CN106782690A - 一种核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统 - Google Patents

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郝国锋
景益
李岗
林绍萱
刘刚
陈禹
陈宇清
史骁辰
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Abstract

本发明提供一种核电厂磁力提升式控制棒驱动机构抗震支承系统，其包括围筒、围筒内侧的抗震支承结构框架、栅格结构、驱动机构连接板、连接结构和围筒外侧的拉杆结构。本发明提供的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，该系统具有安装和拆卸方便、灵活及适应性强的特点。换料期间，若需更换CRDM上的棒位探测装置或磁轭线圈结构，仅需将单根CRDM上的棒位探测装置或磁轭线圈结构分别从该网格结构中吊出更换。由于专利中的栅格结构整体刚性较大，每组CRDM只能在各自对应的栅格内偏移，从而避免各个CRDM位移的叠加，进而减小了CRDM根部应力。同时，在地震工况条件下，作用在CRDM上的碰撞载荷也有一定程度的减少。

Description

一种核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统
技术领域
本发明涉及核电厂核反应堆设计，具体涉及一种核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统。
背景技术
压水堆核电站中，反应堆压力容器顶盖(RVCH)上通常安装有磁力提升式控制棒驱动机构(CRDM)。由于CRDM是确保反应堆安全可控的重要设备，其在正常及事故工况下动作的可靠性直接关系到整个核电站的安全运行。为了给细长的CRDM提供足够的支撑能力，提高CRDM的工作可靠性，堆顶上通常布置CRDM抗震支承结构。
AP1000CRDM抗震支承结构设计中，CRDM抗震支承系统主要由一体化堆顶组件上的抗震支承结构、围筒组件及CRDM顶部的棒位探测器(DRPI)板组成。抗震支承结构为CRDM提供抗震约束，它位于控制棒驱动机构行程壳体的合适位置，与行程壳体上的DRPI连接板组成CRDM横向支承。该支承结构与围筒组件连接，并把地震载荷从驱动机构传递到压力容器顶盖上。
该系统的抗震支承结构内侧布置有较多DRPI板，每个DRPI板之间均存在一定的间隙，且DRPI板与CRDM抗震支承之间也存在间隙。在间隙累积情况下CRDM顶部会产生较大位移，造成根部会产生较大的应力。同时，在地震工况下DRPI板之间还会产生较大的碰撞载荷。
相关设计单位曾采用过用整块大的抗震支承板代替小块的DRPI板组合的设计方式以减少CRDM贯穿件根部和碰撞载荷的问题。在该设计中，地震工况下CRDM顶部的整体位移较小，DRPI板之间无碰撞载荷且抗震支承板与IHP上的抗震支撑结构的碰撞载荷也较小。但这一整块抗震支承板的设计将会大大减少CRDM更换的灵活性。
在专利“一种压水堆控制棒驱动机构板状抗震环”(申请号：201220702271.8)中，发明了一种控制棒驱动机构板状抗震环，用于CRDM的抗震支撑。为保证安装需要，相邻板状抗震环之间仍有较大间隙，该板状抗震环仍无法解决各CRDM之间的间隙累积问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统。
核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统包括围筒、围筒内侧的抗震支承结构框架、栅格结构、驱动机构连接板、连接结构和围筒外侧的拉杆结构；其中，所述驱动机构连接板与驱动机构连接成一体并由栅格结构约束；所述栅格结构与抗震支承结构框架连接，形成对CRDM的抗震约束；所述的抗震支承结构框架和连接结构设置在所述围筒上并连接；所述的拉杆结构一端连接结构连接，另一端则固定在混凝土结构平台上。
优选地，所述抗震支承结构框架、围筒、连接结构和拉杆结构为CRDM抗震支承提供了支撑载体。
优选地，所述栅格结构内部均为正方形或近正方形的栅格。
优选地，所述驱动机构连接板为正方形或近正方形(开倒角等)。
优选地，每个所述驱动机构连接板均由一个所述栅格约束。
优选地，所述抗震支承结构框架内侧为能包络驱动机构排布的凹多边形或凸多边形。
优选地，所述栅格结构布置在抗震支承结构框架内侧，通过连接销或连接螺钉固定在抗震支承结构框架上。
优选地，栅格的横板和竖板之间的夹角为90度；横板和竖板之间连接为可拆卸的结构；横板和竖板均有卡槽以保证横板和纵板的尺寸和公差要求；栅格结构竖直方向有一定的厚度以调整CRDM的热变形的影响。
优选地，栅格结构的每个栅格包围一块驱动机构连接板；栅格四条侧边与驱动机构连接板外侧边距相等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，该系统具有安装和拆卸方便、灵活及适应性强的特点。换料期间，若需更换CRDM上的棒位探测装置或磁轭线圈结构，仅需将单根CRDM上的棒位探测装置或磁轭线圈结构分别从该网格结构中吊出更换。安装过程中，由于每个栅格的定位作用，该结构对于CRDM的安装也非常便利。由于网格结构整体刚性较大，每组CRDM只能在各自对应的网格内偏移，从而避免各个CRDM位移的叠加，进而减小了CRDM根部应力。同时，在地震工况条件下，作用在CRDM上的碰撞载荷也有一定程度的减少。
