CN102280146B - 高温气冷堆事故落棒混合式缓速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及反应堆工程技术领域，特别公开了一种高温气冷堆事故落棒混合式缓速器。该缓冲器包括：连接部件、分别安装在连接部件两端的上端盖和下端盖、位于连接部件内部并安装在上端盖和下端盖之间的传动轴、永磁阻尼部件和电磁阻尼部件；缓速器通过连接部件与外部设备可拆卸连接。本发明提供的高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，将永磁阻尼部件和电磁阻尼部件有机地结合在一起，大大提高缓速器的可靠性，对控制棒事故落棒速度可以进行有效的控制，并解决了耐高温，耐辐射的技术问题。

Description

高温气冷堆事故落棒混合式缓速器
技术领域
本发明涉及反应堆工程技术领域，特别涉及高温气冷堆事故落棒混合式缓速器。
背景技术
高温气冷堆事故落棒缓速器工作环境条件(例如高温、氦气环境、放射性)比较苛刻，安装空间狭小，并且需要满足安全故障准则。在反应堆正常工况下，要求阻尼尽量小或不提供阻尼，以降低对动力设备的需求；在控制棒驱动机构失电时，要求提供较大的阻尼，以降低控制棒的下落速度，减小对控制棒驱动机构的冲击。
目前高温气冷实验堆控制棒驱动机构采用的缓速器均为永磁式缓速器。该永磁式阻尼器具有一定的优点：
(1)具有很好的速度跟随性，即当控制棒正常运动时，由于转速低，产生的阻尼转矩很小。而在事故工况下，随着落棒速度的加快产生的阻尼转矩也随之增加，并能很快与控制棒的重力转矩平衡，使其匀速下落；
(2)采用永磁体结构，无需外部电力，满足安全故障准则；
(3)结构比较紧凑，便于在控制棒驱动机构的狭小空间内安装。
但随着高温气冷堆技术从实验堆到商用堆的发展，单纯的永磁式缓速器逐渐出现一定的问题：
(1)商用高温气冷堆的控制棒较重、行程很长，该控制棒的重量、行程一般为实验堆的4倍多，单纯的永磁阻尼难以满足要求；
(2)永磁体性能随温度变化较大，易造成低温时落棒时间过长或高温时落棒速度过快，从而无法满足控制棒系统运行要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，可实现有效、可靠地控制反应堆事故工况下控制棒的下落速度，并有效的减轻对动力设备的负担，最大程度地确保反应堆的安全性。
(二)技术方案
为了解决上述问题，本发明提供一种高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，包括：
连接部件、分别安装在连接部件两端的上端盖和下端盖、位于连接部件内部并安装在上端盖和下端盖之间的传动轴、永磁阻尼部件和电磁阻尼部件；
所述缓速器通过连接部件与外部设备可拆卸连接。
进一步地，所述连接部件为连接法兰，所述连接法兰为环状。
进一步地，所述永磁阻尼部件包括分别均匀分布在上端盖和下端盖上的若干个永磁体，安装在传动轴上的阻尼盘；
所述相邻的永磁体之间设有隔块，所述永磁体和阻尼盘之间留有间隙。
进一步地，还包括垫片，所述垫片分别安装在上端盖与连接法兰之间和下端盖和连接法兰之间，用于调整永磁体和阻尼盘之间的间隙大小。
进一步地，所述电磁阻尼部件包括安装在传动轴上的电磁制动盘、固定安装在下端盖上的电磁铁芯、安装在电磁铁芯和电磁制动盘之间的衔铁；
所述电磁铁芯上安装电磁线圈和压紧弹簧；所述电磁线圈与压紧弹簧同位于衔铁的一侧；所述衔铁沿轴向滑动并与电磁制动盘之间留有间隙。
进一步地，所述传动轴两端安装两个轴承，利用所述轴承及轴承端盖连接固定传动轴。
进一步地，所述电磁制动盘通过平键与传动轴连接，并固定在传动轴上。
进一步地，还包括紧定螺钉，所述紧定螺钉与压紧弹簧连接。
进一步地，还包括调整螺钉，所述调整螺钉连接在电磁铁芯上，用于调整衔铁与电磁制动盘之间的间隙。
(三)有益效果
本发明提供一种高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，具有以下优点：
(1)易于实现商用高温气冷堆控制棒重量大、事故落棒行程长所需的大容量阻尼效果；
(2)易于调节事故落棒速度和时间，且在控制棒驱动机构不同的运行环境条件下具有良好的稳定性；
(3)易于安装、调试及检修更换。
附图说明
图1为本发明实施例高温气冷堆事故落棒混合式缓速器结构示意图；
图2为本发明实施例高温气冷堆事故落棒混合式缓速器结构A-A剖面图。
其中，1、上端盖；2、隔块；3、轴承端盖；4、轴承；5、传动轴；6、永磁体；7、垫片；8、连接法兰；9、阻尼盘；10、下端盖；11、轴承端盖；12、电磁制动盘；13、外壳；14、调整螺钉；15、衔铁；16、电磁线圈；17、紧定螺钉；18、压紧弹簧；19、螺栓；20、电磁铁芯；21、安装螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-2所示，本发明实施例高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，包括：连接法兰8，连接法兰8为环状，缓速器通过连接法兰8与外部设备可拆卸连接。
