Тепловидільна зборка (варіанти) та пристрій для монтажу-демонтажу її головки

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано на предприятиях, занятых изготовлением тепловыделяющих сборок (ТВС), преимущественно, для энергетических ядерных реакторов типа ВВЭР-1000, при эксплуатации этих ТВС на АЭС, а также на предприятиях по переработке отработанного топлива. Известна ТВС ядерного реактора, включающая пучок тепловыделяющих элементов (твэлов), установленных вертикально в каркасе, собранном из дистанционирующих решеток, закрепленных на трубчатых каналах, к выступающим концам которых присоединены концевые части: снизу - хвостовик, а сверху съемная головка, содержащая нижнюю опорную и верхнюю несущую плиты с отверстиями, смонтированные на проходящих через эти отверстия направляющих втулках, выполненных в виде патрубков, неразъемно соединенных с трубчатыми каналами с помощью кольцевых канавок, охватывающих кольцевые буртики, имеющиеся на этих каналах. Между опорной и несущей плитами головки соосно упомянутым направляющим втулкам установлены в частично сжатом состоянии пружины. Соосность этих пружин и направляющих втулок обеспечивается посредством шайб, которые вставлены в гнезда, имеющиеся в опорной плите, и входят своими кольцевыми выступами на верхнем торце в зазор между стенками направляющих втулок и пружинами. В частично сжатом состоянии пружины удерживаются с помощью двух упоров: нижнего, размещенного ниже опорной плиты, и верхнего, размещенного выше несущей плиты. Оба упора выполнены в виде присоединенных к направляющим втулкам гильз, ограничивающих своими торцами в первом случае нисходящее движение опорной плиты, а во втором восходящее движение несущей плиты и препятствующих, тем самым, разжатию пружин как вниз, так и вверх. Разъемность соединения головки ТВС обеспечивается резьбовым соединением направляющих втулок и гильз, служащих верхним упором. На наружной поверхности этих гильз выполнены продольные канавки, посредством которых специальным устройством гильзы завинчиваются, когда головку монтируют в ТВС, или отвинчиваются, когда головку демонтируют. От несанкционированного разъединения головка фиксируется стопорением резьбового соединения путем вдавливания фрагментов стенок направляющих втулок в прорези на верхнем торце гильз, что препятствует вращению последних. Расфиксация соединения производится выдавливанием названных фрагментов обратно [1]. Монтаж-демонтаж головки этой ТВС производится с помощью устройства, состоящего из корпуса, выполненного в виде трубы, установленной вертикально, и направляющего штыря, вставленного во внутреннюю полость названного корпуса. Нижний торец корпуса оснащен системой выступов, расположенных относительно друг друга аналогично продольным канавкам на гильзах, служащих в головке верхним упором, а сверху к нему присоединена рукоятка, посредством которой корпус вращают вокруг направляющего штыря или относительно последнего перемещают в обе стороны по вертикали. Направляющий штырь в нижней своей части снабжен зажимом, смонтированным на штоке встроенного в тело штыря гидро- или пневмоцилиндра, а в верхней - рукояткой, с помощью которой этот зажим вставляют в направляющие втулки головки или извлекают из них. Зажим установлен между буртиком, имеющимся на конце штока, и торцем упомянутого цилиндра и представляет из себя резиновую втулку, способную под воздействием штока этого цилиндра увеличиваться в диаметре и удерживать, тем самым, направляющие втулки головки от проворота, когда, вращая корпус, установленный своими выступами в канавки гильз, эти гильзы при монтаже головки завинчивают или отвинчивают при ее демонтаже (см. там же). Недостатком известной ТВС является низкий уровень технологичности конструкции ее головки, характеризующийся повышенной трудоемкостью операций сборки и ремонта пучка твэлов, монтажа-демонтажа самой головки, а также большими материальными затратами при выполнении названных операций. Так, например, направляющие втулки головки, соединенные неразъемно с трубчатыми каналами и являющиеся, в сущности, их продолжением, далеко выступают над верхней дистанционирующей решеткой. Это затрудняет сборку и ремонт пучка твэлов и требует применения дополнительных устройств и технологических приемов для установки и извлечения твэлов, особенно расположенных вокруг трубчатых каналов. Затруднен и монтаждемонтаж самой головки, поскольку она монтируется и демонтируется отдельными частями, а не сразу вся целиком. Так, например, при демонтаже головки для обеспечения доступа к поврежденным твэлам необходимо сначала расфиксировать все резьбовые соединения гильз с направляющими втулками, затем упомянутые гильзы с помощью описанного выше устройства поочередно отвинтить, а потом последовательно снять несущую плиту, все пружины и опорную плиту с шайбами. По завершении ремонта пучка твэлов все необходимо повторить, только в обратном порядке. Кроме того, для выполнения данной операции помимо упомянутого уже устройства требуется дополнительно еще целый ряд устройств для манипуляций с отдельными частями головки. Особенно это необходимо, когда существует опасность облучения обслуживающего персонала, например, при изготовлении ТВ С с уран-плутониевым топливом. Так же необходимы еще и устройства для хранения отдельных частей головки, чтобы исключить опасность их "потери", особенно во время ремонта ТВС на АЭС. Другим недостатком этой ТВС является невысокая надежность соединения, обеспечивающего съемность головки, поскольку при манипуляции