Стыковочный патрубок разгрузочно-загрузочной машины

 

1. Стыковочный патрубок разгрузочир-загрузочной машины ядерного реактора, содержащий корпус, подвижно связанный с разгрузочно-загрузочной машиной, головку технологического канала, фланец и уплотнйтельное устройство, размещенное меязду двумя опорными кольцами и состоящее из набора пакетов уплотмительных радиапьно-упругих металлических элемеитов |1/образной формл, отличающийся тем, что, с цепью повышения герметизации , уплотнйтельное устройство снабжено П-образньвш кольцами с наполнителем , размещениьвт на противоположных концах набора пакетов,взаимодействующими с уплотнительными эпег ментами, причем П-образные кольца выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а наполнитель - из материала с высоким температурньм коэффициентом объемного расширения 2. Стыковочный патрубок по п.1, отличающийся тем, что на поверхнос и П-образных колец, обращенной к головке технологического канала, выполяены каиавки, в которых размеще1ш свинцовые кольца.

- СОЮЗ СОВЕТО4ИХ

COUWIN

РЕСПУЬЛИК (Ю (И)

З р F 16 J 15/46.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМЫ СВИДВТОЬСТВ3/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Л " В (21) 3317107/25-08 (22) 06.07.81. (46) 23.07.84. Бюл. Ф 27 (72) В.А.Иаксимов, С.Г.Батманов, И.Е.Соколов и l0,A.Åâñååíêîâ (53) 62-762(088.8) (56) 1 Авторское свидетельство СССР

В 365506, кл. F 16 J 15/46, 1968 °

2. Авторское свидетельство СССР

В 392792, кл. G 21 С 19/02, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

У 793068, кл. F 16 J 15/46, 1979 (прототип). (54) СТЫКОВОЧНЫЙ ПАТРУБОК РАЗГРУЗОЧНО-ЗАГРУЗОЧНОЙ ИАШИНЫ.. (57) 1. Стыковочный патрубок разгрузочно-загрузочной машины ядерного реактора, содержащий корпус, подвижно связанный с разгрузочно-загрузочной машиной, головку технологического канала, фланец и уплотнительное устройство, размещенное между двумя опорными кольцами и состоящее из набора пакетов уплотнительных радиально-упругих металлических элементовl$fобразной формы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьапения гер" метиэации, уплотнительное устройство снабжено П-o6yaaww кольцами с saполнителем, размещенньвж на противоположных концах набора пакетов,взаимодействующими с уплотнительными эле«. ментами, причем П-образные кольца выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а наполнитель — из материала с высоким температурньм коэффициентом объемного расширения

2. Стыковочный патрубок по п.1, отличающийся тем, что на поверхности П-образных колец, обращенной к головке технологического канала, выполнены канавки, в которых Я размещены свинцовые кольца.

1 9997

Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано, в частности, в разгрузочно-загрузочных машинах ядерных реакторов канального типа. 5

Известно устройство, содержащее надувное манжетное уплотнение, в котором плавающие кольца установлены в пазах, образованных торцовыми поверхностями стыковочного патрубка и упор-10 ных колец, обжимающих эластичный уплотнительный элемент li 3. Плавающие кольца, благодаря наличию у них узкой контактной поверхности, не препятствуют смещению канала реактора на допустимый угол и позволяют обеспечить в соединении с ним минимальный зазор, вследствие этого становится не-. возможным быстрое выдавливание материала манжеты в эти зазоры.

Однако такое устройство обладает следующими недостатками. В процессе перегрузки топлива возможен разрыв надувной манжеты. В таких случаях возникает аварийная ситуация, при которой большое количество радиоактивного теплоносителя может быть выброшено из реактора, что представляет значительную биологическую опасность °

Ликвидация последствий такой аварии требует больших материальных затрат, Известен стыковочный патрубок разгрузочно-загрузочной машины, содержа". щий корпус, подвижно связанный с разгрузочно-загрузочной машиной, фланец и уплотнительное средство, заключен-ное между двумя опорными кольцами (23.

Уплотнительное средство выполнено в виде надувной манжеты и эластичного кольца, вставленного в расточку и образующего полость, соединенную через

40 автоматический клапан с полостью стыковочного патрубка.

