При изготовлении и монтаже атомных реакторов необходимо проводить измерения отклонений отдельных участков вертикальных каналов от номинального положения, например, каналов, предназначенных для направления рабочего органа системы управления и защиты (СУЗ).
На рисунке показана схема ядерного реактора и схема размещения устройства для измерения соосности участков вертикальных каналов ядерного реактора. В корпусе реактора смонтирована шахта, в нижней части которой установлены опорные трубы для размещения топливных сборок активной зоны. Сверху топливные сборки удерживаются конструкциями блока защитных труб, н котором имеются направляющие трубы.
На крышке 7 реактора располагаются патрубки 8 приводов СУЗ. Для обеспечения нормальных условий перемещения элементов СУЗ необходимо соосно расположить опорные трубы шахты, направляющие трубы блока защитных труб и патрубки приводов СУЗ. Правильность указанного размещения обеспечивается конструкцией реактора и технологией его изготовления.
Контроль соосности отдельных участков общего канала можно произвести, например, с помощью отвеса.
Недостатками такого способа контроля являются невысокая точность измерений и необходимость нахождения наблюдателя внутри корпуса реактора, что связано с определенными трудностями. В настоящее время разрабатываются более прогрессивные способы контроля и устройства для их осуществления, применение которых не требует, чтобы наблюдатель находился внутри реактора (оператор имеет возможность считывать величину отклонения, находясь вне его). На рис. 1 показано находящееся в канале реактора устройство для контроля с использованием упомянутого способа.
Устройство для определения отклонения отдельных участков оси канала от номинального положения включает оптическую зрительную трубу 9 и подвижную мишень 10, которая удерживается, на тросиках 11. Зрительная труба в поле зрения имеет перекрестье, центр которого расположен на оптической оси трубы. Зрительная труба устанавливается на верхнем фланце патрубка СУЗ, оптическая ось ее совмещается с осью патрубка. Наблюдая в оптическую трубу, оператор считывает величину смещения подвижной мишени от номинальной оси.
Подвижная мишень, общий вид которой показан на рисунке, в своей верхней части имеет стакан, к которому крепятся две проушины для закрепления тросов; ниппель для подсоединения воздушного шланга; марка (шкала)
6 из органического стекла, на которой гравировкой нанесены взаимно перпендикулярные оси и концентрические окружности
с расстоянием между ними 1 мм и с центром в точке пересечения осей; патрон с электро-лампочкой для освещения шкалы и кабельный вывод от патрона электролампы для подсоединения к источнику электротока.
Средняя часть подвижной мишени представляет собой пневматический механизм 9, размещенный в трубе 10, к которой крепится верхний стакан. В трубе 10 выше и ниже пневматического механизма имеются по три прорези для выхода оконечностей рычагов. В цилиндр пневматического механизма газ подается от шланга через канал 11. В цилиндре расположены взаимно расходящиеся подпруженные поршни 12 и /5 с уплотнительными кольцами. К наружным концам хвостовиков 14 и 15 поршней с помощью крестовин 16 и 17, тяг 18 и 19 присоединяются по три угловых рычага 20 и 21 с гайками, имеющими шаровые головки 22 и 23. При подаче сжатого воздуха в меж-поршневую полость поршни 12 и 13, преодолевая сопротивление пружин 24 и 25, расходятся в противоположных направлениях, увлекая с собой крестовины, на которых шарнирно закреплены тяги 18 и 19, также подсоединенные шарнирно своим другим концом к рычагам 20 и 21. В свою очередь, рычаги тягами отклоняются от вертикального положения, поворачиваются вокруг оси 26 и 27, выходят через продольные прорези труб и, упираясь в стенку канала 28, центрируют подвижную мишень внутри этого канала.
Перед использованием подвижной мишени производили регулировку длин рычагов перемещением гаек с шаровыми головками. Этой регулировкой осуществляли центрирование подвижной мишени относительно внутренней цилиндрической поверхности трубы-ка-нала. Для регулировки длин рычагов применяли технологические кольца, устанавливающиеся на рычагах подвижной мишени в их рабочем положении, т. е. в разведенном состоянии. Внешний вид подвижной мишени с установленными на ее рычагах технологическими кольцами показан на рис. 3 (канцелярская линейка приложена для сравнения).
