 17; установка направляющих пальцев ЗЗ; удаление стопорных винтов 27; установка уплотнительного элемента 35; навешивание кожуха 7 на ра з мер, которы и обеспечивает возможность ввода транспортных салазок 36; ввод транспортных салазок 36 с герметичной крышкой 38 и транспортной крышкой 40, установка герметичной крышки 38 на фланец 14, после чего герметичная крышка 38 занимает концентричное расположение с отверстием 13 фланца 14, перемещение вперед кожуха 7 до его арретирования с транспортной крышкой 40; перемещение вперед кожуха 7 с транспортной крышкой 40 на высоту, обеспечивающую боковое выдвижение кожуха 7, сварка пленки и отделение между позициями 81 и 82, боковое выдвижеМонтаж вентилятора осуществляется в обратной последовательности: — боковая установка кожуха 7 па высоте, определяемой длиной шпилек 21 до концентричного расположения выше фланцевого

1809929

10 кольца 17 (причем устанавливаемый новый вентилятор не снабжается сильфонным уплотнительным элементом 83), — удаляют сильфонный уплотнительный элемент 84, 5 — опускают кожух 7 с введением направляющей шпильки в отверстие 71 фланца 22 до установки транспортной крышки 40 на герметичную крышку 38, — разъединяют арретирующее приспо- 10 собление 61 между транспортной крышкой

40 и дном кожуха 79, — поднимают кожух 7 на величину, обеспечивающую ввод транспортных салазок

36; 15 — вводят транспортные салазки 36 до тех пор, пока они своей несущей кон"олью, захватив снизу опорные захваты 39, не снимут герметичную крышку 38 с отверстия 13; — вводят герметичную крышку 38 вместе 20 с транспортной крышкой 40 в емкость 32; — опускают кожух 7 в его монтажное поло>кение и завинчивают на винтовое соединение 15 гайки 28.

Заявленное техническое решение пс- 25 зволяет уменьшить длину кожуха вентиляторов и высоту реакторного здания при вертикальном размещении вентиляторов над парогенератором, т.к. монтажные и демонтажные работы по замене вентиляторов 30 требуют меньше места над напорным резервуаром, а также снизить затраты на сооружение станции за счет уменьшения высоты реакторного здания, Формула изобретения 35

1. Ядерный реактор с вертикально размещенным вентилятором над парогенератором, содержащий активную зону и парогенератор, размещенные в напорном резервуаре, в верхней части которого по- 40 средством фланцевого соединения закреплен кожух, внутри которого установлен вентилятор, отл и ч а io щи и с я тем, что, . с целью уменьшения высоты кожуха вентилятора и реакторного здания, вокруг кожуха 45 в месте фланцевого соединения установлено фланцевое кольцо, соединенное своим нижним фланцем с фланцем напорного резервуара, а верхним фланцем — с выступающим вспомогательным фланцем на кожухе 50 для вертикального перемещения вентилятора вместе с кожухом внутри фланцевого кольца, причем во фланцевом кольце выполнено боковое отверстие с фланцем, к которому присоединен резервуар с расположенными в нем транспортными салазками с размещенной на них герметичной крышкой и опертой на нее транспортной крышкой для арретирования транспортной крышки к нижнему торцу кожуха и осаживания герметичной крышки на кромке отверстия напорного резервуара, а для арретирования во фланцевом кольце выполнены проходные отверстия, 2. Реакторпоп,1, отличающийся тем, что герметичная крышка снабжена двумя смещенными на-,180 относительно друг друга опорными захватами, а транспортные салазки снабжены двумя опорными кронштейнами, которые, как и опорные захваты, скошены для организации на участках контакта самотормозящих косых плоскостей, причем герметичная крышка соединена через шарнир с упорной штангой, второй конец которой присоединен к обратной стороне резервуара, 3. Реактор по и. 1, отличающийся тем, что в верхнем фланце фланцевого кольца, а также ео фланге кожуха выполнены отверстия для установки стопорных винтов или направляющих пальцев, длина которых больше максимального вертикального хода перемещения кожуха.

4, Реакторпоп.1, отличающийся тем, что опорные кронштейны транспортных салазок в зоне скошенной плоскости выполнены в виде перемычек для их ввода в пазы опорных захватов, 5. Реактор по и. 1, отличающийся тем, что герметичная крышка снабжена центрирующим приспособлением для транспортной крышки.

6, Реактор по и. 1, отличающийся тем, что к корпусу парогенератора и к фланцевому кольцу над его нижним фланцем прикреплен соответственно своей нижней и верхней частями уплотнительный элемент сильфонного типа, а к кожуху над вспомогательным фланцем и фланцевому кольцу под его верхним фланцем прикреплен уплотнительный элемент сильфонного типа с канавкой для выступа фланца, выполненный с возможностью герметичного закрытия верхнего отверстия фланцевого кольца и ниж- . него торца кожуха после перемещения кожуха вверх.

1809929

1809929

1889929

i809929

23

30 Фиг. 4

1809929

1809929

3

1809929

1809929

1809929

1809929

1809929

Составитель А.бобров

Техред M.Моргентал Корректор Л.Ливринц

Редактор

Проиааодотеенно-иадательокии комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1301 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113036, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5