Стыковочный патрубок

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6; С 2 С 19/02 ГОСУДАРСПО ДЕЛ ОПИСАН ОБРЕТЕНИ ТВУ ТОРСНОМУ С ков о СССР 68.СССР 70,ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. СТЫКОВОЧНЫЙ ПАТРУБОК,например, разгрузочно-загрузочноймашины ядерного реактора, содержащийкорпус, подвижно связанный с разгрузочно-загрузочной машиной, фланец иуплотнительное средство, заключеиномежду двумя опорными кольцами, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности уплотнения, нижнее опорное кольцо контактирует с фланцем по сфере, а .верхнеекольцо связано с корпусом стыковочнго патрубка через упругую связь.793062. Патрубок по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что уплотнительное средство выполнено в виде радиально- упругого металлического уплотнителя, состоящего из набора пакетов уплотнительных элементов корытообразной формы, у которых средняя часть изогнута в форме выступа, направленного в сторону концов гибкихлопастей элемента,3. Патрубок по п.2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что пакет уплотнитель. ных элементов выполнен в виде отдельных профилированных элементов,охваченных дополнительным радиально -упругим корытообразным элементом. 4. Патрубок по п.2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, между пакетами металлических уплотнительных элементов установлены эластичные самосмазывающие элементы аналогичной формы.Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, в разгрузочно- загрузочных машинах ядерных реакторов канального типа. 5Перегрузку топлива канальных ядерных реакторов на ходу осуществляют специальными разгрузочно-загрузочными машинами. Внутреннюю полость машины соединяют с полостью технологического канала реактора, в котором. находится под давлением тепло- носитель реактора, посредством стыковочного патрубка, уплотненного на головке технологического канала.Одной из проблем в данной области является создание надежного. уплотнения при стыковке машины с каналом реактора. Сложность этой проблемы обуславливается условиями, в которых р 0 работает уплотнительный узел стыковочного патрубка. Он подвергается воздействию высоких температур и силь. ному радиационному излучению. Известно, что стыковочный патрубок должен 251 обеспечить надежную герметизацию при значительной его несоосности с технологическим каналом реактора, чтовызывается невозможностью точногоих совмещения в процессе выведения машины на технологический канал реактора. Кроме того, под воздействием температуры технологические каналы имеют значительные угловые перекосы. Известно устройство, содержащее . надувное монтажное уплотнение, в котором плавающие кольца установлены в пазах, образованных торцовыми поверхностями стыковочного патрубка и упорных колец, обжимающих эластичныйуплотнительный элемент. Плавающиекольца, благодаря .наличию у них узкой .,контактной поверхности, на препятствуют смещению канала реактора на допустимый угол и позволяют обеспечитьв соединении с ним минимальный зазор, вследствие этого становится невозможным быстрое выдавливание материала манжеты в эти зазоры 1Однако такое устройство обладаетследующими недостатками, В процессеперегрузки топлива возможен разрывнадувной манжеты. В таких случаяхвозникает аварийная ситуация, при которой большое количество, радиоактивного теплоносителя может быть выброшено реактором, что представляет значительную биологическую опасность.Ликвидация последствий такой авариитребует больших материальных затрат.Известен стыковочный патрубок разгрузочно-загрузочной машины, содержащий корпус, подвижно связанный сразгрузочно-загрузочной машиной, фланец и уплотнительное средство, заключенное между двумя опорными кольцами 2 "1,Уплотнительное средство выполнено в виде надувной манжеты и эластичного кольца, вставленного в расточку и образующего полость, соединенную через автоматический клапан с полостью стыковочного патрубка.Особенность работы данного устройства состоит в том, что в процессе перегрузки реактора стыковочный патрубок надевают на головку технологи ческого канала и уплотняют надувной79306 манжетой путем подачи в нее по специальному каналу рабочей жидкости. Впроцессе перегрузки топливная сборкаизвлекается из реактора захватом пе-регрузочной машины и втягивается вмашину. Во время этого перемеще.ния активная часть топлива сборкисвоим радиоактивным излучением воздействует как .на надувную. манжету,так и на эластичное кольцо. Под дей ствием этого излучения уплотнительные элементы теряют свои пластические свойства, а следовательно испособность к уплотнению, Учитывая,что на уплотнительные элементыодновременно воздействует температура теплоносителя реактора, то уплог.нительные свойства уплотнительныхэлементов теряются еще быстрее. Процесс перегрузки топливной сборки,например, Ленинградской АЭС, - длительный процесс, В течение перегрузки температура внутри канала реак-тора меняется, а это приводит кколебаниям длины части канала реактора, которая соединена и уплотненастыковочным патрубком. Изменениедлины канала реактора приводит ктому, что он начинает вырывать надувную манжету из места ее заделки встыковочном патрубке. Это тоже приводит к преждевременному повреждению манжеты, что значительно снижает надежность уплотнения. Целью изобретения является повы шение надежности уплотнения.