附图说明
图1为本发明提供的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统示意图(1)。
图2为本发明提供的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统示意图(2)。
图3为栅格结构示意图。
图4为栅格结构与抗震支承结构框架连接示意图。
图5为栅格结构内部示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图所示，一种用于压水堆核电厂磁力提升式CRDM的抗震支承系统。
该系统由围筒101、围筒内侧的抗震支承结构框架102、栅格结构103、驱动机构连接板104、连接结构105、围筒外侧的拉杆结构106组成。
本专利中的围筒101、连接结构105、拉杆结构106为CRDM抗震支承提供了支撑载体。围筒101为圆环形，连接结构105固定在围筒上。而拉杆结构106的一端则通过销轴与连接结构相连105，拉杆结构的另一端固定在厂房混凝土平台上。
本专利中的栅格结构103内部均为正方形或近正方形的栅格,驱动机构连接板104也为正方形或近正方形。每个驱动机构连接板104均由一个栅格约束。
抗震支承结构框架102内侧为能包络驱动机构110排布的凹多边形或凸多边形，外侧为圆形。
栅格结构103布置在抗震支承结构框架102内侧，通过连接销或连接螺钉107固定。
栅格结构103由若干块栅格板111组成。栅格板111的横板108和竖板109之间的夹角为90度，横板108和竖板109之间连接为可拆卸的结构。横板108和竖板109上均有卡槽，两个卡槽配对。开槽配对方式安装能够保证横板和纵板的尺寸和公差要求，连接块112和连接螺钉113则用于栅格板111之间的固定。
栅格结构103的每个方形栅格包围一块驱动机构连接板104。栅格的四条侧边与驱动机构连接板104外侧边的距离相等。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，该系统具有安装和拆卸方便、灵活及适应性强的特点。换料期间，若需更换CRDM上的棒位探测装置或磁轭线圈结构，仅需将单根CRDM上的棒位探测装置或磁轭线圈结构分别从该网格结构中吊出更换。安装过程中，由于每个栅格的定位作用，该结构对于CRDM的安装也非常便利。由于网格结构整体刚性较大，每组CRDM只能在各自对应的网格内偏移，从而避免各个CRDM位移的叠加，进而减小了CRDM根部应力。同时，在地震工况条件下，作用在CRDM上的碰撞载荷也有一定程度的减少。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，包括围筒、围筒内侧的抗震支承结构框架、栅格结构、驱动机构连接板、连接结构和围筒外侧的拉杆结构；其中，所述栅格结构和所述连接结构设置在所述围筒上并连接，所述驱动机构连接板设置在所述围筒内。
2.根据权利要求1所述的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，所述抗震支承结构框架、围筒、连接结构和拉杆结构为CRDM抗震支承提供了支撑载体。
3.根据权利要求1所述的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，所述栅格结构内部均为正方形或近正方形的栅格。
4.根据权利要求1所述的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，所述驱动机构连接板外形为正方形或近正方形(开倒角等)。
5.根据权利要求1所述的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，每个所述驱动机构连接板均由一个所述栅格约束。
6.根据权利要求1所述的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，所述抗震支承结构框架内侧为能包络驱动机构排布的凹多边形或凸多边形。
7.根据权利要求1所述的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，所述栅格结构布置在抗震支承结构框架内侧，通过连接销或连接螺钉固定在抗震支承结构框架上。
8.根据权利要求1所述的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，栅格结构中有和驱动机构数量一致的栅格组成，栅格结构的横板和竖板之间的夹角为90度；横板和竖板之间连接为可拆卸的结构；横板和竖板均有卡槽以保证横板和纵板的尺寸和公差要求；栅格结构竖直方向有一定的厚度以调整CRDM的热变形的影响。
9.根据权利要求1所述的核电厂控制棒驱动机构抗震支承系统，其特征在于，栅格结构的每个栅格包围一块驱动机构连接板；栅格四条侧边与驱动机构连接板外侧边距相等。
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