CN1039320A - 用于核反应堆吸收棒的振动的吸收驱动机构 - Google Patents

Abstract

用于液体冷却的核反应堆的中子吸收棒的驱动机构有一在上部内部部件中可移动的驱动轴和振动吸收器，振动吸收室有一液压气缸，它支压在上部内部部件上，它由一腔体和在气缸中移动的活塞所形成。该腔体包含沿腔体纵向隔开的排出孔的较大直径上部区域和较小直径的下部区域，气缸的直径相应于上部区域的直径，并与上部区域一起限定着振动吸收室，该室有一包含排出孔的排泄装置。

Description

本发明涉及在液冷核反应堆中调节垂直移动棒的驱动机构。特别涉及固定在反应堆内部设备中包含支撑棒的杆及垂直移动的机构以及用液压传动的气缸和活塞和杆降落时吸收振动的部件。虽然不是全部，但特别适合于有加压水慢化的和冷却的反应堆中。

上述确定的形式的驱动机构已被使用在核反应堆中。该棒一般是由“十字叉”（Spider）与其球端向各方伸展出的臂所形成以及吸收杆固定到臂上並含有中子抑制剂。棒的移动使其有可能调节核反应堆芯的激活性。对于紧急停堆，所有的棒同时插入，这是由于松开其驱动机构因而棒在其重量的作用下降落下来的。当球端进到与反应堆上部芯板相对着的或与棒相连接着的燃料上端坯料相对着的支撑座时，振动吸收部件的目的是阻尼其振动。

大多数的振动吸收部件效率是不足够的和/或抵御冷却液流动时的过多的压力损失。例如，参看EP-A-159，509，调节棒具有振动吸收部件，它是由在球端中所形成的气缸以及在其中滑动着一移向下部位置的活塞所组成，在气缸为有一弹性装置。由于弹簧的压缩以及当行程期间活塞和气缸之间间隙的变化而使排出气缸的液体的节流而产生的制动是有害地影响其效率的。振动吸收器的体积一定保持小，这有可能使其给出长的行程。

本发明的目标是提供一具有改进的振动吸收部件的驱动机构，特别在于对于一给定的活塞行程和件的复位点，它增加了制动效率。

接着，提供一具有上部内部部件所支撑着的气缸並包括一具有纵向间隔的排放孔的大直径的上部区域和小直径下部区域。驱动轴通过其直径相应于上述上部区域的活塞，它是由振动吸收室和气缸的上部区域的大直径所确定的，液体通过排出孔被迫压出吸收室直到向下运动时孔被活塞所覆盖着为止。一重设置弹簧将气缸内的活塞推移到高的位置上，在此活塞不覆盖住排出孔。当轴移下到预定水平位置的上部内部部件以下时，该轴驱动活塞进入到气缸内。

在第一实施例中，气缸是可移动地固定在上部内部部件中。活塞在气缸内有一滑动配合，轴上有一隆起部形成一小凸缘，当其向下运动而达到活塞高位置时，它趋于撞击活塞。

在另一实施例中，气缸和轴有一联合装置。它允许用轴提升气缸。上部内部部件包含一支座装置，它是用于当杆向下运动而达到一预定水平时接受住並挡住气缸。

不管什么实施例，活塞永远保留在气缸内，活塞可在气缸中滑动，並且沿气缸所滑的长度远小于轴向下运动的幅度，该轴使支撑在其上的棒降落。因此，轴的长度的最大部分可提供出大的自由流动的横断面面积而且当主要部件运动时期无需制动住棒的向下运动，占有上部内部部件的液体可以自由地溢出。（这是很理想的，因为棒能尽可能迅速地插入）。如果活塞必须进入气缸，所引起的活塞的导向问题是可以克服的，因为振动吸收部件是安设在内部部件中，它可有一适当的长度，这改进了振动吸收的先进性，而没有涉及到其体积引起的不利点。

