CN103559919B - 控制棒驱动机构及控制棒驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制棒驱动机构，包括如下部件：固定式外筒；活动设置于固定式外筒内的活动式内筒；驱动活动式内筒上下运动的第一驱动装置；设置于固定式外筒内且位于活动式内筒下方的驱动轴；设置于活动式内筒底端并能够卡紧驱动轴顶端的钩爪；驱动钩爪开合的第一控制机构；设置于驱动轴底端的抓手；驱动抓手开合的第二控制机构。本发明还公开了一种控制棒驱动方法。本发明的优点在于：结构简单，制造难度低和动作可靠。

Description

控制棒驱动机构及控制棒驱动方法

技术领域

本发明涉及核工业领域，具体涉及控制棒驱动机构及控制棒驱动方法。

背景技术

在反应堆的运行过程中，需要对控制棒的工作进行控制，涉及到控制棒的插入，抽出，换料等工作。出于安全的考虑，控制棒的插入，抽出，换料等工作无法直接采用人工方式进行。出于工作效率的考虑，采用人工方式进行控制棒的插入，抽出，换料等工作也不是较好的选择。因此，需要一种能够对控制棒进行插入，抽出，换料等操作的装置。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，制造难度低，动作可靠的控制棒驱动机构。

本发明的另一个目的即在于提供一种控制棒驱动方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

控制棒驱动机构，包括如下部件：固定式外筒；活动设置于固定式外筒内的活动式内筒；驱动活动式内筒上下运动的第一驱动装置；设置于固定式外筒内且位于活动式内筒下方的驱动轴；设置于活动式内筒底端并能够卡紧驱动轴顶端的钩爪；驱动钩爪开合的第一控制机构；设置于驱动轴底端的抓手；驱动抓手开合的第二控制机构。

本发明的工作原理如下：

移动步骤：第二控制机构驱动抓手抓紧控制棒操作头，第一控制机构驱动钩爪张开并卡紧驱动轴，第一驱动装置驱动活动式内筒上下运动，使控制棒运动至预定位置；

快速落棒步骤：第一控制机构驱动钩爪合拢，钩爪脱离驱动轴，驱动轴与控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步骤：第一驱动装置驱动活动式内筒向下运动至行程最下端，第一控制机构驱动钩爪张开并卡紧驱动轴，第一驱动装置驱动活动式内筒向上运动将控制棒提起；

换料步骤：第二控制机构控制抓手张开释放控制棒操作头，第一驱动结构驱动活动式内筒向上运动至最高位；移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方，第一驱动结构驱动活动式内筒向下运动至最低位，抓手扣入控制棒操作头中。

上述步骤按先后顺序进行，并不断重复，即可持续的对控制棒进行操作。

本发明结构简单，制造容易，适合批量生产，且工作过程简单，对工作人员的要求较低。

进一步的，所述第一驱动装置包括主驱动电机，主驱动电机固定在所述固定式外筒的顶端；所述第一驱动装置还包括与主驱动电机的输出端连接的丝杆，设置于所述活动式内筒顶部的螺母，丝杆与螺母螺纹配合。

本发明采用丝杆与螺母的配合，实现活动式内筒的上下移动。丝杆与螺母的配合较为可靠，结构简单，制造成本低。

进一步的，所述钩爪的上部内表面设置有上梯形凹槽，所述钩爪的下部内表面设置有下梯形凹槽，所述钩爪通过钩爪销轴转动固定活动式内筒底端，所述驱动轴的顶部设置有与所述钩爪下端配合的卡槽；所述第一控制机构包括固定于所述活动式内筒内的拉簧支架，固定于所述活动式内筒内的电磁线圈，设置于拉簧支架与电磁线圈之间的电磁衔铁，连接电磁衔铁顶部与拉簧支架的拉簧，电磁衔铁的底部设置有与上梯形凹槽配合的梯形凸起。

当电磁线圈失电时，拉簧拉动电磁衔铁向上运动，电磁衔铁下端的凸起向上运动，电磁衔铁下端的凸起脱离钩爪的上梯形凹槽，并与钩爪的顶部接触，使钩爪的顶部向两边扩张，从而使钩爪下端收缩，钩爪脱离驱动轴，驱动轴与控制棒一起快速落棒插入堆芯。当电磁线圈得电时，拉簧拉动电磁衔铁向下运动电磁衔铁下端的凸起嵌入钩爪的上梯形凹槽，从而使钩爪下端向外扩张，使钩爪的下梯形凹槽与驱动轴顶部的卡槽配合，从而使钩爪与驱动轴形成可靠连接。