с отдельными частями головки с помощью управляемых дистанционно устройств не исключена вероятность повреждения резьб как на гильзах, так и на направляющих втулках, а также вероятность повреждения самих трубчатых каналов, если не будет обеспечена равномерная затяжка резьбовых соединений, так как в противном случае при транспортнотехнологических операциях с ТВС трубчатые каналы будут нагружаться неравномерно. Недостатком устройства для монтажадемонтажа головки описанной ТВС является ограниченность его функциональных возможностей, поскольку с помощью этого устройства производится только завинчивание или отвинчивание гильз, обеспечивающих разборность соединения, а не весь комплекс работ по монтажу-демонтажу головки ТВС на любом этапе ее жизни, начиная от изготовления до переработки отработанного топлива. Более близкой по технической сущности к заявляемой ТВС является ТВС ядерного реактора, включающая пучок твэлов, установленных вертикально в каркасе, собранном из дистанционирующих решеток, закрепленных на трубчатых каналах, к выступающим концам которых присоединены концевые части: снизу хвостовик, а сверху - съемная головка, содержащая нижнюю опорную и верхнюю несущую плиты с отверстиями, смонтированные на проходящих через эти отверстия направляющих втулках, выполненных в виде патрубков, установленных на трубчатые каналы до упора своими внутренними уступами в торцы этих каналов и неразъемно соединенных с последними с помощью кольцевых канавок, охватывающих кольцевые буртики, имеющиеся на этих каналах. Между опорной и несущей плитами головки на упомянутых втулках установлены в частично сжатом состоянии пружины. В таком состоянии пружины удерживаются посредством двух упоров: нижнего, препятствующего разжатию пружин вниз, выполненного в виде шайб, установленных между опорной плитой и пружинами с упором на уступы, образованные торцами гильз, жестко закрепленных на направляющих втулках, и верхнего, выполненного в виде съемной плиты, присоединенной к направляющим втулкам выше несущей плиты. Эта съемная плита ограничивает восходящее движение несущей плиты и препятствует, тем самым, разжатию пружин вверх. Нисходящее движение опорной плиты ограничивается ограничителем в виде уступов, имеющихся под этой плитой на описанных выше гильзах. Разъемность соединения головки ТВС обеспечивается элементами в виде кольцевых проточек с бортиками и продольных прорезей, которыми снабжены верхние концы направляющих втулок, а также стопорным устройством, фиксирующим это соединение от несанкционированного разъединения. Функцию стопорного устройства выполняет уже известная съемная плита, снабженная отверстиями с изменяемым проходным сечением. Эти отверстия образованы размещенными в определенном порядке упругими пластинами, охватывающими направляющие втулки по дну кольцевых проточек и упирающимися своими торцами в бортики этих проточек, когда головка установлена в ТВС, а также способными под действием специального инструмента, введенного через продольные прорези в направляющих втулках, раздвигаться и пропускать концы этих втулок, когда головку снимают или устанавливают обратно [2]. Монтаж-демонтаж головки этой ТВС производится с помощью устройства, содержащего корпус в виде плиты, снабженной системой отверстий, расположенных относительно друг друга аналогично направляющим втулкам в головке, и поводок, размещенный выше корпуса и способный относительно него перемещаться по вертикали в обе стороны. Корпус и поводок взаимосвязаны Cобразными рычагами. Эти рычаги присоединены в верхней их части к поводку с помощью осей, вставленных в прорези, имеющиеся в поводке, а в средней части - к корпусу с помощью шарниров так, что могут поворачиваться вокруг этих шарниров при подъеме и опускании поводка. В нижней части рычаги снабжены захватами, способными при поворотах рычагов сцепляться и расцепляться с опорной плитой головки. В состав устройства входят также направляющие штыри, прикрепленные с помощью резьбы и гаек к дополнительной плите, размещенной между корпусом и поводком и способной перемещаться относительно корпуса по вертикали в обе стороны. Направляющие штыри проходят с зазором через отверстия, имеющиеся в корпусе, и снабжены конической заходной частью для введения их в направляющие втулки головки до тех пор, пока концы этих штырей не опустятся ниже опорной плиты головки, размещенной на этих втулках. Кроме того, направляющие штыри имеют инструменты для раздвигания пластин стопорного устройства головки и буртики, которыми при опускании дополнительной плиты вниз направляющие штыри упираются в торцы направляющих втулок головки. Это свидетельствует о погружении инструментов для раздвигания пластин стопорного устройства на нужную глубину, когда соединение головки способно расфиксироваться. На дополнительной плите имеются также выдвижные упоры, с помощью которых нажимают на несущую плиту головки, чтобы снять со стопорного устройства нагрузки от действия пружин и облегчить процесс расфиксации соединения головки (см. там же). Недостатком этой ТВС тоже является низкий уровень технологичности конструкции головки, поскольку в ней, как и в описанной ранее ТВС, направляющие втулки также неразъемно соединены с трубчатыми каналами. Кроме этого, головка и здесь монтируется и демонтируется не как единая цельная конструкция, а частями, с той лишь разницей, что эти части с помощью описанного выше устройства перетягиваются с направляющих втулок на направляющие штыри, когда головку демонтируют, и возвращаются обратно, когда