上述说明的液压振动吸收部件能用一机械振动吸收器有利地补充，机械振动吸收器是运行在液压振动吸收部件的行程的尾部。

本发明可从下面例举所给出的特别的实施例的阐述中得以更好地了解。说明可参看附图。

图1是由竖直面剖切的横断面的简图，示出了根据本发明第一实施例所提到的调节机构的构件正在振动吸收期间一些零件的布设，以及

图2和3，类似于图1，示出了修改的实施例。

在图1中部分地示出，在加压水反应堆中的调节机构趋于制动住轴10的降落，调节棒（未示出）是连接到轴10上。轴的垂直移动是由一电磁马达带动，由设计在反应堆的容器的上盖外壳所围绕，后者可以是现通常使用的结构中的任何一个。

如所示的振动吸收部件包括设置在堆芯上面的气缸12是可移动地固定在反应堆上部内部部件之中。如图所示，气缸具有的长度仅仅是上部内部部件高度的百分之几，它是布设在管状撑档（Spacer）14内部並余其台肩13压在撑档的内部腔上。撑档14是从中间平板16起穿过整个内部部件的並将它挤压到远处的上部平板20上。它是以背对着中间平板16固定在支撑座並由一螺母18挤压在上部平板20上的。管状撑档14连接到导向管束22一直延伸到堆芯中（未示出）。

气缸12的下部边缘是由环24压撑在撑档14的台肩上。当该环被取走后，例如为了维修之便，可抓取予设孔25而将气缸取走。套筒23是把围绕着撑档14的平板16和20连接起来的。

气缸12确定有其大直径为D₁的上部区域26的腔连接到其小直径为D₂和短的长度的下部部区域28。活塞30安装在气缸12内並向下使其从气缸中出来。活塞包含具有滑动配合的顶部区即为大直径区26而下部有一个滑动配合的小直径区域28。在大直径区域26的壁面上形有是由纵向相隔开的一些节流小孔32，当向下运动期间活塞30的大直径区域逐渐被覆盖起来。当活塞在其顶部位置时，由活塞和气缸所限定的室34通过孔32向气缸的外部连通的一旦当活塞到达如图1所示的位置时，除了通过在气缸和活塞之间存在着的小间隙外，室不再与外面有连通。

通过节流孔32由室34驱动出来的液体可沿着图1中箭头f所示的路线流向堆芯。该路线包括在气缸12和撑档14之间所形成的环状空间，在撑档14中所形成的孔35，在撑档14和套筒23之间形成的环形空间36以及连通到导向束22中的孔37。

当没有轴振动时布设在固定到撑档14上的钻孔板和活塞30的凸缘40之间的复位弹簧38推动凸缘，活塞回到顶部位，並不再覆盖所有的孔32。由弹簧38所作用的力能足够克服活塞30的重量，但不能足够地吸收振动。

轴的园周的隆起部42形成一台阶並布设在某一水平，使其撞击活塞30的上部边缘，然后活塞到达顶部位置而轴和棒10落下来。

部件的运转如下：为调节棒及其轴在顶部位置时，复位弹簧38以一伸展的位置支住活塞30，例如通过凸缘40的支座固定到气缸12下部边缘的背后。如果轴和棒降落，凸肩42撞击活塞並驱使其进入到气缸内。活塞的向下运动是由液体的节流逐步制动，液体是通过被成功覆盖住的孔32而从室34中流出来的，同时，复位弹簧38被压缩。

一旦棒重新被提起来，弹簧38把活塞带回到其原始的位置。

部件进而包括一机械振动吸收器，它进入到液压振动吸收器件的行程端部上的浮动部。参看图1，机械振动吸收器包括在轴10上滑动的一套筒止动器42以及一能量吸收弹簧44，如图1所示的它将止动器移到下部位置已示于图1。相对于轴的止动器42的向下运动是由固定到止动器相对面的杆的凸缘上的环46的支座所限定。

机械振动吸收器的运转是清楚的。当止动器42接近气缸12的上部边缘时，它进入到浮动。从这时起，与弹簧38相比：轴的连续移动更多地压缩机械吸收弹簧44。

如图2所示的修改的实施例中，活塞30a固定到套筒形驱动轴10a上而气缸12a安排由轴悬挂起，直到当轴落下来时达到如图2所图示的位置。为此轴有一台肩48。有回弹力的装置把气缸12a保持在台肩48的支座中直到它与上部内部部件上所形成的台肩49相结合。如图2所示，这样的装置包括有串联关系设置的两个弹簧50和52，而且由滑动装接在轴上的导向器54所分隔开。弹簧50经受住活塞30而弹簧52经受住气缸12a的内部凸缘之压弹簧在轴10a上滑动，从而由后者和活塞30a一起限制住振动吸收室34a。当活塞在其顶端位置时，通过沿气缸而相隔开的节流孔32a将室34a和外面相连通。