进一步的，还包括设置于所述活动式内筒上且位于所述拉簧支架与电磁衔铁之间的止动衔铁入口；还包括固定在所述固定式外筒外表面的电磁止动器，电磁止动器的伸缩端能够插入止动衔铁入口中。

当电磁线圈得电时，钩爪与驱动轴连接，进行控制棒提升或移动。此时，存在一定的安全隐患，即电磁线圈意外失电，导致电磁衔铁向上运动，进而使驱动轴与控制棒一起掉落。

为了解决这一问题，设置了电磁止动器和止动衔铁入口。当电磁线圈得电时，电磁止动器的伸缩端插入止动衔铁入口，电磁止动器的伸缩端位于电磁衔铁上方。当电磁线圈意外失电时，电磁止动器的伸缩端将阻挡电磁衔铁向上运动，从而消除了安全隐患。

进一步的，所述抓手通过抓手销轴转动固定与所述驱动轴底端；所述第二控制机构包括固定于所述活动式内筒中的抓手驱动电机，与抓手驱动电机的输出端连接的主轴，与主轴连接的抓手传动轴，转动固定且上端与抓手传动轴的下端镶嵌配合的抓手螺母，上端与抓手螺母的下端螺纹配合的抓手顶杆，抓手顶杆的下端设置有与所述抓手上端配合的凸起。

抓手驱动电机转动，并通过主轴和抓手传动轴带动抓手螺母转动。由于抓手螺母与抓手顶杆螺纹配合，从而可以使抓手顶杆上下移动。当抓手顶杆向下移动时，抓手顶杆下端的凸起将抓手上端向外顶，从而使抓手下端向内收缩，从而卡紧控制棒操作头。当抓手顶杆向上移动时，抓手顶杆下端的凸起脱离抓手，从而使抓手上端不受向外的力，抓手可以与控制棒操作头自由脱离。

进一步的，还包括设置于所述驱动轴上的位置探测导磁环，设置于所述固定式外筒上的位置探测器线圈。

通过位置探测导磁环和位置探测器线圈，可以检测得到驱动轴的真实位置值，大大提高了本发明运行的准确性。

进一步的，所述固定式外筒上开设有滑槽，还包括设置于所述活动式内筒上的滑块，滑块位于滑槽中。

通过滑槽和滑块，可以限定活动式内筒的行程，提高了本发明的安全性。

本发明的另一个目的通过以下技术方案实现：

控制棒驱动方法，包括如下步骤：

移动步骤：第二控制机构驱动抓手抓紧控制棒操作头，第一控制机构驱动钩爪张开并卡紧驱动轴，第一驱动装置驱动活动式内筒上下运动，使控制棒运动至预定位置；

快速落棒步骤：第一控制机构驱动钩爪合拢，钩爪脱离驱动轴，驱动轴与控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步骤：第一驱动装置驱动活动式内筒向下运动至行程最下端，第一控制机构驱动钩爪张开并卡紧驱动轴，第一驱动装置驱动活动式内筒向上运动将控制棒提起；

换料步骤：第二控制机构控制抓手张开释放控制棒操作头，第一驱动结构驱动活动式内筒向上运动至最高位；移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方，第一驱动结构驱动活动式内筒向下运动至最低位，抓手扣入控制棒操作头中。

进一步的，包括如下步骤：移动步骤：电磁线圈得电，吸引电磁衔铁向下移动，电磁衔铁底部的梯形凸起嵌入钩爪上部内表面的上梯形凹槽中，钩爪下端扩张，卡紧驱动轴顶部的卡槽；抓手驱动电机通过主轴带动抓手传动轴旋转，抓手传动轴带动抓手螺母旋转，使抓手顶杆向下运动，抓手顶杆下端的凸起嵌入抓手上端，使抓手下端闭合从而抓紧控制棒操作头；主驱动电机带动丝杆旋转，丝杆与活动式内筒顶部的螺母螺纹配合从而带动活动式内筒上下运动，从而带动控制棒运动至预定位置；