Особенность работы данного устройства состоит в том, что в процессе перегрузки реактора стыковочный пат45 рубок надевают на головку технологического канала и уплотняют надувной манжетой путем подачи в нее по специальному каналу рабочей жидкости. В процессе перегрузки топливная сборка извлекается из реактора захватом перегрузочной машины и втягивается в машину. Во время этого перемещения активная часть топливной сборки своvM радиоактивным излучением воздействует как на надувную манжету, так и на эластичное кольцо. Под действием этого излучения уплотнительные эле05 2 менты теряют свои пластические свойства, а следовательно и способность к уплотнению. Учитывая, что на уплотнительные элементы одновременно воздействует температура теплоносителя реактора, то уплотнительные свойства уплотннтельных элементов теряются еще быстрее. Перегрузка топливной сборки на реакторе типа РБМ-К вЂ” длительный процесс. В течение перегрузки температура внутри канала реактора меняется, а это приводит к колебаниям длины части канала реактора, которая соединена и уплотнена стыковочным патрубком.

Изменение длины канала реактора приводит к тому, что он начинает вырывать надувную манжету из места ее заделки в стыковочном патрубке. Это тоже приводит к преждевременному повреждению манжеты, что значительно снижает надежность уплотнения.

Наиболее близким ло тех нической суЩности и достигаемому результату к изобретению является стыковочный патрубок, содержащий корпус, подвижно связанный с разгрузочно-загрузочной машиной, головку технологического канала, фланец и уплотнительное устройство, размещенное между двумя опорными кольцами и состоящее из набора пакетов уплотнительных радиально-упругих металлических элементов

%-образной формы (3 ).

Особенность работы известного устройства состоит в том, что предварительный рабочий натяг уплотнительных элементов при стыковке с каналом реактора осуществляется за счет выполнения внутреннего диаметра отверстия у пакета уплотнительных элементов несколько меньшим диаметра уплотняемой поверхности. Компенсация радиальной и угловой погрешности стыкуемых деталей осуществляется за счет радиального сжатия Ф-образных уплотнительных элементов. Увеличение диаметра уплотняемой поверхности в процессе перегрузки компенсируется гибкими лопастями уплотнительных элементов.

Известное устройство обладает недостаточной надежностью. Причина недостатка заключается в том, что уплотнительные элементы изготавливаются из нержавеющей стали (выбор. материала обусловлен спецификой работы разгрузочно-загрузочной машины),которая имеет низкие упругие свойства.

При резком снижении температуры стыкоз 9991 вочного патрубка — это имеет место при установке сборки в машине и в аварийной ситуации, когда машина состыкована с каналом, канал разгерметизирован и требуется провести его расхолаживание, — диаметр уплотняемой поверхности уменьшается, но гибкие лопасти уплотнительных элементов в силу их недостаточной упругости не поспевают отреагировать на изменение разме10 ра уплотняемой поверхности. . Целью изобретения является повышение надежности уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что уплотнительное устройство снабже-15 но П-образными кольцами с наполнителем, размещенными на противоположных концах набора пакетов и взаимодействующими с. уплотнительными элементами, причем П-образные кольца выполнены из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, а наполнитель— из материала с высоким температурным коэффициентом объемного расширения.

Кроме того, для предохранения уплот- 25 нительного устройства от повреждения при линейных сокращениях стыковочного патрубка на поверхности П-образных .колец, обращенных к головке технологического канала, выполнены канавки, в которых размешены свинцовые кольца.

Яа фиг.! изображен общий вид уплот. нения стыковочного патрубка с головкой технологического канала; на фиг.2 — вид по стрелке A на фиг.1. . Стыковочный патрубок 1, установленный на головке технологического канала 2, имеет уплотнительное устройство, выполненное в виде набора пакетов 3 уплотнительных элементов, опирающегося снизу на опорное коль40 цо 4 и фланец 5, и ограниченного сверху вторым опорным кольцом 6, свя-. занным с корпусом стыковочного патрубка через упругую связь 2 выполненную, например, в виде упругого коль!

5 ца, расположенного между корпусом

1 стыковочного патрубка и верхним опорным кольцом.

