CN108231217A - 压水堆控制棒驱动机构及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核反应堆设备技术领域，公开了一种压水堆控制棒驱动机构，包括套管轴，在所述套管轴的外面从上到下依次设置提升磁极、动爪磁极、动爪衔铁、定爪磁极、定爪衔铁和止端螺母，在所述定爪磁极的上方连接缓冲轴和所述动爪衔铁，所述动爪衔铁部分套设在缓冲轴外围，在所述缓冲轴内通过第一连杆安装第一钩爪。本发明还公开了控制棒驱动机构的装配方法，包括钩爪部件上段部分的组装、钩爪部件下段部分的组装以及整体调试验证结果。本发明通过优化安装顺序、通过专用工具等方式使控制棒驱动机构部件在安装时能实现通用性，统一安装方法。
Description
技术领域
本发明属于核反应堆设备技术领域，特别是一种压水堆控制棒驱动机构的装配方法。
背景技术
压水堆控制棒驱动机构是压水核反应堆的重要机构，用于将控制棒送入反应堆内部，整个机构的零件精度和装配精度均要求较高。而对于不同反应堆堆型而言，各种控制棒驱动机构的结构不一样，安装方式也不一样，其安装过程和安装工具不能实现通用性，效率无法提高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种压水堆控制棒驱动机构的装配方法，通过优化安装顺序、通过专用工具等方式使控制棒驱动机构部件在安装时能实现通用性，统一安装方法。
本发明采取的技术方案是：
一种压水堆控制棒驱动机构，其特征是，包括套管轴1，在所述套管轴1的外面从上到下依次设置提升磁极2、动爪磁极3、动爪衔铁4、定爪磁极5、定爪衔铁6和止端螺母7，所述定爪磁极5通过螺纹连接在所述套管轴1的中部下方，在所述定爪磁极5的上方连接缓冲轴8和所述动爪衔铁4，所述动爪衔铁4部分套设在缓冲轴8外围， 在所述缓冲轴8内通过第一连杆9安装第一钩爪10，所述第一连杆9与第一钩爪10之间、第一连杆9与动爪衔铁4之间以及第一钩爪10与缓冲轴8之间均通过销轴11转动连接，在所述套管轴1上与第一钩爪10对应位置开设避让孔，在所述动爪衔铁4上方安装动爪弹簧12，动爪弹簧12上方为动爪隔磁片13，所述动爪弹簧12支撑所述动爪衔铁4与动爪隔磁片13之间离开一段距离，在所述动爪隔磁片13的上方设置动爪磁极3，所述动爪磁极3上方安装第一提升弹簧14，第一提升弹簧14上方为提升隔磁片15，所述第一提升弹簧14支撑所述动爪磁板3与提升隔磁片15之间离开一段距离，在所述提升隔磁片15上安装提升磁极2，所述提升磁极2通过螺纹连接在所述套管轴1下端，在所述定爪磁极5的下方设置定爪隔磁片16，所述定爪隔磁片16的下方通过定爪弹簧17设置定爪衔铁6，所述定爪磁极5通过定爪弹簧17与定爪隔磁片16之间离开一段距离，在所述定爪衔铁6的下方设置止端螺母7，所述止端螺母7通过螺纹连接在所述套管轴1下端。
进一步，所述定爪衔铁6分为定爪衔铁上半体19和定爪衔铁下半体20，所述定爪衔铁上半体19和定爪衔铁下半体20之间设置导向键21，所述定爪衔铁下半体20内设置定爪钩爪支撑筒22，在所述定爪钩爪支撑筒22与定爪衔铁下半体20之间设置第二提升弹簧23，所述定爪钩爪支撑筒22内设置通过第二连杆24安装第二钩爪25，所述第二连杆24与第二钩爪25之间、第二连杆24与定爪衔铁下半体20之间以及第二钩爪25与定爪钩爪支撑筒22之间均通过销轴11转动连接，在所述套管轴1上与钩爪对应位置开设避让孔。
进一步，所述缓冲轴8的上端穿过所述动爪弹簧12、动爪隔磁片13，位于所述动爪磁极3内。