该缓速器包括分别安装在连接法兰8两端的上端盖1和下端盖10、位于连接法兰8内部并安装在上端盖1和下端盖10之间的传动轴5、永磁阻尼部件和电磁阻尼部件。永磁阻尼部件包括若干个永磁体6、阻尼盘9。本发明实施例中，上端盖1和下端盖10上分别均匀分布六个永磁体6。相邻的永磁体6之间设有隔块2，安装螺钉21将隔块2固定在上端盖1上，隔块2一方面起到固定永磁体6的作用，另一方面，可以防止永磁体6意外碎裂时产生的碎块卡入到阻尼盘9和永磁体6之间。该阻尼盘9和两个轴承安装在传动轴5上，永磁体6和阻尼盘9之间留有间隙。采用轴承端盖3和轴承端盖11将传动轴5固定住。
永磁体6的数量不局限于本发明实施例提供的六个，具体数量可根据实际需求而定。
其中，该永磁阻尼部件还包括垫片7，该垫片7分别安装在上端盖1与连接法兰8之间和下端盖10与连接法兰8之间。通过调整垫片7的厚度，可调整永磁体6和阻尼盘9间的间隙，即可以调整永磁阻尼转矩的大小。
其中，电磁阻尼部件包括电磁制动盘12、电磁铁芯20。该电磁制动盘12安装在传动轴5上。该电磁制动盘12采用平键与传动轴5连接，并固定在传动轴5上。该电磁铁芯20通过螺栓19安装在下端盖10上。电磁铁芯20和电磁制动盘12之间的固定安装衔铁15，衔铁15可沿轴向进行滑动，其与电磁制动盘12之间留有间隙。
电磁铁芯20上安装电磁线圈16、压紧弹簧18和紧定螺钉17。该电磁线圈16与压紧弹簧18位于衔铁15的同侧，该紧定螺钉17与压紧弹簧18连接。通过紧定螺钉，可改变压紧弹簧18对衔铁15的预紧力。该电磁阻尼部件还包括调整螺钉14，该调整螺钉14通过螺纹连接在电磁铁芯20上，调整螺钉14的一端顶在下端盖10上，调整螺钉14用于调整衔铁15与电磁制动盘12之间的间隙。通过旋转调整螺钉14，带动电磁铁芯20沿轴向运动，进而调整衔铁15与电磁制动盘12之间的间隙，此调节需安装螺栓19共同参与。外壳13为环状，利用螺纹联接固定在电磁铁芯20上。
下面具体描述高温气冷堆事故落棒混合式缓速器的工作原理。
当控制棒驱动机构正常工作时，电磁线圈16处于通电状态，吸附衔铁15，使电磁制动盘12与衔铁15之间产生一定的间隙，从而不产生阻尼力矩。同时，传动轴5由于转速较慢，阻尼盘9与永磁体6之间的相互作用不明显，仅产生较小的阻尼力矩。事故落棒时，电磁线圈16失电或主动断电，衔铁15在压紧弹簧18推力的作用下压紧电磁制动盘12，从而提供阻尼转矩。该阻尼转矩小于控制棒重力所产生的转矩，从而可以保证控制棒能够落入堆芯中。随着传动轴5的转速增大，阻尼盘9与永磁体6之间的作用增强，提供另外一部分阻尼力矩，此部分产生阻尼力矩随着传动轴5转速的增大而增大。当事故落棒速度达到某一量值时，上述的两部分阻尼转矩与控制棒的重力转矩达到平衡，从而使得控制棒匀速下落。
本发明实施例提供的高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，将永磁阻尼部件和电磁阻尼部件有机地结合在一起，大大提高缓速器的可靠性，对控制棒事故落棒速度可以进行有效的控制。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，其特征在于，包括：
连接部件、分别安装在连接部件两端的上端盖和下端盖、位于连接部件内部并安装在上端盖和下端盖之间的传动轴、永磁阻尼部件和电磁阻尼部件；
所述缓速器通过连接部件与外部设备可拆卸连接；
所述电磁阻尼部件包括安装在传动轴上的电磁制动盘、固定安装在下端盖上的电磁铁芯、安装在电磁铁芯和电磁制动盘之间的衔铁；
所述电磁铁芯上安装电磁线圈和压紧弹簧；所述电磁线圈与压紧弹簧同位于衔铁的一侧；所述衔铁沿轴向滑动并与电磁制动盘之间留有间隙；
所述永磁阻尼部件包括分别均匀分布在上端盖和下端盖上的若干个永磁体，安装在传动轴上的阻尼盘；
相邻的所述永磁体之间设有隔块，所述永磁体和阻尼盘之间留有间隙。
2.如权利要求1所述的高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，其特征在于，所述连接部件为连接法兰，所述连接法兰为环状。
3.如权利要求2所述的高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，其特征在于，还包括垫片，所述垫片分别安装在上端盖与连接法兰之间和下端盖和连接法兰之间，用于调整永磁体和阻尼盘之间的间隙大小。
4.如权利要求1所述的高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，其特征在于，所述传动轴两端安装两个轴承，通过所述轴承及轴承端盖固定传动轴。
5.如权利要求1所述的高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，其特征在于，所述电磁制动盘通过平键与传动轴连接，并固定在传动轴上。
6.如权利要求1所述的高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，其特征在于，还包括紧定螺钉，所述紧定螺钉与压紧弹簧连接。
7.如权利要求1所述的高温气冷堆事故落棒混合式缓速器，其特征在于，还包括调整螺钉，所述调整螺钉连接在电磁铁芯上，用于调整衔铁与电磁制动盘之间的间隙。
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