ее монтируют. К тому же, во время ремонта пучка твэлов демонтированная головка хранится вместе с упомянутым устройством, что в случае его неисправности или при неосторожном с ним обращении не исключает риска "потери" частей головки. Недостатком этой ТВС является и невысокая надежность соединения, обеспечивающего съемность ее головки, так как не исключена вероятность повреждения наиболее слабого элемента конструкции этого соединения - пластин стопорного устройства, поскольку они подвержены воздействию практически всех нагрузок, действующих на ТВС во время ее эксплуатации. Недостатком устройства для монтажадемонтажа головки этой ТВС является ограниченность его функциональных возможностей, поскольку оно не может быть использовано для обслуживания нескольких ТВС одновременно без дополнительных устройств для хранения их демонтированных головок, что, как и в случае использования устройства по патенту США №4687619, усложняет процесс монтажа-демонтажа последних. Таким образом, основными недостатками известной ТВС являются низкий уровень технологичности конструкции головки и невысокая надежность соединения, обеспечивающего ее съемность. Недостатком же устройства для монтажа-демонтажа головки ТВС является ограниченность его функциональных возможностей. Особенно заметны эти недостатки при применении известного технического решения в ТВС с большим числом трубчатых каналов, например, ТВС ВВЭР-1000, где таких трубчатых каналов 18 штук. В основу изобретения поставлена задача создания ТВС и устройства для монтажадемонтажа ее головки, в которых изменением формы и взаимосвязей их элементов обеспечивается монтаж-демонтаж головки ТВС как цельной сборочной единицы и за счет этого повышается уровень технологичности и надежности конструкции ТВС, а также расширяются функциональные возможности устройства. Поставленная задача решается тем, что в известной ТВС ядерного реактора, включающей пучок твэлов, установленных вертикально в каркасе, собранном из дистанционирующих решеток, закрепленных на трубчатых каналах, а также хвостовик и съемную головку, содержащую: нижнюю опорную и верхнюю несущую плиты с отверстиями, смонтированные на проходящих через эти отверстия направляющих втулках, выполненных в виде имеющих продольные прорези патрубков, установленных на выступающие из пучка твэлов концы трубчатых каналов до упора своими внутренними уступами в торцы этих каналов и соединенных с последними с помощью имеющихся кольцевых канавок, охватывающих кольцевые буртики на трубчатых каналах; пружины, установленные на направляющих втулках между опорной и несущей плитами в частично сжатом состоянии; нижний упор, препятствующий разжатию пружин вниз; верхний упор, препятствующий разжатию пружин вверх, размещенный на направляющих втулках выше несущей плиты; ограничитель нисходящего движения опорной плиты, выполненный в виде уступов, размещенных на направляющих втулках под опорной плитой; элементы разъемного соединения головки и стопорного устройства, фиксирующее это соединение от несанкционированного разъединения, выполненное в виде плиты с отверстиями, охватывающими своими стенками элементы разъемного соединения головки, согласно изобретению, стопорное устройство размещено ниже опорной плиты, жестко соединено с нею и охватывает стенками своих отверстий нижние концы направляющих втулок, которые снабжены продольными прорезями, при этом в качестве элементов разъемного соединения головки используются разрезанные стенки названных втулок, нижним упором служит ограничитель нисходящего движения опорной плиты, а верхний упор выполнен в виде втулок, жестко закрепленных на каждой направляющей втулке. Поставленная задача решается тем, что в известной ТВС ядерного реактора, включающей пучок твэлов, установленных вертикально в каркасе, собранном из дистанционирующих решеток, закрепленных на трубчатых каналах, а также хвостовик и съемную головку, содержащую: нижнюю опорную и верхнюю несущую плиты с отверстиями, смонтированные на проходящих через эти отверстия направляющих втулках, выполненных в виде имеющих продольные прорези патрубков, установленных на выступающих из пучков твэлов концы трубчатых каналов до упора своими внутренними уступами в торцы этих каналов и соединенных с последними с помощью имеющихся кольцевых канавок, охватывающих кольцевые буртики на трубчатых каналах; пружины, установленные на направляющих втулках между опорной и несущей плитами в частично сжатом состоянии; нижний упор, препятствующий разжатию пружин вниз, выполненный в виде шайб, установленных между опорной плитой и пружинами с упором в уступы, имеющиеся на направляющих втулках; верхний упор, препятствующий разжатию пружин вверх, размещенный на направляющих втулках выше несущей плиты; ограничитель нисходящего движения опорной плиты, элементы разъемного соединения головки и стопорное устройство, фиксирующее это соединение от несанкционированного разъединения, выполненное в виде плиты с отверстиями, охватывающими своими стенками элементы разъемного соединения головки, согласно изобретению, стопорное устройство размещено ниже опорной плиты, жестко соединено с нею и охватывает стенками своих отверстий нижние концы направляющих втулок, которые снабжены продольными прорезями, при этом, в качестве элементов разъемного соединения головки используются разрезанные стенки названных втулок, ограничителем нисходящего движения опорной плиты служат, по крайней мере, одна стяжка, соединяющая опорную и несущую плиты, и упор, размещенный, по крайней