快速落棒步骤：电磁线圈失电，拉簧拉动电磁衔铁向上运动，电磁衔铁下端的凸起向上运动，使钩爪下端收缩，钩爪脱离驱动轴，驱动轴与控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步骤：主驱动电机带动丝杆旋转，丝杆与活动式内筒顶部的螺母螺纹配合从而带动活动式内筒向下运动至行程最下端，钩爪嵌入驱动轴顶端的卡槽内，电磁线圈得电，吸引电磁衔铁向下移动，电磁衔铁底部的梯形凸起嵌入钩爪上部内表面的上梯形凹槽中，钩爪下端扩张，卡紧驱动轴顶部的卡槽，主驱动电机反转提起控制棒；

换料步骤：主驱动电机带动丝杆旋转，丝杆与活动式内筒顶部的螺母螺纹配合从而带动活动式内筒向下运动至行程最下端，手驱动电机通过主轴带动抓手传动轴旋转，抓手传动轴带动抓手螺母旋转，使抓手顶杆向下运动，抓手顶杆下端的凸起脱离抓手上端，使抓手放开控制棒操作头，主驱动电机带动活动式内筒运行至行程最上端；移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方，主驱动电机带动活动式内筒运行至行程最下端，抓手扣入控制棒操作头中。

进一步的，所述换料步骤中，抓手放开控制棒操作头，主驱动电机带动活动式内筒运行至行程最上端后，电磁止动器的伸缩端插入止动衔铁入口中；在移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方后，电磁止动器的伸缩端脱离止动衔铁入口。

综上所述，本发明的优点和有益效果在于：

1．提供一种控制棒驱动机构，其结构简单，制造容易，适合批量生产，且工作过程简单，对工作人员的要求较低；

2．通过电磁线圈、电磁衔铁和拉簧控制钩爪的开合，其结构简单，可靠性高；

3．设置了电磁止动器和止动衔铁入口，在电磁线圈意外失电时，防止驱动轴与控制棒一起掉落，提高了本发明的安全性；

4．通过控制抓手顶杆的上下运动控制抓手的开合，结构简单，控制可靠。

5．设置位置探测导磁环和位置探测器线圈，可以检测得到驱动轴的真实位置值，大大提高了本发明运行的准确性；

6．设置滑槽和滑块，可以限定活动式内筒的行程，提高了本发明的安全性；

7．本发明还提供了一种步骤简单的控制棒驱动方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将对描述本发明实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。

图1为本发明的第一部分的结构示意图；

图2为本发明的第二部分的结构示意图；

图3为本发明的第三部分的结构示意图；

图4为电磁止动器的结构示意图；

本发明的结构示意图的尺寸较大，为了使公众能够更加清楚的理解本发明，将本发明的结构示意图分为三部分，图1、图2和图3从上至下依次连接，即可构成本发明的完整结构示意图；

其中，附图标记对应的零部件名称如下：

1-电机制动器，2-主驱动电机，3-上密封圈，4-丝杆，5-固定式外筒，6-密封圈，7-气密盖板，8-螺母，9-活动式内筒，10-滑块，11-电磁止动器，12-抓手驱动电机，13-主轴，14-拉簧支架，15-拉簧，16-滑槽，17-止动衔铁入口，18-电磁衔铁，19-电磁线圈，20-抓手传动轴，21-钩爪，22-钩爪销轴，23-驱动轴，24-方销，25-抓手螺母，26-抓手顶杆，27-位置探测器线圈，28-线圈外罩，29-位置探测导磁环，30-主固定螺栓，31-下密封圈，32-固定板，33-驱动轴导管，34-抓手销轴，35-抓手，36-控制棒操作头，111-外壳、112-线圈、113-压簧，114-止动衔铁。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是全部。基于本发明记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本发明保护的范围内。

实施例1：

如图1~图3所示，控制棒驱动机构，包括如下部件：固定式外筒5；活动设置于固定式外筒5内的活动式内筒9；驱动活动式内筒9上下运动的第一驱动装置；设置于固定式外筒5内且位于活动式内筒9下方的驱动轴23；设置于活动式内筒9底端并能够卡紧驱动轴23顶端的钩爪21；驱动钩爪21开合的第一控制机构；设置于驱动轴23底端的抓手35；驱动抓手35开合的第二控制机构。

