Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ МОДУЛЯ БЛАНКЕТА НА ВАКУУМНОМ КОРПУСЕ ТЕРМОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Изобретение относится к области термоядерного синтеза и может быть использовано в устройствах для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора.

Известно устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, включающее опору с гибкими стержневыми элементами, установленными между фланцами, одним из которых опора соединена с модулем бланкета, а другим установлена в резьбовое посадочное гнездо вакуумного корпуса (патент РФ №2491663, МПК G21B 1/13, опубл. 27.08.2013).

В известном устройстве гибкие стержневые элементы (спицы) равномерно расположены по периферии (внешней окружности) фланцев с образованием внутренней полости, в которой размещен болт, головкой обращенный к вакуумному корпусу, а резьбовой частью соединенный с модулем. Фланцы опоры выполнены с наружной резьбой, при этом один из фланцев образует резьбовое соединение с посадочным гнездом корпуса, а другой - посредством болта и компенсатора смещений образует резьбовое соединение с модулем.

Недостатком известного устройства для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора является сложность и продолжительность монтажных работ по установке модуля бланкета в вакуумном корпусе, что объясняется невозможностью компенсации погрешностей сборки в плане по двум координатам. Поэтому любые отклонения в изготовленной детали приводят к необходимости дополнительной механической обработки каждого узла сборки по месту его расположения. Кроме этого, недостатком известного устройства является ослабление затяга резьбового соединения фланца гибкой опоры с вакуумным корпусом в условиях циклического нагружения, характерного для работы бланкета, что объясняется отсутствием элементов стопорения упомянутого резьбового соединения. Уменьшение усилия затяга резьбового соединения приводит к резкому снижению циклической прочности соединения и к его выходу из строя.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, включающее опору с гибкими стержневыми элементами, установленными между фланцами, одним из которых опора соединена с модулем бланкета, а другим установлена в резьбовое посадочное гнездо вакуумного корпуса и связана с ним посредством упругой прижимной втулки, установленной на опоре с обеспечением контакта с внутренней поверхностью фланца опоры, обращенного к вакуумному корпусу, и образующей резьбовое соединение с посадочным гнездом корпуса (патент РФ №30023, МПК G21B 1/00, опубл. 10.06.2003).

В известном устройстве гибкие стержневые элементы (спицы) равномерно расположены по периферии (внешней окружности) фланцев с образованием внутренней полости, в которой размещен болт, головкой обращенный к вакуумному корпусу, а резьбовой частью соединенный с модулем. Фланец опоры, обращенный к корпусу, выполнен с уступом, который без зазора установлен в посадочном гнезде вакуумного корпуса. На конце упругой прижимной втулки, обращенном к основанию посадочного гнезда, выполнены отверстия для придания втулке упругих свойств. Известное устройство обеспечивает требуемую циклическую прочность соединения вследствие сохранения усилия затяга опоры в посадочном гнезде вакуумного корпуса за счет упругой прижимной втулки.

Недостатком известного устройства для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора является сложность и продолжительность монтажных работ по установке модуля бланкета на вакуумном корпусе. Это объясняется необходимостью механической доработки каждого узла по месту из-за невозможности компенсации погрешности установки модуля бланкета на вакуумном корпусе в плане по двум координатам, что связано с беззазорным расположением фланца опоры в посадочном гнезде вакуумного корпуса и отсутствием возможности радиального перемещения фланца опоры, а также с увеличенным поперечным (в плане) габаритом устройства, которое должно быть установлено в затесненных условиях расположения посадочного гнезда вакуумного корпуса.

Использование настоящего изобретения позволяет решить техническую проблему, связанную со сложностью крепления модуля на вакуумном корпусе термоядерного реактора в затесненных условиях расположения посадочного гнезда вакуумного корпуса, и обеспечить упрощение и ускорение монтажных работ.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение компенсации погрешности установки модуля бланкета на вакуумном корпусе в плане по двум координатам в затесненных условиях расположения посадочного гнезда вакуумного корпуса путем уменьшения поперечного (в плане) габарита устройства и свободного радиального перемещения при монтаже (до создания затяга) фланца опоры в посадочном гнезде.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора, включающем опору, содержащую гибкие стержневые элементы, установленные между двумя фланцами, одним из которых опора соединена с модулем бланкета, а другим установлена в резьбовое посадочное гнездо вакуумного корпуса и связана с ним резьбовым соединением посредством упругой прижимной втулки, установленной на опоре с обеспечением контакта с внутренней поверхностью фланца опоры, обращенного к вакуумному корпусу, согласно заявленному изобретению гибкие стержневые элементы опоры расположены в центральной части фланцев в виде пучка, а диаметры фланца опоры, обращенного к вакуумному корпусу, и посадочного гнезда выбраны из условия образования при монтаже радиального компенсационного зазора между упомянутым фланцем и посадочным гнездом.