进一步，所述第一钩爪10、第一连杆9为两个，相对设置在所述套管轴1的两侧，所述第二钩爪25、第二连杆24为两个，相对设置在所述套管轴1的两侧。
进一步，所述提升磁极2、动爪磁极3、定爪磁极5和止端螺母7均通过锁紧螺钉18与所述套管轴1固定。
一种如上所述的压水堆控制棒驱动机构的装配方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将套管轴竖直安放到安装座上，将定爪磁极通过方榫和扭矩扳头旋到套管轴上，根据定爪磁极上的螺钉孔位，在套管轴相对应的位置配作锁紧；
（2）拆开步骤（1）中的各零件，进行清洁去毛刺，然后复位至步骤（1）的状态，使套管轴和定爪磁极固定；
（3）通过动爪磁极拧紧工装将缓冲轴、动爪衔铁、动爪隔磁片和动爪磁极通过力矩扳手与套管轴组装在一起，并检测中间间隙；
（4）根据动爪磁极上的螺钉孔位，在缓冲轴相对应的位置配作锁紧；
（5）拆下步骤（3）中的各零件进行清洁去毛刺，然后再次将缓冲轴、动爪衔铁、动爪隔磁片和动爪磁极装入套管轴；
（6）通过装钩爪工具将第一钩爪、第一连杆和销轴组合在一起，缓慢地装入缓冲轴内并用销轴固定；
（7）依次装入动爪弹簧、动爪隔磁片和动爪磁极，将锁紧螺钉装入动爪磁极，使动爪磁极和缓冲轴固定；
（8）将第一提升弹簧、提升隔磁片和提升磁极依次装入套管轴，并且在提升隔磁片和动爪磁极间放入标准的间隙垫块后，通过力矩扳手拧紧，根据提升磁极上的螺钉孔位，在套管轴相对应的位置配作锁紧；
（9）拆下步骤（8）中的提升磁极和标准垫块进行清洁去毛刺，将提升磁极与套管轴固定；
（10）将已装好的零件翻转安放，将定爪隔磁片、定爪弹簧、定爪衔铁上半体、弹簧罩、第二提升弹簧和定爪钩爪支撑筒依次装入套管轴；
（11）旋上止端螺母使定爪钩爪支撑筒压至对应的位置，将定爪钩爪支撑筒和套管轴对应对齐，插入导向键进行定位并固定；
（12）通过装钩爪工具将第二钩爪、第二连杆通过销轴组合在一起，缓慢地装入定爪钩爪支撑筒内并用销轴固定；
（13）拆下止端螺母，装入定爪衔铁下半体，用拧紧工具拧紧定爪衔铁上半体和定爪衔铁下半体，旋上止端螺母；
（14）将第二连杆和定爪衔铁下半体的孔对齐后插上销轴，在定爪隔磁片和定爪衔铁上半体间放入标准垫块后旋紧止端螺母，根据止端螺母的螺钉孔位，在套管轴1相对应的位置配作锁紧止端螺母；
（15）拆下止端螺母和标准垫块，对止端螺母清洁去毛刺后复位，用锁紧工装将止端螺母与套管轴锁紧固定。
本发明的有益效果是：
（1）驱动机构结构合理，精度高；
（2）通过对之前的安装技术进行了相应调整，原先的装配过程中间隙的测量调整需要通过试验台架方可测量，现增加新的装配工装，使这部分工作内容在装配时直接测量，省去了上试验台架这个环节，使部件装配的时间大幅度缩短，并且实现各堆型的通用性，大大提高效率。
附图说明
附图1是本发明的结构装配剖视示意图；
附图2是本发明驱动机构外观立体示意图。
附图中的标号分别为：
1. 套管轴； 2. 提升磁极；
3. 动爪磁极； 4. 动爪衔铁；
5. 定爪磁极； 6. 定爪衔铁；
7. 止端螺母； 8. 缓冲轴；
9. 第一连杆架； 10. 第一钩爪；
11. 销轴； 12. 动爪弹簧；
13. 动爪隔磁片； 14. 第一提升弹簧；
15. 提升隔磁片； 16. 定爪隔磁片；
17. 定爪弹簧； 18. 锁紧螺钉；
19. 定爪衔铁上半体； 20. 定爪衔铁下半体；
21. 导向键； 22. 定爪钩爪支撑筒；
23. 第二提升弹簧； 24. 第二连杆；
25. 第二钩爪； 26. 弹簧罩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明压水堆控制棒驱动机构及其装配方法的具体实施方式作详细说明。