本实施例的工作原理如下：

移动步骤：第二控制机构驱动抓手35抓紧控制棒操作头36，第一控制机构驱动钩爪21张开并卡紧驱动轴23，第一驱动装置驱动活动式内筒9上下运动，使控制棒运动至预定位置；

快速落棒步骤：第一控制机构驱动钩爪21合拢，钩爪21脱离驱动轴23，驱动轴23与控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步骤：第一驱动装置驱动活动式内筒9向下运动至行程最下端，第一控制机构驱动钩爪21张开并卡紧驱动轴23，第一驱动装置驱动活动式内筒9向上运动将控制棒提起；

换料步骤：第二控制机构控制抓手35张开释放控制棒操作头36，第一驱动结构驱动活动式内筒9向上运动至最高位；移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方，第一驱动结构驱动活动式内筒9向下运动至最低位，抓手35扣入控制棒操作头36中。

上述步骤按先后顺序进行，并不断重复，即可持续的对控制棒进行操作。

在本实施例中，第一驱动装置可以采用液压驱动装置或气压驱动装置以驱动活动式内筒9上下运动。第一控制机构可以采用电机以驱动钩爪21转动，从而实现钩爪21的开合。第二控制机构可以采用电机以驱动动抓手35转动，从而实现抓手35的开合。

实施例2：

如图1~3所示，本实施例在实施例1的基础上，为简化结构，提高第一驱动装置的可靠性，公开了如下结构的第一驱动装置。

所述第一驱动装置包括主驱动电机2，主驱动电机2固定在所述固定式外筒5的顶端；所述第一驱动装置还包括与主驱动电机2的输出端连接的丝杆4，设置于所述活动式内筒9顶部的螺母8，丝杆4与螺母8螺纹配合。

本实施例采用丝杆4与螺母8的配合，实现活动式内筒9的上下移动。丝杆4与螺母8的配合较为可靠，结构简单，制造成本低。

实施例3：

如图1~图3所示，本实施例在上述任意一种实施例的基础上，提供一种控制更加可靠的第一控制机构。

所述钩爪21的上部内表面设置有上梯形凹槽，所述钩爪21的下部内表面设置有下梯形凹槽，所述钩爪21通过钩爪销轴22转动固定活动式内筒9底端，所述驱动轴23的顶部设置有与所述钩爪21下端配合的卡槽；

所述第一控制机构包括固定于所述活动式内筒9内的拉簧支架14，固定于所述活动式内筒9内的电磁线圈19，设置于拉簧支架14与电磁线圈19之间的电磁衔铁18，连接电磁衔铁18顶部与拉簧支架14的拉簧15，电磁衔铁18的底部设置有与上梯形凹槽配合的梯形凸起。

当电磁线圈19失电时，拉簧15拉动电磁衔铁18向上运动，电磁衔铁18下端的凸起向上运动，电磁衔铁18下端的凸起脱离钩爪21的上梯形凹槽，并与钩爪21的顶部接触，使钩爪21的顶部向两边扩张，从而使钩爪21下端收缩，钩爪21脱离驱动轴23，驱动轴23与控制棒一起快速落棒插入堆芯。当电磁线圈19得电时，拉簧15拉动电磁衔铁18向下运动电磁衔铁18下端的凸起嵌入钩爪21的上梯形凹槽，从而使钩爪21下端向外扩张，使钩爪21的下梯形凹槽与驱动轴23顶部的卡槽配合，从而使钩爪21与驱动轴23形成可靠连接。

实施例4：

如图1~图3所示，本实施例在实施例3的基础上，提供一种更加安全可靠的结构。

还包括设置于所述活动式内筒9上且位于所述拉簧支架14与电磁衔铁18之间的止动衔铁入口17；还包括固定在所述固定式外筒5外表面的电磁止动器11，电磁止动器11的伸缩端能够插入止动衔铁入口17中。

当电磁线圈19得电时，钩爪21与驱动轴23连接，进行控制棒提升或移动。此时，存在一定的安全隐患，即电磁线圈19意外失电，导致电磁衔铁18向上运动，进而使驱动轴23与控制棒一起掉落。

为了解决这一问题，设置了电磁止动器11和止动衔铁入口17。当电磁线圈19得电时，电磁止动器11的伸缩端插入止动衔铁入口17，电磁止动器11的伸缩端位于电磁衔铁18上方。当电磁线圈19意外失电时，电磁止动器11的伸缩端将阻挡电磁衔铁18向上运动，从而消除了安全隐患。