По сравнению с известным устройством-прототипом, в устройстве, в котором реализуется заявленная совокупность существенных признаков, обеспечена компенсация погрешности установки модуля бланкета на вакуумном корпусе в плане по двум координатам за счет уменьшения поперечного (в плане) габарита устройства и высвобождения тем самым пространства в посадочном гнезде вакуумного корпуса, а также обеспечения перемещения во время монтажа (до создания затяга) фланца опоры в регулировочном радиальном (кольцевом) зазоре между посадочным гнездом вакуумного корпуса и фланцем и создания тем самым необходимой при монтаже соосности опоры и места крепления модуля. Расположение гибких стержневых элементов опоры в центральной части фланцев в виде пучка позволяет компактно разместить упругую прижимную втулку на освободившейся площади фланца опоры, уменьшив тем самым по сравнению с прототипом поперечный (в плане) габарит устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлено устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора (общий вид, разрез).

Устройство для крепления модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора содержит опору 1 с двумя фланцами, одним из которых опора 1 установлена в посадочное резьбовое гнездо вакуумного корпуса 2. Диаметры фланца опоры 1, обращенного к вакуумному корпусу 2, и посадочного гнезда выбраны из условия образования при монтаже радиального компенсационного зазора между упомянутым фланцем и посадочным гнездом. Величина радиального компенсационного зазора определяется расчетным путем по известным методикам. Опора 1 содержит гибкие стержневые элементы, которые установлены между фланцами и размещены в виде пучка в центральной части фланцев. На опоре 1 установлена упругая прижимная втулка 3, часть наружной поверхности которой выполнена с резьбой. На конце упругой прижимной втулки 3, обращенном к основанию посадочного гнезда, выполнены отверстия для придания упругой прижимной втулке 3 упругих свойств. Упругая прижимная втулка 3 установлена на опоре 1 с обеспечением контакта с внутренней поверхностью фланца опоры 1, обращенного к вакуумному корпусу 2, и размещена в кольцевом пространстве между пучком гибких стержневых элементов и боковой поверхностью посадочного гнезда вакуумного корпуса 2. Часть наружной поверхности упругой прижимной втулки 3 образует резьбовое соединение с посадочным гнездом вакуумного корпуса 2. Другим фланцем, обращенным к модулю 4 бланкета и выполненным с наружной резьбой, опора 1 соединена с модулем 4 бланкета посредством соединительной втулки 5 и закрепляющей втулки 6.

Монтаж модуля бланкета на вакуумном корпусе термоядерного реактора осуществляют следующим образом.

В посадочное гнездо вакуумного корпуса 2 устанавливают опору 1 в требуемое положение по координатам в плане. Опору 1 закрепляют упругой прижимной втулкой 3 с созданием требуемого усилия затяга. Упругую прижимную втулку 3 стопорят от самоотвинчивания известными способами (например: кернение, проволока, винт и шайба с отгибной частью). Модуль бланкета 4 подают к вакуумному корпусу 2 с совмещением оси опоры 1 и монтажного отверстия модуля бланкета 4. На резьбовой конец опоры 1 навинчивают соединительную втулку 5 до достижения требуемого по условиям монтажа осевого положения модуля бланкета 4. Соединение фиксируют закрепляющей втулкой 6.

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы термоядерного реактора на модуль 4 бланкета действуют циклические динамические нагрузки от срывов плазмы. Опора 1 воспринимает сжимающую и растягивающую составляющие внешней нагрузки, возникающей в месте расположения устройства для крепления, при этом усилие от модуля 4 бланкета передается на вакуумный корпус 2 термоядерного реактора. Сжимающая составляющая усилия от модуля 4 бланкета к вакуумному корпусу 2 передается через закрепляющую втулку 6, соединительную втулку 5 и опору 1, которая торцевой поверхностью фланца оперта на дно посадочного гнезда вакуумного корпуса 2. Растягивающая составляющая усилия от модуля 4 бланкета передается на опору 1 через соединительную втулку 5, далее эта составляющая усилия от опоры 1 передается на вакуумный корпус 2 через упругую прижимную втулку 3.