Цель достигается тем, что в стыковочном патрубке, содержащем корпус, подвижно связанный с разгрузочно- загрузочной машиной, фланец иуплот нительное средство, заключенное между двумя опорными кольцами, нижнее опорное кольцо .контактирует с фланцем по сфере, а верхнее кольцо связано с корпусом стыковочного патруб ка через упругую связь, Уплотнительное средство выполнено в виде радиально-упругого металлического уплотнения, состоящего из набора пакетов уплотнительных элементов корытооб разной формы, у которых средняя часть изогнута в форме выступа направленного в сторону концов гибкихлопастей элементов.Пакет уплотнительных элементов 55 выполнен в виде отдельных профилированных элементов, охваченных дополнительным радиально-упругим корытооб 8 4разным элементом. Между пакетамиметаллических уплотнительных элементов установлены эластичные самосмазывающие элементы аналогичноиформы.На фиг. 1 изобраЖено уплотнениестыковочного патрубка с головкойтехнологического канала; на фиг.2узел 1 на фиг. 1,Стыковочный атрубок 1, установ-ленный .на головке технологическогоканала 2, имеет уплотнительное средство, выполненное в виде набора пакетов уплотнительных элементов 3,опирающегося снизу на опорное кольцо 4 и фланец 5, и ограниченное сверху вторым опорным кольцом б, связанным с корпусом стыковочного пат-рубка через упругую связь 7, выполиненную, например, в виде упругогокольца, расположенного в кольцевыхканавках корпуса стыковочного патрубка и верхнего опорного кольца.Каждый пакет уплотнительных элементов (см. фиг. 2) состоит цз радиально-упругих металлических элементов 8, устанавливаемых попарно,разделительных колец 9 и охватываю-щих снизу корытообразных радиальноупругих элементов .10.В верхней части набор пакетовуплотнительных элементов 3 заканчивается фигурным кольцом 11, выполненным из мягкого металла и содержащегокольцевые камеры 12 и 13. 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 порядка 1 мм, т.е. внутренний диаметр отверс 1тия у пакета уплотнительных элементов по уплотняющим кромкам К меньше диаметра уплотняемой поверхности 2.Наведение стыковочного патрубка на головку технологического канала осуществляется с точностью 1 =2 мм, а угловая погрешность осей канала реактора и стыковочного патрубка , (угол .К) достигает 2-. Именно эти величины угловых и радиальных погрешностей должны быть скомпенсированы за счет изменения положения стыковочного патрубка в момент стыковки. Стыковка осуществляется в процес 793068се осевого перемещения патрубка поуплотняемой поверхности канала 2.Сначала головка канала 2 сопрягается с коническим участком опорногокольца 4, затем, последовательно отгибая внутренние лопасти элементов8, сопрягается со всем набором пакета 3.При этом предварительно притертыеуплотняющие кромки К скользят поуплотняемой поверхности канала 2, а.возникающие внутренние упругие силы .у одеваемых с натягом уплотнительных элементов обеспечива 1 от заданное(по притертым уплотняющим кромкам К).начальное уплотняющее давление.Компенсация радиальной и угловойпогрешности стыкуемых деталей осуществляется за счет радиального сжатияИ-образных элементов 8. При этомсредние выступы элементов 8 увеличивают свою высоту, приподнимая фигурное кольцо 11 со стороны радиальногосжатия. Вместе с кольцом 11 прои-зойдет перемещение опорного. коль ца 6, которое воздействует на упругую связь 7. Весь уплотнительныйузел сместится на упругой связи 7 иустановится соосно каналу 2.В дальнейшем, после заполненияполости патрубка рабочей средой,элементы 8 работают в режиме самоуплотнения за счет затекания рабочейсреды в карманы 12 и 13,В случае когда перегружаемоеядерное топливо находится в зоне сты ковочного узла на уплотнительное средство воздействует гамма-излучение,а повышение температуры рабочейсреды приводит к увеличению диамет ра уплотняемой поверхности, чтолегко компенсируется гибкими лопастями и выступами элементов 8.При расстыковке, после снятиягидравлического давления и сливарабочей жидкости из полости стыковочного патрубка, пакеты уплотнительных элементов разжимаются и приходят в исходное положение. При использовании стыковочногоузла для уплотнения грубо обработанных (ниже 5-го класса шероховатости по ГОСТ 2789-73) цилиндрических поверхностей, между крайнимипакетами уплотнительных элементов це- Влесообразно установитьуплотнительные элементы из эластичного материала (например, асбеста), пропитанного антифрикционным материалом;25Технико-. экономические преимущества предложенного устройства по сравнению с прототипом заключаются в том,что заменой эластичной манжеты на ЗО многослойный пакет металлическихсамоустанавливающихся манжет обеспечивается высокая надежность узлауплотнения. Кроме того, отпадаетнеобходимость в аварийной манжете 35 и двух пневмогидравлических сис гемах надува манжет.793068 иг. Тиго ктор О. 10 рк оррек Тираж 912 По ИПИ Государственного комитета СССР делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д