实施例5：

如图4所示，所示电磁止动器11包括外壳111、线圈112、压簧113和止动衔铁114.外壳111固定在固定式外筒5的外表面上，线圈112和止动衔铁114设置于外壳111中，压簧113设置于止动衔铁114.与外壳111之间。止动衔铁114的前端贯穿固定式外筒5。

线圈112得电，止动衔铁114向线圈112移动，脱出止动衔铁入口17。线圈112失电，止动衔铁114在压簧113的作用下，插入止动衔铁入口17。

实施例6：

如图1~图3所示，本实施例在上述任意一种实施例的基础上，提供一种控制更加可靠的第二控制机构。

所述抓手35通过抓手销轴34转动固定与所述驱动轴23底端；

所述第二控制机构包括固定于所述活动式内筒9中的抓手驱动电机12，与抓手驱动电机12的输出端连接的主轴13，与主轴13连接的抓手传动轴20，转动固定且上端与抓手传动轴20的下端镶嵌配合的抓手螺母25，上端与抓手螺母25的下端螺纹配合的抓手顶杆26，抓手顶杆26的下端设置有与所述抓手35上端配合的凸起。

抓手驱动电机12转动，并通过主轴13和抓手传动轴20带动抓手螺母25转动。由于抓手螺母25与抓手顶杆26螺纹配合，从而可以使抓手顶杆26上下移动。当抓手顶杆26向下移动时，抓手顶杆26下端的凸起将抓手35上端向外顶，从而使抓手35下端向内收缩，从而卡紧控制棒操作头36。当抓手顶杆26向上移动时，抓手顶杆26下端的凸起脱离抓手35，从而使抓手35上端不受向外的力，抓手35可以与控制棒操作头36自由脱离。

实施例7：

如图1~图3所示，本实施例在上述任意一种实施例的基础上，还包括设置于所述驱动轴23上的位置探测导磁环29，设置于所述固定式外筒5上的位置探测器线圈27。

通过位置探测导磁环29和位置探测器线圈27，可以检测得到驱动轴23的真实位置值，大大提高了本发明运行的准确性。

实施例8：

如图1~图3所示，本实施例在实施例7的基础上，还包括设置于固定式外筒5上并完全包裹探测器线圈27的线圈外罩28。

实施例9：

如图1~图3所示，本实施例在上述任意一种实施例的基础上，所述固定式外筒5上开设有滑槽16，还包括设置于所述活动式内筒9上的滑块10，滑块10位于滑槽16中。

通过滑槽16和滑块10，可以限定活动式内筒9的行程，提高了本发明的安全性。

实施例10：

如图1~图3所示，控制棒驱动机构，包括如下部件：固定式外筒5；活动设置于固定式外筒5内的活动式内筒9；驱动活动式内筒9上下运动的第一驱动装置；设置于固定式外筒5内且位于活动式内筒9下方的驱动轴23；设置于活动式内筒9底端并能够卡紧驱动轴23顶端的钩爪21；驱动钩爪21开合的第一控制机构；设置于驱动轴23底端的抓手35；驱动抓手35开合的第二控制机构。

所述第一驱动装置包括主驱动电机2，主驱动电机2固定在所述固定式外筒5的顶端；所述第一驱动装置还包括与主驱动电机2的输出端连接的丝杆4，设置于所述活动式内筒9顶部的螺母8，丝杆4与螺母8螺纹配合。主驱动电机2上设置有电机制动器1。主驱动电机2为步进电机。丝杆4贯穿固定式外筒5的顶部，丝杆4与固定式外筒5的顶部之间设置有上密封圈3。

所述钩爪21的上部内表面设置有上梯形凹槽，所述钩爪21的下部内表面设置有下梯形凹槽，所述钩爪21通过钩爪销轴22转动固定活动式内筒9底端，所述驱动轴23的顶部设置有与所述钩爪21下端配合的卡槽；所述第一控制机构包括固定于所述活动式内筒9内的拉簧支架14，固定于所述活动式内筒9内的电磁线圈19，设置于拉簧支架14与电磁线圈19之间的电磁衔铁18，连接电磁衔铁18顶部与拉簧支架14的拉簧15，电磁衔铁18的底部设置有与上梯形凹槽配合的梯形凸起。