мере, на одном трубчатом канале ниже стопорного устройства, а верхний упор выполнен в виде втулок, жестко закрепленных на каждой направляющей втулке. Поставленная задача решается также и тем, что в известной ТВС ядерного реактора, включающей пучок твэлов, установленных вертикальной в каркасе, собранном из дистанционирующих решеток, закрепленных на трубчатых каналах, а также хвостовик и съемную головку, содержащую нижнюю опорную и верхнюю несущую плиты с отверстиями, смонтированные на проходящих через эти отверстия направляющих втулках, выполненных в виде имеющих продольные прорези патрубков, установленных на выступающие из пучка твэлов концы трубчатых каналов до упора своими внутренними уступами в торцы этих каналов и соединенных с последними с помощью имеющихся кольцевых канавок, охватывающих кольцевые буртики на трубчатых каналах, пружины, установленные на направляющих втулках между опорной и несущей плитами в частично сжатом состоянии, нижний упор, препятствующий разжатию пружин вниз, верхний упор, препятствующий разжатию пружин вверх, выполненный в виде плиты, размещенной на направляющих втулках выше несущей плиты, ограничитель нисходящего движения опорной плиты, элементы разъемного соединения головки и стопорное устройство, фиксирующее это соединение от несанкционированного разъединения, выполненное в виде плиты с отверстиями, охватывающими своими стенками элементы разъемного соединения головки, согласно изобретению, стопорное устройство размещено ниже опорной плиты, жестко соединено с нею и охватывает стенками своих отверстий нижние концы направляющих втулок, которые снабжены продольными прорезями, при этом в качестве элементов разъемного соединения головки используются разрезанные стенки названных втулок, а ограничителем нисходящего движения опорной плиты и нижним упором служит, по крайней мере, одна стяжка, связывающая эту плиту с верхним упором, который жестко прикреплен к направляющим втулкам. Поставленная задача решается и тем, что в известном устройстве для монтажа-демонтажа головки ТВС, содержащем корпус, снабженный системой отверстий, расположенных по отношению друг к другу аналогично направляющим втулкам в головке, поводок, размещенный выше корпуса, перемещающийся относительно него по вертикали в обе стороны, C-образные рычаги, присоединенные в верхней части с помощью осей, вставленных в прорези, к поводку, а в средней части с помощью шарниров к корпусу, поворачивающиеся относительно названных шарниров при подъеме-опускании поводка, захваты, размещенные в нижней части рычагов, сцепляющиеся и расцепляющиеся при поворотах последних с опорной плитой головки, направляющие штыри, вставленные с зазором в отверстия корпуса, снабженные заходной частью для введения их в направляющие втулки головки до упора имеющимися буртиками в торцы названных втулок, и подвижные упоры для поджатия несущей плиты головки, согласно изобретению, направляющие штыри присоединены к корпусу и выполнены проходящими направляющие втулки головки насквозь, при этом на каждом направляющем штыре между корпусом и имеющимся буртиком установлена пружина сжатия, а в качестве подвижных упоров используется корпус. Из описанного выше следует, что задача, поставленная в основу изобретения, решается, в основном, за счет выполнения разъемным соединением направляющих втулок головки ТВС с трубчатыми каналами и изменения взаимного расположения стопорного устройства относительно других частей головки, а также за счет совмещения функций корпуса устройства для монтажа-демонтажа головки ТВС с функциями его подвижных упоров и изменения конструкции направляющих штырей. При осуществлении настоящего изобретения это позволит: 1. Собирать головку ТВС отдельно от пучка твэлов, поскольку она стала законченной цельной конструкцией, и затем с помощью предложенного устройства для ее монтажа-демонтажа монтировать эту головку в ТВС и демонтировать обратно на любом этапе жизни ТВС, причем со значительным снижением трудоемкости и материальных затрат на выполнение как операции сборки самой головки, так и операции по ее монтажу в ТВС и обратно. Особенно заметны преимущества такой конструкции головки, когда существует опасность облучения производственного и обслуживающего персонала, например, при изготовлении ТВС с уранплутониевым топливом. В этом случае сборка головок и контроль их качества могут производиться в "чистой" зоне без дополнительных затрат на обеспечение защиты производственного и обслуживающего персонала от вредных излучений. 2. Уменьшить практически на длину направляющих втулок головки длину выступающих из пучка твэлов концов трубчатых каналов и, соответственно, снизить трудоемкость и материальные затраты на выполнение операций сборки и ремонта пучков твэлов, а также снизить материальные затраты на оборудование для сборки пучка твэлов и производственные площади для этого оборудования, поскольку уменьшение длины пучка твэлов позволит уменьшить и протяженность оборудования для его сборки. 3. Упростить применение разнородных материалов для изготовления трубчатых каналов и направляющих втулок головки, например, циркониевых сплавов - для трубчатых каналов и нержавеющих сталей - для направляющих втулок, поскольку для этого не требуется дополнительных технических решений и технологических приемов. 