参见附图1、2，压水堆控制棒驱动机构包括套管轴1，在套管轴1的外面从上到下依次设置提升磁极2、动爪磁极3、动爪衔铁4、定爪磁极5、定爪衔铁6和止端螺母7，定爪磁极5通过螺纹连接在套管轴1的中部下方，在定爪磁极5的上方连接缓冲轴8和动爪衔铁4，动爪衔铁4部分套设在缓冲轴8外围， 在缓冲轴8内通过第一连杆9安装第一钩爪10，第一连杆9与第一钩爪10之间、第一连杆9与动爪衔铁4之间以及第一钩爪10与缓冲轴8之间均通过销轴11转动连接，在套管轴1上与第一钩爪10对应位置开设避让孔，在动爪衔铁4上方安装动爪弹簧12，动爪弹簧12上方为动爪隔磁片13，动爪弹簧12支撑动爪衔铁4与动爪隔磁片13之间离开一段距离，缓冲轴8的上端穿过动爪弹簧12、动爪隔磁片13，位于动爪磁极3内。在动爪隔磁片13的上方设置动爪磁极3，动爪磁极3上方安装第一提升弹簧14，第一提升弹簧14上方为提升隔磁片15，第一提升弹簧14支撑动爪磁板3与提升隔磁片15之间离开一段距离，在提升隔磁片15上安装提升磁极2，提升磁极2通过螺纹连接在套管轴1下端，在定爪磁极5的下方设置定爪隔磁片16，定爪隔磁片16的下方通过定爪弹簧17设置定爪衔铁6，定爪磁极5通过定爪弹簧17与定爪隔磁片16之间离开一段距离，在定爪衔铁6的下方设置止端螺母7，止端螺母7通过螺纹连接在套管轴1下端。提升磁极2、动爪磁极3、定爪磁极5和止端螺母7均通过锁紧螺钉18与套管轴1固定。
定爪衔铁6分为定爪衔铁上半体19和定爪衔铁下半体20，定爪衔铁上半体19和定爪衔铁下半体20之间设置导向键21，定爪衔铁下半体20内设置定爪钩爪支撑筒22，在定爪钩爪支撑筒22与定爪衔铁下半体20之间设置第二提升弹簧23，定爪钩爪支撑筒22内设置通过第二连杆24安装第二钩爪25，第二连杆24与第二钩爪25之间、第二连杆24与定爪衔铁下半体20之间以及第二钩爪25与定爪钩爪支撑筒22之间均通过销轴11转动连接，在套管轴1上与钩爪对应位置开设避让孔。
第一钩爪10、第一连杆9为两个，相对设置在套管轴1的两侧，第二钩爪25、第二连杆24为两个，相对设置在套管轴1的两侧。
上述的控制棒驱动机构的装配工艺过程如下：
零件准备，按照钩爪部件图纸，领取所有合格的零件待用，准备好螺纹旋合时所需的专用螺纹润滑剂、工装工位器具等专用设备。
上段部分组装，将套管轴1竖直安放到专用安装座上，将定爪磁极5通过方榫和扭矩扳头旋到套管轴1上，根据定爪磁极5上的螺钉孔位，在套管轴1相对应的位置配作锁紧孔后，拆开各零件进行清洁去毛刺，然后复位至原来状态，将锁紧螺钉18装入定爪磁极5上使套管轴1和定爪磁极5固定；通过动爪磁极拧紧工装将缓冲轴8、动爪衔铁4、动爪隔磁片13和动爪磁极3通过力矩扳手与套管轴1组装在一起后，检测中间间隙，然后根据动爪磁极3上的螺钉孔位，在缓冲轴8相对应的位置配作锁紧孔后，拆下各零件进行清洁去毛刺，然后再次将缓冲轴8装入套管轴1，并用导向键21进行定位后用导向键销轴固定，导向键销轴两端扩口；通过装钩爪工具将第一钩爪10、第一连杆9和销轴11组合在一起，缓慢地装入缓冲轴8内并用销轴11固定，销轴11两端扩口，然后装入动爪衔铁4并插上销轴11后扩口；然后依次装入动爪弹簧12、动爪隔磁片13和动爪磁极3，将锁紧螺钉18装入动爪磁极3上使动爪磁极3和缓冲轴8固定；将第一提升弹簧14、提升隔磁片15和提升磁极2依次装入套管轴1，并且在提升隔磁片15和动爪磁极3间放入标准的间隙垫块后，通过力矩扳手拧紧，根据提升磁极2上的螺钉孔位，在套管轴1相对应的位置配作锁紧孔后，拆下提升磁极2和标准垫块进行清洁去毛刺，然后复位至原来状态，将锁紧螺钉18装入提升磁极2上通过拧紧工具使其与套管轴1固定。