还包括设置于所述活动式内筒9上且位于所述拉簧支架14与电磁衔铁18之间的止动衔铁入口17；还包括固定在所述固定式外筒5外表面的电磁止动器11，电磁止动器11的伸缩端能够插入止动衔铁入口17中。

所述抓手35通过抓手销轴34转动固定与所述驱动轴23底端；所述第二控制机构包括固定于所述活动式内筒9中的抓手驱动电机12，与抓手驱动电机12的输出端连接的主轴13，与主轴13连接的抓手传动轴20，转动固定且上端与抓手传动轴20的下端镶嵌配合的抓手螺母25，上端与抓手螺母25的下端螺纹配合的抓手顶杆26，抓手顶杆26的下端设置有与所述抓手35上端配合的凸起。抓手螺母25通过方销24转动固定在驱动轴23中。主轴13为花键式主轴，主轴13与抓手传动轴20键连接。抓手顶杆26滑动设置于驱动轴23中。抓手驱动电机12为步进电机。

还包括设置于所述驱动轴23上的位置探测导磁环29，设置于所述固定式外筒5上的位置探测器线圈27。还包括设置于固定式外筒5上并完全包裹探测器线圈27的线圈外罩28。

所述固定式外筒5上开设有滑槽16，还包括设置于所述活动式内筒9上的滑块10，滑块10位于滑槽16中。还包括设置于固定式外筒5上并完全包裹滑槽16的气密盖板7。气密盖板7与固定式外筒5之间设置有密封圈6。

主驱动电机2和抓手驱动电机12为步进电机，配合探测导磁环29和位置探测器线圈27，既可以实现高精度的棒位控制，又可以显示快速落榜后驱动轴23在堆内的真实位置。

实施例11：

如图1~图3所示，本实施例在实施例10的基础上，固定式外筒5的底部通过主固定螺栓30固定在固定板32上，固定式外筒5的底部与驱动轴导管33连接，驱动轴导管33贯穿固定板32。在固定式外筒5的底部于固定板32之间还设置有下密封圈31。在工作时，位于固定板32下方的部件落入液态金属冷却剂液面之下，位于固定板32下方的部件表面电镀金属硬铬层，可以减少摩擦和自焊现象发生，增强可靠性,延长机构寿命。

实施例12：

控制棒驱动方法，包括如下步骤：

移动步骤：第二控制机构驱动抓手35抓紧控制棒操作头36，第一控制机构驱动钩爪21张开并卡紧驱动轴23，第一驱动装置驱动活动式内筒9上下运动，使控制棒运动至预定位置；

快速落棒步骤：第一控制机构驱动钩爪21合拢，钩爪21脱离驱动轴23，驱动轴23与控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步骤：第一驱动装置驱动活动式内筒9向下运动至行程最下端，第一控制机构驱动钩爪21张开并卡紧驱动轴23，第一驱动装置驱动活动式内筒9向上运动将控制棒提起；

换料步骤：第二控制机构控制抓手35张开释放控制棒操作头36，第一驱动结构驱动活动式内筒9向上运动至最高位；移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方，第一驱动结构驱动活动式内筒9向下运动至最低位，抓手35扣入控制棒操作头36中。

实施例13：

本实施例在实施例12的基础上，公开一种控制棒驱动方法，包括如下步骤：

移动步骤：电磁线圈19得电，吸引电磁衔铁18向下移动，电磁衔铁18底部的梯形凸起嵌入钩爪21上部内表面的上梯形凹槽中，钩爪21下端扩张，卡紧驱动轴23顶部的卡槽；抓手驱动电机12通过主轴13带动抓手传动轴20旋转，抓手传动轴20带动抓手螺母25旋转，使抓手顶杆26向下运动，抓手顶杆26下端的凸起嵌入抓手35上端，使抓手35下端闭合从而抓紧控制棒操作头36；主驱动电机2带动丝杆4旋转，丝杆4与活动式内筒9顶部的螺母8螺纹配合从而带动活动式内筒9上下运动，从而带动控制棒运动至预定位置；