4. Повысить надежность соединения, обеспечивающего съемность головки, поскольку за счет размещения стопорного устройства ниже опорной плиты и жесткой его связи с последней обеспечивается снижение действующих на него нагрузок и надежная фиксация им упомянутого соединения от несанкционированного разъединения на всех этапах жизни ТВС. 5. Применять предложенное устройство для монтажа-демонтажа головки ТВС на всех этапах ее жизни со значительным снижением трудоемкости и материальных затрат на выполнение этих операций. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена ТВС ядерного реактора; на фиг.2 - головка ТВС; на фиг.3 трубчатый канал, направляющая втулка и плита стопорного устройства; на фиг.4 - соединение трубчатого канала с направляющей втулкой в сборе; на фиг.5 - вариант ТВС с головкой, снабженной стяжкой, соединяющей опорную и несущую плиты; на фиг.6 -вариант ТВС с головкой, снабженной стяжкой, связывающей опорную плиту с верхним упором; на фиг.7 - ТВС с устройством для монтажа-демонтажа головки, момент сцепления устройства с головкой; на фиг.8 - ТВС с устройством для монтажа-демонтажа головки, момент демонтажа головки; на фиг.9 ТВС с устройством для монтажа-демонтажа головки, момент расцепления устройства с головкой. ТВС состоит из пучка (множества) твэлов 1, установленных вертикально в каркасе (на фиг. не показан), собранном из дистанционирующих решеток 2, закрепленных на трубчатых каналах 3, а также хвостовика 4 и съемной головки 5. Головка 5 содержит: нижнюю опорную плиту 6 с отверстиями 7; верхнюю несущую плиту 8 с отверстиями 9; пружины 10, установленные между названными плитами 6 и 8 в частично сжатом состоянии; направляющие втулки 11 для пружин 10, вставленные с зазором в отверстия 7 и 9 этих плит 6 и 8; и стопорное устройство в виде плиты 12, размещенной на, уровне нижних концов направляющих втулок 11 под опорной плитой 6 и жестко связанной с последней посредством обечайки 13, например, с помощью сварки (фиг.2). Несущая плита 8 оснащена обечайкой 14, имеющей элементы, например, в виде шпонок 15 для удобства обслуживания ТВС и захвата ее головки транспортно-технологическим оборудованием (на фиг. не показано). Обечайка 14 может быть соединена с несущей плитой 8, например, с помощью сварки (фиг.2). Пружины 10 удерживаются в частично сжатом состоянии посредством нижних и верхних упоров 16 и 17, присоединенных к направляющим втулкам 11 ниже опорной и выше несущей плит 6 и 8 соответственно. Упоры 16 своими торцами 18 ограничивают нисходящее движение опорной плиты 6 и препятствуют, тем самым, разжатию пружин 10 вниз. Упоры 17 своими торцами 19 ограничивают восходящее движение несущей плиты 8 и препятствуют, тем самым, разжатию пружин 10 вверх. Упоры 16 могут быть выполнены, например, механической обработкой буртиков 20 (фиг.2) на направляющих втулках 11 или приваркой к последним гильз 21 (фиг.5). Упоры 17 могут быть выполнены в виде гладкостенных гильз 22 (фиг.2) или снабженных резьбой гильз 23 (фиг.5), приваренных к направляющим втулкам 11 после установки несущей плиты 8. Направляющие втулки 11 своими нижними концами соединены с выступающими из пучка твэлов 1 концами трубчатых каналов 3 разъемным соединением. Для этой цели трубчатые каналы 3 вверху снабжены кольцевыми буртиками 24 с фасками 25 и 26, а направляющие втулки 11 внизу имеют разрезанные прорезями 27 упругие подвижные стенки 28 и внутренние проточки 29, начинающиеся заходными фасками 30 и оканчивающиеся уступами 31. На разрезанных стенках 28 внутри проточек 29 выполнены кольцевые канавки 32 с фасками 33, причем размещены эти канавки по отношению к уступам 31 аналогично тому, как размещены ответные кольцевые буртики 24 по отношению к торцам 34 трубчатых каналов 3 (фиг.3). При монтаже упомянутого соединения концы трубчатых каналов 3 входят в проточки 29 направляющих втулок 11, пока своими торцами 34 не дойдут до уступов 31, при этом, кольцевые, буртики 24, взаимодействуя своими фасками 25 с заходными фасками 30, отжимают в стороны разрезанные стенки 28 названных втулок, проходят в проточки 29 и устанавливаются напротив кольцевых канавок 32. После этого под действием упругих сил разрезанные стенки 28 возвращаются в исходное положение и кольцевые канавки 32 охватывают кольцевые буртики 24, завершая соединение направляющих втулок 11 с трубчатыми каналами 3 (фиг.4). От несанкционированного разъединения это соединение фиксируется с помощью отверстий 35, которыми снабжена плита 12 стопорного устройства. Эти отверстия охватывают своими стенками разрезанные стенки 28 направляющих втулок 11 и препятствуют выходу из них трубчатых каналов 3, поскольку кольцевые буртики 24 оказываются зажатыми стенками кольцевых канавок 32. В фиксирующем положении плита 12 стопорного устройства удерживается через обечайку 13 и опорную плиту 6 нижними упорами 16, препятствующими ее нисходящему движению, и пружинами 10, усилие первоначального поджатия которых ограничивает ее восходящее движение. Демонтаж соединения направляющих втулок 11 с трубчатыми каналами 3 производится после его расфиксации. Для этого плиту 12 стопорного устройства необходимо поднять вверх, преодолевая усилие сжатия пружин 10 до тех пор, пока разрезанные стенки 28 упомянутых втулок не выйдут из отверстия 35. Далее при поднятии вверх направляющих втулок 11 кольцевые буртики 24 своими фасками 26, взаимодействуя с фасками 33, имеющимися в кольцевых канавках 32, раздвигают в стороны разрезанные стенки 28 и выходят из этих канавок, Поскольку все составные части головки 5 смонтированы на направляющих втулках 11 и удерживаются на них с помощью нижнего и верхнего упоров 16 и 17, то после разъединения этих втулок с трубчатыми каналами 3 головка 5 снимается с ТВС, причем