CN106782993B - 控制棒驱动机构及其线圈部件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制棒驱动机构及其线圈部件，线圈部件包括线圈组件、支撑件、螺杆和接线座，线圈组件由分体式的提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件组成，提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件分别安装在密封壳上并通过支撑件进行支撑隔开，提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件相互之间通过螺杆进行连接固定，接线座安装在提升线圈组件的顶部，线圈组件通过安装在接线座上的电气接插件与棒控系统连接。相对于现有技术，本发明采用三个分体式线圈组件，无共用的磁轭结构，减少了串磁和漏磁的发生，而且便于线圈部件的拆装、运输、检修和更换。

Description

控制棒驱动机构及其线圈部件

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种控制棒驱动机构及其线圈部件。

背景技术

反应堆控制棒束布置在堆芯内，穿插在燃料组件中，其主要作用是通过控制棒驱动机构的步进提升和下插动作，带动控制棒束在燃料组件中进行精确的定位，以实现反应堆功率控制，在机构断电时，控制棒束组件落棒，以达到停堆目的。

目前，大多数压水堆核电站采用的都是磁力销爪式控制棒驱动机构，这种控制棒驱动机构由耐压壳部件、钩爪部件、线圈部件、驱动杆部件和棒位探测器组成。通过对线圈部件按照一定的时序通断电，驱动钩爪部件按照指定顺序钩入和打开，从而带动驱动杆部件及其相连接的控制棒组件上下运动、保持或落棒。线圈部件套在耐压壳部件外部，通常由电磁线圈、磁轭等零件组成。电磁线圈通过电气接插件与棒控系统连接，由棒控系统控制线圈的通电和断电。磁轭包裹着电磁线圈，起到保护线圈、构成磁通路以及散热的作用。线圈部件作为控制棒驱动机构的驱动单元，是反应堆系统的核心部件，其设计方案对电站的安全性和经济性均有重大的影响。

请参照图1所示，现有的核电站控制棒驱动机构中的线圈部件包括四个磁轭10、提升线圈20、移动线圈30、固定线圈40、引线管50、接线座60和密封垫圈70，其中四个磁轭10通过螺杆和螺母连接固定成一个整体，并形成三个腔室，三个腔室内分别安装提升线圈20、移动线圈30和固定线圈40；其中，磁轭10为方形结构，由球墨铸铁铸造而成，提升线圈20、移动线圈30和固定线圈40由绕组线、引接线、线圈骨架和绝缘材料组成，绕组线绕制在线圈骨架上。

现有技术主要存在以下缺点：

1)磁轭由4个部分组合固定成一个整体，并通过螺杆和螺母连接，不利于单个线圈的拆装和运输，存在相邻两个线圈共用磁轭情况，增加了串磁和漏磁的发生；

2)磁轭为方形结构，在堆顶布置紧凑，不利于外部空气对流换热；

3)磁轭由热导率相对较低的球墨铸铁铸造而成，不利于线圈的热量传导；

4)线圈材料，尤其是线圈骨架的材料限制了线圈的整体耐温等级，因此需要设置外部强制通风散热装置。

有鉴于此，确有必要提供一种拆装运输方便并具有良好热量传导性能、散热性能和耐温性能的控制棒驱动机构及其线圈部件。

发明内容

本发明的发明目的在于：提供一种拆装运输方便并具有良好的热量传导性能、散热性能和耐温性能的控制棒驱动机构及其线圈部件。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种线圈部件，其包括线圈组件、支撑件、螺杆和接线座，其中，所述线圈组件由分体式的提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件组成，所述提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件分别安装在密封壳上并通过支撑件进行支撑隔开，所述提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件相互之间通过螺杆进行连接固定，所述接线座安装在提升线圈组件的顶部，线圈组件通过安装在接线座上的电气接插件与棒控系统连接。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述支撑件由上部支撑、中部支撑和下部支撑组成。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述上部支撑安装在密封壳上，对提升线圈组件进行支撑，并将提升线圈组件和移动线圈组件隔开，中部支撑安装在密封壳上，对移动线圈组件进行支撑，并将移动线圈组件和固定线圈组件隔开，下部支撑安装在密封壳上对固定线圈组件进行支撑。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件的结构相同，包括磁轭、磁轭法兰、电磁线圈、导线座和引线管，所述磁轭与磁轭法兰连接形成一个腔室，电磁线圈置于所述腔室内，导线座上设置有导线孔并焊接在磁轭外部，引线管一端与导线座连接，另一端与相邻线圈组件的导线座连接或与接线座连接，所述电磁线圈的引接线通过引线管引出，并通过安装在接线座上的电气接插件与棒控系统连接。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述磁轭和磁轭法兰为圆形结构，采用碳钢制造而成。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述磁轭和磁轭法兰的连接处设有法兰密封圈。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述磁轭和磁轭法兰通过螺钉固定连接。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述引线管通过锥形管螺纹与导线座连接。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述引线管与相邻线圈组件中导线座的连接处设有双密封垫圈。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述电磁线圈为无骨架结构。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述电磁线圈内部设有一保护套。