快速落棒步骤：电磁线圈19失电，拉簧15拉动电磁衔铁18向上运动，电磁衔铁18下端的凸起向上运动，使钩爪21下端收缩，钩爪21脱离驱动轴23，驱动轴23与控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步骤：主驱动电机2带动丝杆4旋转，丝杆4与活动式内筒9顶部的螺母8螺纹配合从而带动活动式内筒9向下运动至行程最下端，钩爪21嵌入驱动轴23顶端的卡槽内，电磁线圈19得电，吸引电磁衔铁18向下移动，电磁衔铁18底部的梯形凸起嵌入钩爪21上部内表面的上梯形凹槽中，钩爪21下端扩张，卡紧驱动轴23顶部的卡槽，主驱动电机2反转提起控制棒；

换料步骤：主驱动电机2带动丝杆4旋转，丝杆4与活动式内筒9顶部的螺母8螺纹配合从而带动活动式内筒9向下运动至行程最下端，手驱动电机12通过主轴13带动抓手传动轴20旋转，抓手传动轴20带动抓手螺母25旋转，使抓手顶杆26向下运动，抓手顶杆26下端的凸起脱离抓手35上端，使抓手35放开控制棒操作头36，主驱动电机2带动活动式内筒9运行至行程最上端；移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方，主驱动电机2带动活动式内筒9运行至行程最下端，抓手35扣入控制棒操作头36中。

实施例14：

本实施例在实施例13的基础上，所述换料步骤中，抓手35放开控制棒操作头36，主驱动电机2带动活动式内筒9运行至行程最上端后，电磁止动器11的伸缩端插入止动衔铁入口17中；在移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方后，电磁止动器11的伸缩端脱离止动衔铁入口17。

如上所述，便可较好的实现本发明。

Claims (9)

1.控制棒驱动机构，其特征在于，包括如下部件：

固定式外筒（5）；

活动设置于固定式外筒（5）内的活动式内筒（9）；

驱动活动式内筒（9）上下运动的第一驱动装置；

设置于固定式外筒（5）内且位于活动式内筒（9）下方的驱动轴（23）；

设置于活动式内筒（9）底端并能够卡紧驱动轴（23）顶端的钩爪（21）；

驱动钩爪（21）开合的第一控制机构；

设置于驱动轴（23）底端的抓手（35）；

驱动抓手（35）开合的第二控制机构；

所述第一驱动装置包括主驱动电机（2），主驱动电机（2）固定在所述固定式外筒（5）的顶端；

所述第一驱动装置还包括与主驱动电机（2）的输出端连接的丝杆（4），设置于所述活动式内筒（9）顶部的螺母（8），丝杆（4）与螺母（8）螺纹配合。

2.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构，其特征在于：所述钩爪（21）的上部内表面设置有上梯形凹槽，所述钩爪（21）的下部内表面设置有下梯形凹槽，所述钩爪（21）通过钩爪销轴（22）转动固定活动式内筒（9）底端，所述驱动轴（23）的顶部设置有与所述钩爪（21）下端配合的卡槽；

所述第一控制机构包括固定于所述活动式内筒（9）内的拉簧支架（14），固定于所述活动式内筒（9）内的电磁线圈（19），设置于拉簧支架（14）与电磁线圈（19）之间的电磁衔铁（18），连接电磁衔铁（18）顶部与拉簧支架（14）的拉簧（15），电磁衔铁（18）的底部设置有与上梯形凹槽配合的梯形凸起。

3.根据权利要求2所述的控制棒驱动机构，其特征在于：还包括设置于所述活动式内筒（9）上且位于所述拉簧支架（14）与电磁衔铁（18）之间的止动衔铁入口（17）；

还包括固定在所述固定式外筒（5）外表面的电磁止动器（11），电磁止动器（11）的伸缩端能够插入止动衔铁入口（17）中。

4.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构，其特征在于：所述抓手（35）通过抓手销轴（34）转动固定与所述驱动轴（23）底端；

所述第二控制机构包括固定于所述活动式内筒（9）中的抓手驱动电机（12），与抓手驱动电机（12）的输出端连接的主轴（13），与主轴（13）连接的抓手传动轴（20），转动固定且上端与抓手传动轴（20）的下端镶嵌配合的抓手螺母（25），上端与抓手螺母（25）的下端螺纹配合的抓手顶杆（26），抓手顶杆（26）的下端设置有与所述抓手（35）上端配合的凸起。