целиком. Как вариант, ТВС снабжена головкой 5, имеющей шайбы 36 и стяжку 37, а также имеет, по крайней мере, один трубчатый канал 3, снабженный упором 38 (фиг.5). Шайбы 36 размещены на торцах гильз 21, служащих нижним упором, между опорной плитой 6 и пружинами 10. Стяжка 37 связывает между собой несущую плиту 8 и опорную плиту 6, причем с опорной плитой 6 стяжка 37 связана жестко, например, с помощью резьбового соединения, а несущая плита 8 на стяжке 37 подвижна. Упор 38 на трубчатом канале 3 удерживает плиту 12 стопорного устройства в фиксирующем положении, когда'нажимают на несущую плиту 8 и стяжка 37 перестает удерживать опорную плиту 6 от нисходящего движения. Такая конструкция головки 5 позволяет при эксплуатации ТВС еще компенсировать за счет независимого поджатия пружин 10 разность в радиационном и температурном росте ее трубчатых каналов 3, обусловленную имеющейся неравномерностью энерговыделения по радиусу ТВС. Как вариант, ТВС снабжен головкой 5, в которой в качестве нижнего и верхнего упоров используется дополнительная плита 39 и стяжка 40 (фиг.6). Дополнительная плита 39 размещена над несущей плитой 8 и соединена, например с помощью резьбы и сварки со всеми направляющими втулками 11. Стяжка 40 соединяет дополнительную плиту 39 с опорной плитой 6, причем в опорной плите 6 стяжка 40 закреплена жестко, например, с помощью резьбового соединения, а дополнительная плита 39 вместе с несущей плитой 8 на стяжке 40 подвижны. Кроме этого, стяжка 40 удерживает опорную плиту 6 от нисходящего движения, когда нажимают на несущую плиту 8, и препятствует, тем самым, несанкционированной расфиксации соединения головки 5 с трубчатыми каналами 3. Такая конструкция головки 5 позволяет повысить еще устойчивость направляющих втулок 11 к эксплуатационным нагрузкам. ТВС снабжена устройством 41 для монтажадемонтажа ее головки 5. Устройство 41 содержит корпус 42, к которому присоединены, по крайней мере, два Cобразных рычага 43, поводок 44 и направляющие штыри 45 (фиг.7 - 9). Корпус 42 выполнен в виде фигурной плиты, снабженной системой отверстий 46, расположенных по отношению друг к другу аналогично направляющим втулкам 11 в головке 5, и может центрироваться относительно упомянутых втулок по обечайке 14 головки 5, например, с помощью проточки 47 и пазов 48, в которые входят шпонки 15 для захвата головки 5 транспортно-технологическим оборудованием. Рычаги 43 присоединены к корпусу 42 с помощью шарниров 49 своей средней частью. В нижней части рычаги 43 снабжены захватами 50, которыми способны сцепляться и расцепляться с опорной плитой 6 головки 5, а в верхней части эти рычаги 43 имеют прорези 51. С помощью этих прорезей и осей 52 рычаги 43 соединены с поводком 44. Поводок 44 может перемещаться относительно корпуса 42 по вертикали в обе стороны, например, по направляющей 53, которой снабжен корпус 42. Направляющие штыри 45 вставлены с зазором в отверстия 46, имеющиеся в корпусе 42, и снабжены: внизу - заходными конусами 54, в средней части - буртиками 55, а вверху буртиками 56. Между буртиками 55 и корпусом 42 установлены пружины сжатия 57. Буртики 56 соединяют направляющие штыри 45 с корпусом 42 в единую конструкцию и могут быть выполнены, например, в виде гаек, законтренных с помощью сварки. ТВС работает следующим образом. Ее загружают в ядерный реактор, при этом, она входит своим хвостовиком 4 в специальное гнездо, имеющееся в опорной решетке шахты реактора (оборудование реактора на фиг. не показано). После загрузки в реактор необходимого числа ТВС, его закрывают крышкой. В крышке реактора для каждой ТВС также имеется специальное гнездо, в которое входит ее головка 5 своей обечайкой 14 со шпонками 15. Затем крышку реактора уплотняют (притягивают к корпусу реактора) и запускают реактор в работу. В процессе работы ядерного реактора твэлы 1 генерируют тепловую энергию, которая снимается проходящим через ТВС теплоносителем. Теплоноситель поступает в ТВС снизу через хвостовик 4. Пройдя через пучок твэлов 1, установленных в каркас из дистанционирующих решеток 2, закрепленных на трубчатых каналах 3, подогретый теплоноситель через проливные отверстия в плите 12 стопорного устройства и обечайке 13 выходит за пределы ТВС и отводится из реактора. Загрузку ТВС в реактор производят перегрузочной машиной, снабженной захватом, который устанавливается на обечайку 14 головки 5 и подхватывает ее за шпонки 15 (перегрузочная машина и захват на фиг. не показаны). При подъеме ТВС вес пучка твэлов 1 передается через трубчатые каналы 3, соединенные нижними концами с хвостовиком 4, на направляющие втулки 11 головки 5, которые соединены посредством кольцевых канавок 32 и кольцевых буртиков 24 с верхними концами этих каналов 3. Далее нагрузка воспринимается верхними упорами 17, закрепленными на каждой втулке 11 над несущей плитой 8, связанной с обечайкой 14, снабженной шпонками 15, за которые ТВС поднимают. Соединение трубчатых каналов 3 с направляющими втулками 11 в этом случае зафиксировано от несанкционированного разъединения плитой 12 стопорного устройства, охватывающей стенками своих отверстий 35 нижние концы упомянутых втулок 11 и препятствующей, тем самым, выходу из кольцевых канавок 32 кольцевых буртиков 24 на трубчатых каналах 3, поскольку связанная с плитой 12 через обечайку 13 опорная плита 6 остается при подъеме ТВС неподвижной, так как удерживается от движения вниз нижними упорами 16, а от движения вверх - пружинами 10. При уплотнении реактора его крышка давит на торец обечайки 14 и связанная