Каждый пакет уплотнительных элементов состоит из радиальноупругих металлических элементов 8, устанавливаемых попарно, разделительных колец

9 и охватывающих снизу чашеобразных радиально-упругих элементов 10. На .крайние элементы 8 установлены блоки, 5 образованные П-образными кольцами 11 с заключенным в них наполнителем 12. Кольца 11 выполнены из материала с

05 4 высоким коэффициентом теплопроводности, например, нз меди с покрытием, предохраняющим от электрокоррозии (серебро или кадмий). Цаполнитель !2 выполнен из материала с высоким температурньв коэффициентом объемного расширения, например пластмасса холодного отвердения марки ACT-4 типа стиракрил, бутакрил и т.п. материалов. На поверхности колец, обращенной к головке технологического канала, выполнены канавки, в которые установлены кольца 13 из свинца, предохраняющие кольца 11 от контакта с техноогическим каналом 2 и выполняющие .одновременно роль сухой смазки.

Стыковочный патрубок работает следующим образом.

В исходном расстыкованном с технологическим каналом 2 положении внутренние лопасти уплотнительных элементов 8 имеют форму, при которой они образуют рабочий натяг при стыковке с каналом реактора. Стыковка осуществляется в процессе осевого перемещения патрубка по уплотняемой поверхности канала 2. Сначала головка канала 2 сопрягается с коническим участком опорного кольца 4, затем, последовательно отгибая внутренние лопасти элементов 8, сопрягается со всем набором пакета 3. Компенсация радиальной и угловой погрешностей стыкуемых деталей осуществляется за за счет радиального сжатия %-образных элементов 8. При этом средние выступы элементов 8 увеличивают свою высоту, приподнимая опорное кольцо 6 со стороны радиального сжатия. Кольцо 6 воздействует на упругую связь

1, и весь уплотнительный узел смещается и устанавливается соосно каналу 2.

В процессе стыковки стыковочный патрубок и канал реактора нагреваются, что приводит к изменению геометрической сопряженности между ними.

Компенсация этих изменений, а также создание рабочего уплотняющего давления осуществляется в результате воздействия наполнителя 12 на крайние уплотнительные элементы 8. Кольцо 11 передает тепло наполнителю 12. Последний, находясь в замкнутом объеме, образованном внутренней поверхностью кольца 1 1 и элемента 8, при своем расширении воздействует на лопасти элемента 8, прижимая их со значительной силой к уплотняемым поверхностям.

999705

В процессе установки топливной сборки в разгрузочно-загрузочную машину для предохранения от проникновения теплоносителя реактора в машину, последний задавлнвается противотоком 5 охладителя машины. Температура охладителя машины значительно ниже температуры теплоносителя реактора. В силу этого температура головки канала реактора уменьшится,, а следовательlO но изменится характер геометрического сопряжения стыкуемых элементов (ввиду быстрого уменьшения наружного диаметра головки канала и малой упругости лопастей элемента 8). Однако при 15 этом происходит разуплотнение стыковочного патрубка. Это вызвано тем, что скорость охлаждения наполнителя мала, а аккумулированное в нем тепло таково, что оно вызывает дальнейшее 20 увеличение его объема. Наполиитель воздействует на лопасти элемента 8, отслеживая температурные изменения головки канала с обеспечением требуемого уплотняющего усилия.

Одновременно с изменением диаметра канала реактора происходит изменение его по высоте. При этом головка канала перемещается относительно стыковочного патрубка. Однако эти линейные перемещения никак не сказываются на надежности уплотнения, поскольку свинцовые кольца 13 играют роль сухой смазки, которой смазывается головка канала реактора, когда с ней стыкуется стыковочный патрубок. Поэтому уплотнительные элементы свободно скользят по головке канала. После расстыковки наполнитель охлаждается, сокращает свой объем и перестает воздействовать на лопасти элемента 8, которые приходят в исходное состояние. .,Технико-экономические преимущества предложенного устройства заключаются в повышении надежности уплотнения за счет отслеживания лопастями уплотнительного элемента изменений диаметра уплотняемой поверхности под воздействием на, них наполнителя..999705

Составитель Г.Бутома

Редактор П.Горькова Техред T.Äóáèí÷àê Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5512 Тираж 913 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,