5.根据权利要求1~4中任意一项所述的控制棒驱动机构，其特征在于：还包括设置于所述驱动轴（23）上的位置探测导磁环（29），设置于所述固定式外筒（5）上的位置探测器线圈（27）。

6.根据权利要求1~4中任意一项所述的控制棒驱动机构，其特征在于：所述固定式外筒（5）上开设有滑槽（16），还包括设置于所述活动式内筒（9）上的滑块（10），滑块（10）位于滑槽（16）中。

7.控制棒驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

移动步骤：第二控制机构驱动抓手（35）抓紧控制棒操作头（36），第一控制机构驱动钩爪（21）张开并卡紧驱动轴（23），第一驱动装置驱动活动式内筒（9）上下运动，使控制棒运动至预定位置；

快速落棒步骤：第一控制机构驱动钩爪（21）合拢，钩爪（21）脱离驱动轴（23），驱动轴（23）与控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步骤：第一驱动装置驱动活动式内筒（9）向下运动至行程最下端，第一控制机构驱动钩爪（21）张开并卡紧驱动轴（23），第一驱动装置驱动活动式内筒（9）向上运动将控制棒提起；

换料步骤：第二控制机构控制抓手（35）张开释放控制棒操作头（36），第一驱动结构驱动活动式内筒（9）向上运动至最高位；移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方，第一驱动结构驱动活动式内筒（9）向下运动至最低位，抓手（35）扣入控制棒操作头（36）中。

8.根据权利要求7所述的控制棒驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

移动步骤：电磁线圈（19）得电，吸引电磁衔铁（18）向下移动，电磁衔铁（18）底部的梯形凸起嵌入钩爪（21）上部内表面的上梯形凹槽中，钩爪（21）下端扩张，卡紧驱动轴（23）顶部的卡槽；抓手驱动电机（12）通过主轴（13）带动抓手传动轴（20）旋转，抓手传动轴（20）带动抓手螺母（25）旋转，使抓手顶杆（26）向下运动，抓手顶杆（26）下端的凸起嵌入抓手（35）上端，使抓手（35）下端闭合从而抓紧控制棒操作头（36）；主驱动电机（2）带动丝杆（4）旋转，丝杆（4）与活动式内筒（9）顶部的螺母（8）螺纹配合从而带动活动式内筒（9）上下运动，从而带动控制棒运动至预定位置；

快速落棒步骤：电磁线圈（19）失电，拉簧（15）拉动电磁衔铁（18）向上运动，电磁衔铁（18）下端的凸起向上运动，使钩爪（21）下端收缩，钩爪（21）脱离驱动轴（23），驱动轴（23）与控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步骤：主驱动电机（2）带动丝杆（4）旋转，丝杆（4）与活动式内筒（9）顶部的螺母（8）螺纹配合从而带动活动式内筒（9）向下运动至行程最下端，钩爪（21）嵌入驱动轴（23）顶端的卡槽内，电磁线圈（19）得电，吸引电磁衔铁（18）向下移动，电磁衔铁（18）底部的梯形凸起嵌入钩爪（21）上部内表面的上梯形凹槽中，钩爪（21）下端扩张，卡紧驱动轴（23）顶部的卡槽，主驱动电机（2）反转提起控制棒；

换料步骤：主驱动电机（2）带动丝杆（4）旋转，丝杆（4）与活动式内筒（9）顶部的螺母（8）螺纹配合从而带动活动式内筒（9）向下运动至行程最下端，手驱动电机（12）通过主轴（13）带动抓手传动轴（20）旋转，抓手传动轴（20）带动抓手螺母（25）旋转，使抓手顶杆（26）向下运动，抓手顶杆（26）下端的凸起脱离抓手（35）上端，使抓手（35）放开控制棒操作头（36），主驱动电机（2）带动活动式内筒（9）运行至行程最上端；移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方，主驱动电机（2）带动活动式内筒（9）运行至行程最下端，抓手（35）扣入控制棒操作头（36）中。

9.根据权利要求8所述的控制棒驱动方法，其特征在于：

所述换料步骤中，抓手（35）放开控制棒操作头（36），主驱动电机（2）带动活动式内筒（9）运行至行程最上端后，电磁止动器（11）的伸缩端插入止动衔铁入口（17）中；在移动控制棒驱动机构至需要夹持的控制棒上方后，电磁止动器（11）的伸缩端脱离止动衔铁入口（17）。