CN101159172A - 应用于高温气冷堆吸收球停堆系统的非能动安全驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种应用于高温气冷堆吸收球停堆系统的非能动安全驱动装置，属于高温气冷反应堆吸收球备用停堆系统的重要组件。包括有承压壳(1)、固定在承压壳(1)内部的吊篮(2)、步进电机(3)、连轴器(4)、具有非自锁功能的滚珠丝杠副(5)、导向架(6)、滑动轴承(7)、弹簧组(8)和导杆(9)。其中，在承压壳(1)的内部自上而下依次连接有步进电机、连轴器、滚珠丝杠副、导向架、弹簧组和导杆，导杆的下端与落球阀阀头连接。本发明具有结构简单、易于加工制造、稳定可靠的落球阀驱动机构，为反应堆事故工况下的安全停堆提供更可靠的手段。

Description

应用于高温气冷堆吸收球停堆系统的非能动安全驱动装置
技术领域
本发明属于核反应堆安全技术领域，是一种基于非能动安全理念设计并应用于高温气冷反应堆吸收球备用停堆系统的机械驱动装置，属于高温气冷反应堆吸收球备用停堆系统的重要组件。
背景技术
高温气冷堆吸收球备用停堆系统是在控制棒失效时，通过向堆芯反射层注入碳化硼吸收球实现紧急停堆，在此过程中，吸收球备用停堆系统的落球阀阀头能否正常下移决定了吸收球是否能顺利进入堆芯反射层，而落球阀的升降是由机械驱动装置控制的，因此设计稳定可靠的落球阀驱动机构对高温堆运行安全具有十分重要的意义。
非能动安全理念是为提高核反应堆安全特性而提出的设计概念。与主动安全设计理念不同，非能动安全设计理念主张尽量采用简化的系统、更少的设备和成熟的技术，从而尽量减少不确定因素对系统安全的影响，提高系统的安全性。
现有的高温气冷实验堆吸收球停堆驱动机构由三相电动机、多功能套筒、导杆、落球阀阀头等组成。落球阀位于贮球罐下部端口的上方，落球阀提升、下落过程均需要电动机驱动。落球阀下移到位把贮球罐下部端口关闭，三相电动机断电，落球阀仍处于关闭状态。能动停堆，安全性较低。
发明内容
本发明所涉及的非能动安全驱动装置是为高温气冷实验堆吸收球备用停堆系统研制的落球阀驱动装置，该装置基于非能动安全设计理念，具有结构简单、易于加工制造、工作稳定可靠等优点，可满足故障安全的要求，断电安全，非能动停堆，安全性较高。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本驱动装置位于吸收球备用停堆系统储球罐上部，由承压壳1、吊篮2、步进电机3、连轴器4、滚珠丝杠副5、导向架6、滑动轴承7、弹簧组8、导杆9组成。本装置的主要驱动机构封装在承压壳1内，主要驱动机构由步进电机3、连轴器4、滚珠丝杠副5、导向架6、导杆9自上而下依次连接而成。步进电机3通过连轴器4与滚轴丝杠副5连接，经滚珠丝杠副5传动，使导杆9实现升降。导杆9下端接落球阀阀头，从而实现通过步进电机控制落球阀阀头升降的目的。
在反应堆正常运行工况下，落球阀驱动机构的步进电机处于带电保持状态，与其相连的导杆9将落球阀阀头保持在提起的位置，使贮球罐下部的端口关闭。步进电机触发断电之后，滚珠螺母因不自锁而沿着丝杠向下移动，导杆9随之下移，落球阀阀头落下，使贮球罐下部的端口打开。
本发明的有益效果是：1)滚珠丝杠副具有非自锁特点，若在提升过程中出现断电，即使步进电机不能正常工作，落球阀阀头仍然能正常下落，从而保证吸收球能够顺利下落，满足紧急停堆的要求；2)提供了一种结构简单、易于加工制造、稳定可靠的落球阀驱动机构，为反应堆事故工况下的安全停堆提供更可靠的手段。
附图说明
图1为高温气冷实验堆备用停堆系统落球阀驱动装置示意图
图中：1、承压壳，2、吊篮，3、步进电机，4、连轴器，5、滚珠丝杠副，6、导向架，7、滑动轴承，8、弹簧组，9、导杆。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明作进一步详细说明。
本实施例提供的是应用于高温气冷实验堆备用停堆系统的落球阀驱动装置。驱动装置主体是由步进电机3、连轴器4、滚珠丝杠副5、导向架6、滑动轴承7、弹簧组8和导杆9组成的传动机构。驱动装置主体通过吊篮2以焊接的方式固定于承压壳1内。整个装置安装于备用停堆系统储球罐上部，步进电机2导线通过承压壳上方开孔引出，接远地控制开关，导杆9深入下方储球罐内，与落球阀阀头连接。导向架6和吊篮2的底部采用滑动轴承7的连接方式，可实现导向架相对于吊篮底部的相对运动。导向架6的下端通过弹簧组与导杆9相连接。
落球阀位于贮球罐下部端口的下方，落球阀提升、下落过程靠步进电机驱动；落球阀关闭状态靠步进电机通电保持，如果断电，落球阀则靠重力下落至贮球罐下部端口处于打开状态。
在反应堆正常运行工况下，落球阀驱动机构的步进电机处于带电保持状态，与其相连的导杆9将落球阀阀头保持在提起的位置，使贮球罐下部的端口关闭，吸收球保持在贮球罐的内部。步进电机触发断电之后，滚珠螺母沿着丝杠向下移动，导杆9随之下移，落球阀阀头落下，使贮球罐下部的端口打开；贮存在贮球罐中的大量吸收球因重力而下落到侧反射层石墨块内的吸收球孔道之中，实现安全停堆的功能。
由于滚轴丝杠副5是非自锁的，因此在步进电机断电时，它能够顺利下落，从而保证储球罐底部吸收球出口畅通。这样就实现了装置的非能动安全要求。
在重新开堆之前，首先通过驱动装置控制落球阀阀头上升，关闭储球罐底部吸收球出口，步进电机重新置于带电保持状态，然后开启备用停堆系统的罗茨风机，将小球送回储球罐，为重新开堆做好准备。
本驱动装置的工作温度为150℃。

Claims (2)

1.应用于高温气冷堆吸收球停堆系统的非能动安全驱动装置，其特征在于：包括有承压壳(1)、固定在承压壳(1)内部的吊篮(2)、步进电机(3)、连轴器(4)、具有非自锁功能的滚珠丝杠副(5)、导向架(6)、和导杆(9)；其中，在承压壳(1)的内部自上而下依次连接有步进电机(3)、连轴器(4)、滚珠丝杠副(5)、导向架(6)和导杆(9)，导杆(9)的下端与落球阀阀头连接。
2.根据权利要求1所述的应用于高温气冷堆吸收球停堆系统的非能动安全驱动装置，其特征在于：导向架(6)通过弹簧组(8)与导杆(9)相连接。
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