作为本发明线圈部件的一种改进，所述电磁线圈与保护套和磁轭之间的间隙内填充有防潮材料。

本发明还提供了一种控制棒驱动机构，其包括本申请所述的线圈部件。

相对于现有技术，本发明具有以下有益技术效果：

1)整个线圈部件由三个分体式线圈组件组合连接而成，没有共用磁轭的情况，减少了磁路串磁和漏磁的发生，而且便于线圈部件的拆装、运输、检修和更换；

2)采用圆形结构并由碳钢制造的磁轭和磁轭法兰，增强了线圈部件的热量传导和释放；

3)采用无骨架电磁线圈，提高了线圈部件的整体耐温等级；

4)通过采用密封垫圈、薄壁保护套零部件以及采用锥形管螺纹连接形式，并在电磁线圈与磁轭和薄壁保护套的间隙内填充防潮材料，提高了线圈部件的密封性能和防潮性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行详细说明，其中：

图1为现有线圈部件的结构示意图。

图2为本发明线圈部件的结构示意图。

图3为本发明中分体式线圈组件的剖面示意图。

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，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

本发明提供了一种线圈部件，其包括线圈组件、支撑件、螺杆和接线座，线圈组件由分体式的提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件组成，提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件分别安装在密封壳上并通过支撑件进行支撑隔开，提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件相互之间通过螺杆进行连接固定，接线座安装在提升线圈组件的顶部，线圈组件通过安装在接线座上的电气接插件与棒控系统连接。

请参照图2所示，一种线圈部件，其包括线圈组件100、支撑件300、螺杆400和接线座500，线圈组件100由分体式的提升线圈组件120、移动线圈组件140和固定线圈组件160组成，提升线圈组120、移动线圈组件140和固定线圈组件160分别安装在密封壳200上并通过支撑件300进行支撑隔开，提升线圈组件120、移动线圈组件140和固定线圈组件160相互之间通过螺杆400进行连接固定，接线座500安装在提升线圈组件120的顶部，线圈组件100通过安装在接线座500上的电气接插件与棒控系统连接。

其中支撑件300由上部支撑310、中部支撑320和下部支撑330组成。上部支撑310安装在密封壳200上，对提升线圈组件120进行支撑，并将提升线圈组件120和移动线圈组件140隔开。中部支撑320安装在密封壳200上，对移动线圈组件140进行支撑，并将移动线圈组件140和固定线圈组件160隔开。下部支撑330安装在密封壳200上对固定线圈组件160进行支撑。整个线圈部件由三个分体式线圈组件组合连接而成，并通过支撑件相互隔开，没有共用的磁轭结构，减少了磁路串磁和漏磁的发生，而且便于线圈部件的拆装、运输、检修和更换。

请参照图2和图3所示，提升线圈组件120、移动线圈组件140和固定线圈组件160的结构相同，包括磁轭101、磁轭法兰102、电磁线圈103、导线座104和引线管105。

磁轭101与磁轭法兰102连接形成一个腔室，电磁线圈103安装在这个腔室内，磁轭101和磁轭法兰102都是圆形结构，并采用碳钢制造而成，圆形结构使得相邻线圈部件之间存在一定气隙，增强了磁轭101与外部空气的对流换热，在保证导磁性能的同时可提高线圈部件的导热率。

磁轭101与磁轭法兰102通过螺钉107进行固定连接，二者的连接处安装有耐高温耐辐照的法兰密封圈108，可提高线圈部件的整体密封性。

导线座104上设置有导线孔，导线座104焊接在磁轭101的外部，引线管105一端通过锥形管螺纹与焊接在磁轭101上的导线座104连接；另一端与相邻线圈组件的导线座104连接或与接线座500连接，并在与相邻线圈组件中导线座104的连接处安装有双密封垫圈109进行密封，保证整个线圈部件的密封性能。

