CN103500591A - 核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其包括:支撑环,固设在试验本体上,支撑环设有一个偏心孔,偏心孔的中心轴相对于支撑环的中心轴偏移第一偏心量;调节件,层叠于支撑环上且与控制棒驱动机构相连,调节件设有一个与偏心孔对应的中心孔,偏心孔和中心孔共同收容控制棒驱动机构,控制棒驱动机构的中心轴相对于中心孔的中心轴偏移第二偏心量;调节件可相对于支撑环转动或滑动,以调节控制棒驱动机构的中心轴相对于支撑环的中心轴的错对中量。本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置通过调节件相对于支撑环的运动,可精确调节控制棒导向筒的中心轴与支撑环的中心轴的错对中量。
Description
技术领域
本发明属于核电技术领域,更具体地说,本发明涉及一种核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置。
背景技术
反应堆控制棒驱动线是核电站安全运行的重要保证,在反应堆运行时,布置在压力容器上部的驱动机构带动控制棒组件在堆芯内上下运动,以控制堆芯反应性的快速变化,实现反应堆启动、功率调节、正常停堆和事故工况下的紧急停堆。反应堆控制棒驱动线的可靠性,直接关系到反应堆的运行安全。
理论上的驱动线,所有的零部件都可以准确对中,但是,实际情况并非如此,因为:零部件的外形尺寸不可能绝对精确,存在制造误差;零部件的装配存在一定的间隙;压力容器顶盖由于正常运行压力会产生变形;材料的热膨胀系数不同,因此压力容器顶盖和导向筒等结构存在不同的热膨胀变形量。
驱动线错对中试验是反应堆驱动线冷态试验重要的试验项目之一,反应堆驱动线冷态试验通过模拟压力容器顶盖反应堆控制棒驱动机构管座与导向筒之间的错对中关系,找出满足快速落棒停堆时间要求的最大允许错对中量,并据此确定驱动线上各部件错对中分配量,优化驱动线设计。
现有的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置依靠绳索拉动控制棒驱动机构顶部,偏移一定的位置后,然后绳索固定。但是,现有的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置存在以下缺陷:绳索拉动量无法准确测量,试验误差大;拉动后,控制棒驱动机构上部受力,绳索又为柔性连接,试验过程中驱动机构容易振动,影响设备寿命;拉动后,控制棒驱动机构会整体偏转一个微小角度,上部驱动线无法保证铅垂,影响试验结果。
有鉴于此,确有必要提供一种核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其可真实模拟控制棒驱动机构管座与控制棒导向筒的错对中关系,精确保证试验中的错对中量。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,以真实模拟控制棒驱动机构管座与控制棒导向筒的错对中关系,精确保证试验中错对中量。
为了实现上述发明目的,本发明提供一种核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其包括:
支撑环,固设在试验本体上,支撑环设有一个偏心孔,偏心孔的中心轴相对于支撑环的中心轴偏移第一偏心量;
调节件,层叠于支撑环上且与控制棒驱动机构相连,调节件设有一个与偏心孔对应的中心孔,偏心孔和中心孔共同收容反应堆控制棒驱动机构,反应堆控制棒驱动机构的中心轴相对于中心孔的中心轴偏移第二偏心量;
调节件可相对于支撑环转动或滑动,以调节反应堆控制棒驱动机构的中心轴相对于支撑环的中心轴的错对中量。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述支撑环为圆形偏心支撑环,偏心支撑环设有若干个销孔,若干个销孔排列于一段与所述偏心孔同轴的圆弧上,所述调节件为圆形管座偏心环并能够相对于所述偏心支撑环转动,管座偏心环的中心轴与所述中心孔的中心轴重合,管座偏心环设有一个锁定孔,锁定孔与所述若干个销孔中的任意一个相对应,且插销穿过一个锁定孔和与锁定孔对应的一个销孔。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述若干个销孔排布在一段0度至180度之间且与所述偏心孔同轴的圆弧上。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述偏心支撑环开设有若干个安装孔,安装孔均匀排布在一个与所述偏心孔同轴的圆上。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述安装孔所在的圆的直径大于所述若干个销孔所在的圆弧的直径。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述偏心支撑环设有若干个第一螺栓孔,所述管座偏心环设有若干个腰形孔,每个腰形孔对应一个第一螺栓孔,一个螺栓贯穿对应的第一螺栓孔和腰形孔,所述螺栓可在对应的腰形孔内滑动。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述若干个第一螺栓孔均匀排布在两个与所述偏心孔同轴的圆上,所述多个腰形孔均匀排布在两个与所述中心孔同轴的圆上。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述腰形孔所在的两个圆的直径均大于所述中心孔的直径。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述第一偏心量和所述第二偏心量均为8毫米。