下段部分组装，将已装好的零件翻转安放，将定爪隔磁片16、定爪弹簧17、定爪衔铁上半体19、弹簧罩26、第二提升弹簧23和定爪钩爪支撑筒22依次装入套管轴1，旋上止端螺母7使定爪钩爪支撑筒22压至对应的位置，将定爪钩爪支撑筒22的槽和套管轴1的槽对齐，插入导向键21进行定位并用导向键销轴固定在定爪钩爪支撑筒22上，导向键21销轴11两端扩口，通过装钩爪工具将第二钩爪25、第二连杆24和销轴11组合在一起，缓慢地装入定爪钩爪支撑筒22内并用销轴11固定，然后销轴11两端扩口；拆下止端螺母7，通过调整垫片调整工装将调整垫片、锁紧套和定爪衔铁下半体20依次装入，用拧紧工具拧紧定爪衔铁上半体19和定爪衔铁下半体20，旋上止端螺母7，将第二连杆24和定爪衔铁下半体20的孔对齐后，插上销轴11，销轴11两端扩口，在定爪隔磁片16和定爪衔铁上半体19间放入标准垫块后旋紧止端螺母7，根据止端螺母7的螺钉孔位，在套管轴1相对应的位置配作锁紧孔后拆下止端螺母7和标准垫块，对止端螺母7清洁去毛刺后复位，用锁紧工装锁紧，将锁紧杯和锁紧螺钉18装入止端螺母7上使其与套管轴1固定；
最后，对装配质量进行验证，验证内容包括：（1） 定爪隔磁片16和定爪衔铁上半体19之间的间隙；（2）动爪隔磁片13和动爪衔铁4之间的间隙；（3）提升隔磁片15和动爪磁极3之间的间隙；（4）测量并记录钩爪间隙（通过特制芯棒进行测量，特制间隙测量芯棒）；（5）测量并记录负载传递的长度值。以上测量数据符合设计要求则说明该套钩爪部件安装调试完成。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种压水堆控制棒驱动机构，其特征在于：包括套管轴（1），在所述套管轴（1）的外面从上到下依次设置提升磁极（2）、动爪磁极（3）、动爪衔铁（4）、定爪磁极（5）、定爪衔铁（6）和止端螺母（7），所述定爪磁极（5）通过螺纹连接在所述套管轴（1）的中部下方，在所述定爪磁极（5）的上方连接缓冲轴（8）和所述动爪衔铁（4），所述动爪衔铁（4）部分套设在缓冲轴（8）外围， 在所述缓冲轴（8）内通过第一连杆（9）安装第一钩爪（10），所述第一连杆（9）与第一钩爪（10）之间、第一连杆（9）与动爪衔铁（4）之间以及第一钩爪（10）与缓冲轴（8）之间均通过销轴（11）转动连接，在所述套管轴（1）上与第一钩爪（10）对应位置开设避让孔，在所述动爪衔铁（4）上方安装动爪弹簧（12），动爪弹簧（12）上方为动爪隔磁片（13），所述动爪弹簧（12）支撑所述动爪衔铁（4）与动爪隔磁片（13）之间离开一段距离，在所述动爪隔磁片（13）的上方设置动爪磁极（3），所述动爪磁极（3）上方安装第一提升弹簧（14），第一提升弹簧（14）上方为提升隔磁片（15），所述第一提升弹簧（14）支撑所述动爪磁板（3）与提升隔磁片（15）之间离开一段距离，在所述提升隔磁片（15）上安装提升磁极（2），所述提升磁极（2）通过螺纹连接在所述套管轴（1）下端，在所述定爪磁极（5）的下方设置定爪隔磁片（16），所述定爪隔磁片（16）的下方通过定爪弹簧（17）设置定爪衔铁（6），所述定爪磁极（5）通过定爪弹簧（17）与定爪隔磁片（16）之间离开一段距离，在所述定爪衔铁（6）的下方设置止端螺母（7），所述止端螺母（7）通过螺纹连接在所述套管轴（1）下端。