с нею несущая плита 8 опускается по направляющим втулкам 11 вниз, сжимая пружины 10. Опорная же плита, при этом, остается неподвижной, поскольку от движения вверх она удерживается дополнительно поджатыми пружинами 10, а от движения внизнижними упорами 16 на направляющих втулках 11, опирающихся своими внутренними уступами 31 на торцы 34 трубчатых каналов 3, соединенных с хвостовиком 4. Соединение трубчатых каналов 3 с направляющими втулками 11 и в этом случае надежно зафиксировано от несанкционированного разъединения плитой 12 стопорного устройства, поскольку эта плита 12 вместе с опорной плитой 6 остается тоже неподвижной, так как связана с последующей через обечайку 13. При разуплотнении реактора его крышка снимается и она перестает давить на торец обечайки 14 головки 5 ТВС. Под действием пружин 10 несущая плита 8 возвращается в исходное положение до верхних упоров 17. Все другие элементы конструкции головки 5, при этом, остаются неподвижными и, следовательно, соединение трубчатых каналов 3 с направляющими втулками 11 - зафиксированным от несанкционированного разъединения. Работа ТВС по п.2 формулы осуществляется аналогично работе ТВС по п.1. Отличие заключается в следующем. При загрузке ТВС в реактор, когда ее поднимают, часть головки 5, состоящая из опорной плиты 6, обечайки 13 и плиты 12 стопорного устройства, остается неподвижной, а. следовательно, и соединение трубчатых каналов 3 с направляющими втулками зафиксированным от несанкционированного разъединения, благодаря стяжке 37, которая удерживает опорную плиту 6 от движения вниз, и благодаря пружинам 10, которые через шайбы 36 препятствуют движению этой плиты 6 вверх. При уплотнении реактора, когда обечайка 14 и связанная с нею несущая плита 8 начинают опускаться вниз, стяжка 37 перестает удерживать часть головки 5, состоящую из опорной плиты 6, обечайки 13 и плиты 12 стопорного устройства, от движения вниз. В работу вступает упор 38, размещенный на центральном трубчатом канале 3 под плитой 12. Движению же вверх упомянутой части головки 5 препятствуют пружины 10 через шайбы 36. Таким образом, и в этом случае соединение трубчатых каналов 3 с направляющими втулками 11 находится в зафиксированном состоянии. Отличие в работе ТВС по п.2 формулы заключается еще и в том, что каждый трубчатый канал 3 способен работать независимо от других. Во время работы ТВС в реакторе из-за разности энерговыделения по радиусу ТВС и отличий в структуре материала трубчатых каналов 3 последние могут получить различное температурное и радиационное удлинение. Удлиняясь трубчатый канал 3 своим торцем 34 начинает давит на внутренний уступ 31 направляющей втулки 11. Направляющая втулка 11 торцем нижнего упора, выполненного в виде гильзы 21, через шайбу 36 дополнительно сжимает пружину 10, компенсируя, тем самым, полученное трубчатым каналом 3 температурное и радиационное удлинение. Работа ТВС по п.3 формулы осуществляется аналогично работе ТВС по п. 1. Отличие заключается в следующем. При загрузке ТВС в реактор, когда ее поднимают, вес пучка твэлов 1 через трубчатые каналы 3, соединенные с хвостовиком 4 внизу, передается на направляющие втулки 11. присоединенные сверху к трубчатым каналам 3, и воспринимаются дополнительной плитой 39, которая размещена над несущей плитой 8 и соединена со всеми направляющими втулками 11. Соединение трубчатых каналов 3 с направляющими втулками 11 в этом случае зафиксировано плитой 12 стопорного устройства, поскольку стяжка 40 через плиту 6 и обечайку 13 препятствует движению этой плиты 12 вниз, а пружину 10 через ту же плиту 6 и обечайку 13 вверх. При уплотнении реактора, когда надавливают на обечайку 14, связанная с этой обечайкой 14 несущая плита 8 по направляющим втулкам 11 опускается вниз, сжимая пружины 10. Сжимаясь, пружины 10 стремятся сдвинуть вниз опорную плиту 6 и связанную с этой плитой 6 посредством обечайки 13 плиту 12 стопорного устройства. Однако этому движению препятствует стяжка 40, которая удерживается неподвижно дополнительной плитой 39, соединенной со всеми направляющими втулками 11 над несущей плитой 8, то есть, и в этом случае соединение трубчатых каналов 3 с направляющими втулками 11 оказывается надежно зафиксированным от несанкционированного разъединения. При разуплотнении реактора, когда нагрузку с обечайки 14 снимают, она вместе с несущей плитой 8 под действием пружин 10 возвращается в исходное положение до дополнительной плиты 39. Остальные части головки 5 ТВС остаются неподвижными, а соединение трубчатых каналов 3 с направляющими втулками 11 зафиксированным от несанкционированного разъединения. Устройство для монтажа-демонтажа головки ТВС работает следующим образом. Перед установкой устройства 41 на головку 5 ТВС поводок 44 опускается вниз. В результате этого оси 52, закрепленные в поводке 44, взаимодействуя с прорезями 51, толкают верхние концы рычагов 43 вниз и поворачивают эти рычаги вокруг шарниров 49 так, что нижние концы упомянутых рычагов 43 с захватами 50 расходятся в стороны. Затем направляющие штыри 45 вводят, например, с помощью перегрузочной машины, во внутренние полости направляющих втулок 11, пока обечайка 14 головки 5 не войдет в проточку 47 корпуса 42, а шпонки 15 не войдут в пазы 48. Таким образом корпус 42 центрируется относительно головки 5. После этого направляют на корпус 42 и несущая плита 8 головки 5 посредством обечайки 14 опускается по направляющим втулки 11 вниз на величину H расстояние, необходимое для выхода разрезанных стенок 28 упомянутых втулок 