电磁线圈103的引接线通过引线管105引出，并通过安装在接线座500上的电气接插件与棒控系统连接。电磁线圈103采用无骨架结构的线圈，可提高线圈部件整体的耐温等级，电磁线圈103内部设置一个薄壁保护套110，保护电磁线圈结构，在电磁线圈103与薄壁保护套110和磁轭101之间的间隙内填充防潮材料，增强线圈部件的防潮性能。

分体式的提升线圈组件120、移动线圈组件140和固定线圈组件160单独制造完成后，依次按照下部支撑330、固定线圈组件160、中部支撑320、移动线圈组件140、上部支撑310和提升线圈组件120的顺序将各个部件安装在密封壳200的相应位置上，上部支撑310、中部支撑320和下部支撑330分别对三个线圈组件进行支撑并将三个线圈组件相互隔开，分体式的提升线圈组件120、移动线圈组件140和固定线圈组件160相互之间再通过螺杆400进行连接固定，相邻线圈组件的引线管105和导线座104连接，提升线圈组件120的引线管105一端与移动线圈组件140的导线座连接，另一端与接线座500连接，引线管105与相邻线圈组件中导线座104的安装间隙由双密封垫圈109进行密封，保证整个线圈部件的密封性能。

拆卸线圈时，先拆卸螺杆400，再依次将分体式的提升线圈组件120、移动线圈组件140和固定线圈组件160拆下来，可单独对每个线圈组件进行检修和更换，避免了对性能完好的线圈组件造成破坏。

本发明还提供了一种控制棒驱动机构，其包括以上描述的线圈部件。

结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明至少具有以下有益技术效果：

1)整个线圈部件由三个分体式线圈组件组合连接而成，没有共用磁轭的情况，减少了磁路串磁和漏磁的发生，而且便于线圈部件的拆装、运输、检修和更换；

2)采用圆形结构并由碳钢制造的磁轭和磁轭法兰，增强了线圈部件的热量传导和释放；

3)采用无骨架电磁线圈，提高了线圈部件的整体耐温等级；

4)通过采用密封垫圈、薄壁保护套零部件以及采用锥形管螺纹连接形式，并在电磁线圈与磁轭和薄壁保护套的间隙内填充防潮材料，提高了线圈部件的密封性能和防潮性能。

根据上述原理，本发明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 (12)

1.一种线圈部件，其包括线圈组件、支撑件、螺杆和接线座，其特征在于：所述线圈组件由分体式的提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件组成，所述提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件分别安装在密封壳上并通过支撑件进行支撑隔开，所述提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件相互之间通过螺杆进行连接固定，所述接线座安装在提升线圈组件的顶部，线圈组件通过安装在接线座上的电气接插件与棒控系统连接；

所述提升线圈组件、移动线圈组件和固定线圈组件的结构相同，包括磁轭、磁轭法兰、电磁线圈、导线座和引线管，所述磁轭与磁轭法兰连接形成一个腔室，电磁线圈置于所述腔室内，导线座上设置有导线孔并焊接在磁轭外部，引线管一端与导线座连接，另一端与相邻线圈组件的导线座连接或与接线座连接，所述电磁线圈的引接线通过引线管引出，并通过安装在接线座上的电气接插件与棒控系统连接。

2.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：所述支撑件由上部支撑、中部支撑和下部支撑组成。

3.根据权利要求2所述的线圈部件，其特征在于：所述上部支撑安装在密封壳上，对提升线圈组件进行支撑，并将提升线圈组件和移动线圈组件隔开，中部支撑安装在密封壳上，对移动线圈组件进行支撑，并将移动线圈组件和固定线圈组件隔开，下部支撑安装在密封壳上对固定线圈组件进行支撑。

4.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：所述磁轭和磁轭法兰为圆形结构，采用碳钢制造而成。

5.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：所述磁轭和磁轭法兰的连接处设有法兰密封圈。

6.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：所述磁轭和磁轭法兰通过螺钉固定连接。

7.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：所述引线管通过锥形管螺纹与导线座连接。

8.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：所述引线管与相邻线圈组件中导线座的连接处设有双密封垫圈。

9.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：所述电磁线圈为无骨架结构。

10.根据权利要求9所述的线圈部件，其特征在于：所述电磁线圈内部设有一保护套。

11.根据权利要求1所述的线圈部件，其特征在于：所述电磁线圈与保护套和磁轭之间的间隙内填充有防潮材料。

12.一种控制棒驱动机构，其特征在于：包括权利要求1至11中任一所述线圈部件。