作为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的一种改进,所述支撑环设有两个位于所述偏心孔的直径方向上的第二螺栓孔;所述调节件为调整板,调整板设有位于中心孔直径方向上的两个滑孔,每个滑孔对应一个第二螺栓孔,调整螺丝穿设于对应的第二螺栓孔和滑孔内,且调整板可相对于所述支撑环滑动。
相对于现有技术,本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置具有以下优点:通过调节件相对于支撑环运动,可精确调节控制棒导向筒的中心轴与支撑环的中心轴的偏心量,可实现0至第一偏心量与第二偏心量之和的偏心量。此外,反应堆控制棒驱动机构可以始终保持铅垂状态,更符合实际情况,整套装置结构简单,使用操作可靠,易于推广。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式,对本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置及其技术效果进行详细说明,附图中:
图1是本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的第一实施方式的局部剖视图。
图2是图1所示核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的立体组装图。
图3是图2所示核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置中的偏心支撑环的俯视图。
图4是图2所示核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置中的管座偏心环的俯视图。
图5是图2所示核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的使用原理图。
图6是本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置的第二实施方式的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰,以下结合附图和具体实施方式,对本发明进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的实施方式仅仅是为了解释本发明,并非为了限定本发明。
核电站控制棒驱动线冷态试验装置所采用的是反应堆驱动线原型部件,除了燃料组件芯块采用贫轴或金属钼块外,驱动线的其他部件,包括控制棒驱动机构、控制棒导向筒组件、控制棒组件、堆芯上板、堆芯下板、导向筒支承板等均与反应堆原型相同。
请参阅图1和图2所示,为本发明核电站控制棒驱动线冷态试验错对中装置100的第一实施方式的剖视示意图,其包括一个可固定在试验本体外壳30顶部法兰上的偏心支撑环10和一个与控制棒驱动机构管座200固定连接的管座偏心环20。
请一并参阅图1、图2和图3所示,偏心支撑环10为圆形薄板,其中心轴为A。偏心支撑环10设有顶面101、底面102,以及一个贯穿顶面101和底面102的圆形偏心孔103,偏心孔103的中心轴为B。
在图示实施方式中,以偏心支撑环10的中心轴A在顶面101上的投影为原点,水平方向为X轴,垂直方向为Y轴建立第一坐标,偏心孔103的中心轴B位于X轴上且相对偏心支撑环10的中心轴A偏移第一偏心量D1。根据本发明的一个优选实施方式,第一偏心量D1为8毫米。
贯穿顶面101和底面102,偏心支撑环10还设有若干个销孔104、安装孔105和第一螺栓孔106,若干个销孔104排列于一段与偏心孔103同轴的圆弧上。以第一坐标的X轴的正向为0度角,负向为180度角,多个销孔104排列于一段与偏心孔103同轴的且角度在0度至180度之间(即大于等于0度且小于等于180度)的圆弧上,相邻两个销孔104之间间隔一定的弧度。若干个安装孔105设置于偏心支撑环10的边缘处,且均匀地排布在一个与偏心孔103同轴的圆上。若干个第一螺栓孔106均匀排布在两个与偏心孔103同轴的圆上,每个圆上均匀排布8个第一螺栓孔106。如图3所示,若干个安装孔105所在的圆的直径大于若干个销孔104所在的圆弧的直径,若干个第一螺栓孔106所在圆的直径均小于若干个销孔104所在的圆弧的直径。