11 из отверстий 35 плиты 12 стопорного устройства, головки и расфиксации соединения последней с трубчатыми каналами 3. Пружины 10 при этом сжимаются. Одновременно сжимаются и пружины 57, размещенные между корпусом 42 и буртиками 55, поскольку последние опираются на верхние торцы неподвижных направляющих втулок 11. Далее поводок 44 поднимают вверх. В этом случае посредством осей 52 и прорезей 51 рычаги 43 поворачиваются вокруг шарниров 49 в обратную сторону, з результате чего нижние концы этих рычагов 43 сходятся и захваты 50 сцепляются с опорной плитой 6 головки 5. Потом начинают поднимать вверх корпус 42, при этом поддерживаемая захватами 50, опорная плита 6 тянет за собой плиту 12 и через пружины 10 толкает вверх несущую плиту 8. Когда величина подъема корпуса 42 составит величину H, разрезанные стенки 28 направляющих втулок 11 выйдут из отверстий 35 плиты 12, а несущая плита 8 дойдет до упоров 17 головки 5. При дальнейшем подъеме корпуса 42 несущая плита 8 за упоры 17 начинает тянуть вверх направляющие втулки 11. Тогда кольцевые буртики 24 на трубчатых каналах 3, которые удерживаются массой оставшейся части ТВС на месте, своими фасками 26 начинают взаимодействовать с фасками 33 в кольцевых канавках 32 и отжимают в стороны разрезанные стенки 28 направляющих втулок 11. После чего кольцевые буртики 24 выходят из ответных кольцевых канавок 32 и соединение направляющих втулок 11 с трубчатыми каналами 3 разъединяется. Головка 5 демонтирована. Демонтированная таким образом головка 5 может храниться вместе с устройством 41 или отдельно. Обратно головку 5, хранившуюся вместе с устройством 41, монтируют в следующем порядке. Головку 5, сцепленную с устройством 41, ориентируют относительно ТВС, например, с помощью перегрузочной машины, так, чтобы выступающие за плиты 12 концы направляющих штырей 45 вошли в трубчатые каналы 3. Затем головку 5 опускают вниз до тех пор, пока кольцевые буртики 24 на трубчатых каналах 3 своими фасками 25, взаимодействуя с заходными фасками 3, в направляющих втулках 11, не раскроют их разрезанные стенки 28 и не войдут в ответные кольцевые канавки 32. когда трубчатые каналы 3 своими торцами 34 достигнут уступов 31, имеющихся в направляющих втулках 11. Направляющие штыри 45 с помощью буртиков 55 и пружин 57 препятствуют в этом случае самопроизвольному перемещению вверх направляющих втулок 11. При дальнейшем опускании головки 5 вниз трубчатые каналы 3 через уступы 31 толкают своими торцами 34 направляющие втулки 11 вверх, а последние толкают буртики 55, пока не сожмутся пружиной 57, Затем несущая плита 8, пружины 10, опорная плита б и связанная с нею плита 12 стопорного устройства головки 5 начинают перемещаться по направляющим втулкам 11 вниз до упоров 16, при этом разрезанные стенки 28 упомянутых втулок 11 входят в отверстия 35 плиты 12 и стопорятся стенками этих отверстий 35, фиксируя соединение направляющих втулок 11 с трубчатыми каналами 3. После этого поводок 44 опускают вниз. Он поворачивает вокруг шарниров 49 рычаги 43 и освобождает опорную плиту 6 от захватов 50. Потом начинают поднимать корпус 42 вверх. Под действием пружин 10 несущая плита 8 поднимается вверх до упоров 17. Головка 5 смонтирована. Далее направляющие штыри 45 извлекаются из направляющих втулок 11 и устройство 41 убирается. Отдельно от устройства 41 головка 5 может храниться, например, в специальном стеллаже, снабженном отверстиями для прохода выступающих за плиту 12 концов направляющих втулок 11 и направляющих штырей 45 (на фиг. этот стеллаж не показан). В этом случае головку 5, сцепленную с устройством 41, ориентируют относительно названных отверстий, например, с помощью перегрузочной машины, так, чтобы выступающие за плиту 12 концы направляющих втулок 11 и направляющих штырей 45 вошли в эти отверстия, и опускают ее вниз до тех пор, пока она плитой 12 не упрется в стеллаж. Далее поводок 44 опускают вниз. Он поворачивает вокруг шарниров 49 рычаги 43 и освобождает опорную плиту 6 от захватов 50. Потом начинают поднимать вверх корпус 42. Под действием пружин 10 несущая плита 8 поднимается вверх и за упоры 17 тянет за собой направляющие втулки 11 пока упоры 16 не упрутся в нижнюю поверхность опорной плиты 6. После этого направляющие штыри 45 извлекаются из направляющих втулок 11 и устройство 41 убирается. Головка 5 установлена на хранение в стеллаж, пока не возникнет необходимость смонтировать ее на ТВС. Сцепление головки 5 с устройством 41 после ее хранения в стеллаже производится в обратном порядке. Из описанного выше видно, что предлагаемая ТВС в отличие от уже известных имеет более технологичную конструкцию головки и более надежное соединение, обеспечивающее ее съемность, а предлагаемое устройство для монтажа-демонтажа этой головки имеет более широкие функциональные возможности, то есть задача изобретения решена. Использование предлагаемых ТВС и устройства для монтажа-демонтажа ее головки позволит улучшить условия сборки и ремонта ТВС на предприятиях-изготовителях, сократить сроки ремонта ТВС, связанного с заменой негерметичных твэлов, на АЭС, а также улучшить условия разборки ТВС на заводах по переработке отработанного топлива. Испытания полномасштабных макетов предложенных ТВС и устройства для монтажа-демонтажа ее головки показали их работоспособность, статическую и динамическую прочность и приемлемость конструкции для организации серийного производства Источники информации 1. Патент США №4687619, кл. G21C19/20, 1987. 2. Заявка Германии №2845515, кл. G21C3/04, 1979.