2.根据权利要求1所述的压水堆控制棒驱动机构，其特征在于：所述定爪衔铁（6）分为定爪衔铁上半体（19）和定爪衔铁下半体（20），所述定爪衔铁上半体（19）和定爪衔铁下半体（20）之间设置导向键（21），所述定爪衔铁下半体（20）内设置定爪钩爪支撑筒（22），在所述定爪钩爪支撑筒（22）与定爪衔铁下半体（20）之间设置第二提升弹簧（23），所述定爪钩爪支撑筒（22）内设置通过第二连杆（24）安装第二钩爪（25），所述第二连杆（24）与第二钩爪（25）之间、第二连杆（24）与定爪衔铁下半体（20）之间以及第二钩爪（25）与定爪钩爪支撑筒（22）之间均通过销轴（11）转动连接，在所述套管轴（1）上与钩爪对应位置开设避让孔。
3.根据权利要求1所述的压水堆控制棒驱动机构，其特征在于：所述缓冲轴（8）的上端穿过所述动爪弹簧（12）、动爪隔磁片（13），位于所述动爪磁极（3）内。
4.根据权利要求2所述的压水堆控制棒驱动机构，其特征在于：所述第一钩爪（10）、第一连杆（9）为两个，相对设置在所述套管轴（1）的两侧，所述第二钩爪（25）、第二连杆（24）为两个，相对设置在所述套管轴（1）的两侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压水堆控制棒驱动机构，其特征在于：所述提升磁极（2）、动爪磁极（3）、定爪磁极（5）和止端螺母（7）均通过锁紧螺钉（18）与所述套管轴（1）固定。
6.一种如权利要求1至5中任一项所述的压水堆控制棒驱动机构的装配方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将套管轴竖直安放到安装座上，将定爪磁极通过方榫和扭矩扳头旋到套管轴上，根据定爪磁极上的螺钉孔位，在套管轴相对应的位置配作锁紧；
（2）拆开步骤（1）中的各零件，进行清洁去毛刺，然后复位至步骤（1）的状态，使套管轴和定爪磁极固定；
（3）通过动爪磁极拧紧工装将缓冲轴、动爪衔铁、动爪隔磁片和动爪磁极通过力矩扳手与套管轴组装在一起，并检测中间间隙；
（4）根据动爪磁极上的螺钉孔位，在缓冲轴相对应的位置配作锁紧；
（5）拆下步骤（3）中的各零件进行清洁去毛刺，然后再次将缓冲轴、动爪衔铁、动爪隔磁片和动爪磁极装入套管轴；
（6）通过装钩爪工具将第一钩爪、第一连杆和销轴组合在一起，缓慢地装入缓冲轴内并用销轴固定；
（7）依次装入动爪弹簧、动爪隔磁片和动爪磁极，将锁紧螺钉装入动爪磁极，使动爪磁极和缓冲轴固定；
（8）将第一提升弹簧、提升隔磁片和提升磁极依次装入套管轴，并且在提升隔磁片和动爪磁极间放入标准的间隙垫块后，通过力矩扳手拧紧，根据提升磁极上的螺钉孔位，在套管轴相对应的位置配作锁紧；
（9）拆下步骤（8）中的提升磁极和标准垫块进行清洁去毛刺，将提升磁极与套管轴固定；
（10）将已装好的零件翻转安放，将定爪隔磁片、定爪弹簧、定爪衔铁上半体、弹簧罩、第二提升弹簧和定爪钩爪支撑筒依次装入套管轴；
（11）旋上止端螺母使定爪钩爪支撑筒压至对应的位置，将定爪钩爪支撑筒和套管轴对应对齐，插入导向键进行定位并固定；
（12）通过装钩爪工具将第二钩爪、第二连杆通过销轴组合在一起，缓慢地装入定爪钩爪支撑筒内并用销轴固定；
（13）拆下止端螺母，装入定爪衔铁下半体，用拧紧工具拧紧定爪衔铁上半体和定爪衔铁下半体，旋上止端螺母；
（14）将第二连杆和定爪衔铁下半体的孔对齐后插上销轴，在定爪隔磁片和定爪衔铁上半体间放入标准垫块后旋紧止端螺母，根据止端螺母的螺钉孔位，在套管轴1相对应的位置配作锁紧止端螺母；
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