请一并参阅图1、图2和图4所示,管座偏心环20为圆形薄板,其与反应堆控制棒驱动机构管座200相连,中心轴为O’。管座偏心环20设有上表面201、下表面202,以及贯穿上表面201和下表面202的中心孔203。中心孔203与偏心孔103对应,其中心轴也为O’。贯穿上表面201和下表面202,管座偏心环20还设有若干个腰形孔204和一个锁定孔205。若干个腰形孔204均匀地排布在两个与中心孔203同轴的圆上,每个圆上均匀排布8个腰形孔204,每个腰形孔204对应一个第一螺栓孔106。腰形孔204所在的两个圆的直径均大于中心孔203的直径,锁定孔205与若干个销孔104中的任意一个相对应。
组装时,管座偏心环20层叠于偏心支撑环10上,其中,管座偏心环20的下表面202与偏心支撑环10的顶面101接触,中心孔203与偏心孔103对准(即中心孔203的中心轴O’与偏心孔103的中心轴B对准)。每个第一螺栓孔106对应一个腰形孔204,通过贯穿对应的第一螺栓孔106和腰形孔204的螺栓40紧固。锁定孔205与一个销孔104对准,且通过穿过锁定孔205及对准的一个销孔104的插销50定位。
请参阅图1、2、4和图5所示,使用核电站控制棒驱动线冷态试验错对中装置100时,偏心支撑环10通过穿设于安装孔105内的螺丝固定于试验本体外壳30的顶部法兰上,控制棒导向筒(未图示)收容于试验本体外壳30内,且控制棒导向筒的中心轴与偏心支撑环10的中心轴A重合。反应堆控制棒驱动机构管座200组装至中心孔203和偏心孔103内。在图示实施方式中,以中心孔203的中心轴O’在上表面上的投影为原点,水平方向为X轴,垂直方向为Y轴建立第二坐标。反应堆控制棒驱动机构200的中心轴O位于第二坐标的X轴上且相对于中心孔203的中心轴O’偏移第二偏心量D2,第二偏心量D2也为8毫米。
当取出插销50时,管座偏心环20可相对于偏心支撑环10转动,螺栓40在对应的腰形孔204内滑动。如图5和表1所示,当插销50插入不同的销孔104内时,管座偏心环20绕中心孔203的圆心O′顺转角,反应堆控制棒驱动机构管座200的中心轴O将被转动到C位置,此时,OC的长度即为反应堆控制棒驱动机构管座200的中心轴O与控制棒导向筒的中心轴的偏心量。
表1错对中量与旋转角度之间的关系
OC(毫米) | OO'(毫米) | OE(毫米) | OC/OE | α(弧度) | α(°) | θ(°) |
1 | 8 | 16 | 0.0625 | 0.062541 | 3.583322 | 7.166643 |
2 | 8 | 16 | 0.125 | 0.125328 | 7.180756 | 14.36151 |
3 | 8 | 16 | 0.1875 | 0.188616 | 10.80692 | 21.61385 |
4 | 8 | 16 | 0.25 | 0.25268 | 14.47751 | 28.95502 |
5 | 8 | 16 | 0.3125 | 0.317824 | 18.20996 | 36.41991 |
6 | 8 | 16 | 0.375 | 0.384397 | 22.02431 | 44.04863 |
7 | 8 | 16 | 0.4375 | 0.452817 | 25.94448 | 51.88896 |
8 | 8 | 16 | 0.5 | 0.523599 | 30 | 60 |
9 | 8 | 16 | 0.5625 | 0.597406 | 34.22887 | 68.45773 |
10 | 8 | 16 | 0.625 | 0.675132 | 38.68219 | 77.36437 |
11 | 8 | 16 | 0.6875 | 0.758041 | 43.43254 | 86.86507 |
12 | 8 | 16 | 0.75 | 0.848062 | 48.59038 | 97.18076 |
13 | 8 | 16 | 0.8125 | 0.948428 | 54.34091 | 108.6818 |
14 | 8 | 16 | 0.875 | 1.065436 | 61.04498 | 122.09 |
15 | 8 | 16 | 0.9375 | 1.215375 | 69.63587 | 139.2717 |
16 | 8 | 16 | 1 | 1.570796 | 90 | 180 |
其中,OO′=1/2OE,OO′=8mm为设计偏心量,OA=OE×sinα,α=1/2θ
如上所示,本发明核电站控制棒驱动线冷态试验错对中装置100可精确调节控制棒驱动机构管座200的中心轴O与控制棒导向筒的中心轴的错对中量,可实现0至16mm(即0至D1+D2)偏心量,最小调整量为1mm。由于控制棒导向筒的中心轴与偏心支撑环10的中心轴A重合,调节控制棒导向筒的中心轴与偏心支撑环10的中心轴A的错对中量即是调节控制棒驱动机构管座200的中心轴O与控制棒导向筒的中心轴的错对中量。此外,在试验过程中,反应堆控制棒驱动机构管座200可以始终保持铅垂状态,更符合实际情况,且错对中装置结构简单,使用操作可靠,易于推广。