弹簧50和52的目的是当气缸在下部位置支撑住它，所以弹簧可以是非常柔软的。气缸腔体的下面区域可有一减少的直径，因此，当其到达底部位置时，导向54可在其上滑动。

在图2所示的器件不包含一机械振动吸收器。而这样的吸收器可布设在驱动机构和棒之间连接着的另一个地方，例如一组球端的里

部件的运转又是很清楚的。当调节棒和轴落下时，气缸由于在台肩49上相结合而停住。活塞逐渐移进到气缸内而迫使由孔42a节流而保留在室34a里的液体流出来。

当驱动轴10a提升起来，在第一阶段是活塞单独上升，而气缸在其重量和弹簧50和52的作用下保持住与台肩49相结合。当轴的台肩48接近于气缸时，气缸随着轴向上运动而运动。

图3所示的修改过的结构不同于图2所示之点在于它有一个机械振动吸收器。图3中（这里相对应于图2中所设计的那些之零件是有相同的编号），复位弹簧50是由簧篇56来替代。在松弛状态时有相对短的长度但有高的硬度。当导向器54自由时，如图3所示的位置中，它是由复位弹簧52来保持住。但在液压振动吸收器的行程的尾部，导向器54进入到气缸12a的下部凸缘的支座上。轴向下连续移动压缩弹簧56，它能吸收剩余的降落能量。

本发明的部件适用于频谱变化以及调节棒的驱动机构。

本发明允许有很多的修改而不局限于已经阐述过的内容，例如具有一更大直径的气缸或不同结构的机械振动吸收器。

Claims (6)

1、在液冷核反应堆中用于吸收棒的调节机构，包括支撑住棒的轴並将其固定在堆的内部部件里且可垂直地移动，以及当轴降落时用于吸收振动的部件，该部件具有一液压气缸和沿气缸可以移动的活塞。

其特征在于气缸的布设使其承压在上部内部部件上，它包括一具有纵向隔开的排出孔所形成的大直径的上部区域和较小直径的下部区域，其特征在于轴穿过与上述上部区域相对应的直径的活塞以及确定附有上述上部区域的振动吸收室，该上述室具有包括排出孔的排泄装置，而排出孔在活塞向下运动期间是逐渐被覆盖住，其特征在于上述调节机构还包括驱使活塞沿气缸移到顶部位置的复位弹簧，在顶端活塞不再覆盖住排出孔，而当上述轴移下到超出预定水平的上部内部部件时，让轴使活塞能移动进入气缸内。

2、根据权利要求1的部件，其特征在于气缸可以移动地装在上部内部部件上，而活塞在气缸内是滑动配合，轴上包括一隆起部形成一凸缘，当轴向下运动，隆起部到达活塞的顶端位置时，该凸缘撞击活塞。

3、根据权利要求2的部件，其特征在于轴支撑一机械振动吸收器件，它包含一用弹簧把止动器移到相对于轴的下部位置，並使其进入到气缸上部边缘对着的支座上。

4、根据权利要求1的部件，其特征在于气缸和轴有一连结装置，该装置允许轴提升起气缸以及在于上部内部部件包含能接装气缸的支座而且当轴向下运动到达一预定水平时能保持住气缸。

5、根据权利要求4中部件，其特征在于复位弹簧是布设在气缸和活塞之间，並使活塞偏移到离开气缸的较小直径的下部区域。

6、根据权利要求5的部件，其特征在于它进而包含有机械振动吸收器，该吸收器含有一承压在气缸较小直径的下部区域的导向器，通过复位弹簧並由吸收弹簧将其与活塞隔开，与复位弹簧相比较，吸收弹簧是高硬度和短的长度。

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