在本发明的其他实施方式中,销孔104的数量、相邻两个销孔104之间的间隔弧度、第一偏移距离D1及第二偏移距离D2可以按照实际需求设置,并不限于上述实施方式。此外,第一螺栓孔106、腰形孔204也可以仅排布一个圆上,且数量并不受上述实施方式限定。
请参阅图6所示,为本发明核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置300的第二实施方式的示意图,其包括一个支撑环60和一个调整板70,其中,支撑环60为圆形,支撑环60设有一个偏心孔601和两个位于偏心孔601的直径方向两侧的长圆第二螺栓孔602。
调整板70为层叠于支撑环10上的矩形板,其上开设有一个与偏心孔601对应的中心孔701和位于中心孔701直径方向两侧的两个滑孔702,每个滑孔702分别对应一个第二螺栓孔602,且通过一个调整螺栓80穿设于对应的第二螺栓孔602和滑孔702内。
使用时,反应堆控制棒驱动机构管座焊接在调整板70上,且相对于偏心孔601和中心孔701定位,控制棒导向筒的中心轴与支撑环60的中心对准,通过调整板70相对支撑环60滑动来调节控制棒导向筒的中心轴与反应堆控制棒驱动机构的中心轴的错对中量。
从以上描述的本发明的具体实施方式可以看出,本发明核电站控制棒驱动线冷态试验错对中装置主要是通过调节件(管座偏心环20、调整板70)相对于支撑环(偏心支撑环10、支撑环60)的转动或滑动来调节反应堆控制棒驱动机构的中心轴的错对中量。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,包括:
支撑环,固设在试验本体上,支撑环设有一个偏心孔,偏心孔的中心轴相对于支撑环的中心轴偏移第一偏心量;
调节件,层叠于支撑环上且与控制棒驱动机构相连,调节件设有一个与偏心孔对应的中心孔,偏心孔和中心孔共同收容反应堆控制棒驱动机构,反应堆控制棒驱动机构的中心轴相对于中心孔的中心轴偏移第二偏心量;
调节件可相对于支撑环转动或滑动,调节反应堆控制棒驱动机构的中心轴相对于支撑环的中心轴的错对中量。
2.根据权利要求1所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述支撑环为圆形偏心支撑环,偏心支撑环设有若干个销孔,若干个销孔排列于一段与所述偏心孔同轴的圆弧上,所述调节件为圆形管座偏心环并能够相对于所述偏心支撑环转动,管座偏心环的中心轴与所述中心孔的中心轴重合,管座偏心环设有一个锁定孔,锁定孔与所述若干个销孔中的任意一个相对应,且插销穿过一个锁定孔和与锁定孔对应的一个销孔。
3.根据权利要求2所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述若干个销孔排布在一段0度至180度之间且与所述偏心孔同轴的圆弧上。
4.根据权利要求3所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述偏心支撑环开设有若干个安装孔,安装孔均匀排布在一个与所述偏心孔同轴的圆上。
5.根据权利要求4所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述安装孔所在的圆的直径大于所述若干个销孔所在的圆弧的直径。
6.根据权利要求2所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述偏心支撑环设有若干个第一螺栓孔,所述管座偏心环设有若干个腰形孔,每个腰形孔对应一个第一螺栓孔,一个螺栓贯穿对应的第一螺栓孔和腰形孔,所述螺栓可在对应的腰形孔内滑动。
7.根据权利要求6所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述若干个第一螺栓孔均匀排布在两个与所述偏心孔同轴的圆上,所述多个腰形孔均匀排布在两个与所述中心孔同轴的圆上。
8.根据权利要求7所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述腰形孔所在的两个圆的直径均大于所述中心孔的直径。
9.根据权利要求1所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述第一偏心量和所述第二偏心量均为8毫米。
10.根据权利要求1所述的核电站反应堆控制棒驱动线冷态试验错对中装置,其特征在于,所述支撑环设有两个位于所述偏心孔的直径方向上的第二螺栓孔;所述调节件为调整板,调整板设有位于中心孔直径方向上的两个滑孔,每个滑孔对应一个第二螺栓孔,调整螺丝穿设于对应的第二螺栓孔和滑孔内,且调整板可相对于所述支撑环滑动。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |