CN108597622A - 防护型crdm及用于crdm上的隔套 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防护型CRDM及用于CRDM上的隔套，包括隔套本体，所述隔套本体的材质为导磁性不锈钢。所述隔套用于所述防护型CRDM中，所述隔套不仅可发挥在高温高湿环境下对电机型CRDM的保护性能，同时所述隔套在定子绕组功率不变的情况下，可正常驱动控制棒组件。

Description

防护型CRDM及用于CRDM上的隔套

技术领域

本发明涉及控制棒驱动机构技术领域，特别是涉及一种防护型CRDM及用于CRDM上的隔套。

背景技术

CRDM是“控制棒驱动机构”的简称，它是反应堆控制和保护系统的伺服机构，能够按照指令带动控制棒组件在堆芯内上下运动、保持控制棒组件在指定高度、断电释放控制棒组件并使其快速插入堆芯，进而完成反应堆的启动、调节功率、保持功率、正常停堆和事故停堆等功能。

目前，船用核动力反应堆中的CRDM多为电机型CRDM，然而，现有技术中的电机型CRDM存在故障率高、使用不便的缺点。现有技术中，关于电机型CRDM的优化设计，出现了如申请号为：CN201721371157.0、专利名称为：一种屏蔽电机型CRDM的技术方案，该技术方案中包括技术特征隔套，隔套实际上为起屏蔽作用的屏蔽套，该技术方案具有：避免高温高湿环境下CRDM绝缘性能下降、电工材料霉变引起的各种复杂问题，为反应堆在水上及高温高湿环境下可靠工作提供有力保障等优势。

进一步优化电机型CRDM的性能，是本领域技术人员对控制棒驱动机构进行优化的重要方向。

发明内容

针对上述提出的进一步优化电机型CRDM的性能，是本领域技术人员对控制棒驱动机构进行优化的重要方向的问题，本发明提供了一种防护型CRDM及用于CRDM上的隔套，所述隔套用于电机型CRDM中，所述隔套不仅可发挥在高温高湿环境下对电机型CRDM的保护性能，同时所述隔套在定子绕组功率不变的情况下，可正常驱动控制棒组件。

本发明提供的防护型CRDM及用于CRDM上的隔套通过以下技术要点来解决问题，用于CRDM上的隔套，包括隔套本体，所述隔套本体的材质为导磁性不锈钢。

本隔套用于电机型CRDM中。现有技术中，电机型CRDM上定子部件一般包括机座、定子绕组和端盖，定子绕组包括绕组本体和定子铁芯，定子绕组上还连接有电连接器，电连接器一般固定于机座上，用于安装定子部件的安装腔中一般还设置有灌封层，电机型CRDM的动子部件安装在耐压壳内。由于电机型CRDM特殊的工作环境，针对电机型CRDM的结构设计，现有技术中提出了一种包括隔套，用于实现将定子部件上定子绕组与外界的高温高湿环境隔离，可消除高温高湿环境下CRDM绝缘性能下降、电工材料霉变引起的各种复杂问题的方案。

现有技术中，用于隔套的材料多采用奥氏体不锈钢，然而，由于奥氏体不锈钢为一种非导磁材料，故隔套在发挥保护电机型CRDM上定子部件的同时，隔套影响CRDM的电磁效率。针对这一问题，现有技术中，针对原有无隔套的电机型CRDM或设计为无隔套的电机型CRDM，安装隔套后或采用有隔套的电机型CRDM后，需要通过增大电机型CRDM定子部件的功率，使得电机型CRDM能够正常的完成正常驱动控制棒组件。

本方案中，通过将隔套的材料设置为为导磁性不锈钢，导磁性不锈钢不仅能够适应电机型CRDM的工作环境，同时由于导磁不锈钢的导磁性能，为导磁性不锈钢的隔套相较于为奥氏体不锈钢的隔套，可避免导致电机型CRDM电磁效率下降，从而，在不改变电机型CRDM定子部件功率的情况下，使得电机型CRDM的性能满足工况要求。

作为优选，设置为：所述隔套为无缝薄壁管，这样，利于电机型CRDM周向方向上磁场分布的均匀性。

具体的，以上导磁性不锈钢可采用现有技术中的以下不锈钢：马氏体不锈钢、双向体不锈钢、坡莫合金等。

作为所述隔套更进一步的技术方案为：

所述隔套本体的一端设置有呈喇叭口状的变径段，且所述变径段的大端作为隔套的端部。

现有技术中隔套一般设置为呈等径圆筒状，具体运用为：隔套的上端与机座固定连接，隔套的下端与端盖固定连接，隔套、机座、端盖三者围成封闭的用于安装定子绕组的安装腔。同时，由于电机型CRDM重量较大，在将机座、隔套、端盖、定子部件四者连接成一个整体后，一般通过吊装的方式实现电机型CRDM定子部件所在部分耐压壳的装配，这样，由于隔套的内径本身与耐压壳匹配部分外径差非常小，同时被悬吊的电机型CRDM定子部件极易发生晃动，这样，在被悬吊的电机型CRDM定子部件向下释放的过程中，隔套下端与耐压壳上端对中难度高：隔套下端与耐压壳上端碰撞极易造成隔套被损坏，这样不仅影响电机型CRDM的装配效率，同时容易出现隔套在装配期间即被报废、完成隔套的装配后，隔套也不能发挥理想隔离性能的问题。

以上提供的方案在运用时，隔套设置有喇叭口状变径段的一端作为隔套的下端，在隔套安装于电机型CRDM上时，隔套位于端盖围成的孔段内或者位于端盖的下方，而作为本领域技术人员，隔套上变径段以上部分的内径满足与耐压壳的配合即可，隔套上变径段以上部分的尺寸或结构设计采用现有技术中的设计即可，采用本方案提供的隔套在装配时，由于变形段下端内径大于变径段上方隔套段落的内径，在进行电机型CRDM装配时，由于耐压壳需要由隔套的变径段引入隔套中，如当定子部件所在的电机型CRDM向下释放第一次发生隔套与耐压壳碰撞时，碰撞位置位于变径段内壁上，而此时变径段内壁表面相对于耐压壳的端面为一个斜面，以上斜面可实现隔套与耐压壳之间的导向，这样不仅可有效避免隔套与耐压壳发生作用力方向在竖直方向的剧烈碰撞，造成隔套大幅变形或破裂，同时变径段可用于隔套与耐压壳对中导向、直观的调整被悬吊的电机型CRDM在水平面上的位置以使得与耐压壳的对中精度不断被进一步提高，利于电机型CRDM装配效率。

作为隔套的具体实现方式，所述隔套由等径直管段和变径段组成，变径段的直径较小端与等径直管段的端部相接，变径段的直径较小端与等径直管段等径。

由于通过吊装实现定子部件所在的电机型CRDM向下释放与耐压壳配合时，一般第一次隔套与耐压壳撞击相互作用力最大，变径段的安装位置位于端盖围成的孔段内或者位于端盖的下方，这样，根据现有电机型CRDM的结构：机座、隔套、端盖、定子部件四者连接成的组合体中，由上至下，至端盖的上端开始，用于容纳隔套的间隙即变得更宽，故设置为：所述变径段的壁厚大于等径直管段的壁厚。变径段的壁厚相较于上端的隔套段落壁厚更大，以上撞击发生时，壁厚更厚的变径段可尽可能保证隔套整体的完好性，以使得隔套发挥可靠的屏蔽性能。作为优选，设置为变径段与等径直管段内、外侧表面均光滑连接，这样，耐压壳与变径段撞击时，可避免变径段与等径直管段部分出现应力集中而导致等径直管段的下端发生塑性变形甚至撕裂等。

本发明还公开了一种防护型CRDM，所述CRDM为电机型CRDM，包括定子部件，还包括安装在定子部件中心孔内的隔套，所述隔套为以上任意一项提供的隔套。本方案提供的防护型CRDM，可在不改变电机型CRDM定子部件功率的情况下，使得电机型CRDM的性能满足工况要求。

作为所述防护型CRDM进一步的技术方案：

所述隔套上设置有变径段，隔套上设置有变径段的一端为下端，隔套的另一端为上端；

所述定子部件包括机座，隔套的上端跨过用于安装定子部件的安装腔并与机座固定连接；

所述变径段与端盖固定连接。本电机型CRDM中，由于包括所述隔套，以上隔套可减小电机型CRDM装配时与耐压壳的撞击力，达到保护隔套的目的；同时可用于电机型CRDM装配过程中与耐压壳之间的导向，利于提高电机型CRDM的装配效率。由于端盖可设计为呈环形槽状，环形槽用于容纳定子部件局部，即端盖壁实际上作为定子部件局部与外界的屏蔽层，采用以上电机型CRDM方案，隔套的上、下端与电机型CRDM均有连接点，这样，隔套固定可靠性高，隔套贯通定子部件整个内孔，以实现对定子部件可靠的隔离保护。

所述固定连接均为焊接连接。以上焊接连接固定形式不仅在不改变现有电机型CRDM结构的情况下易于实现，同时可利用焊缝实现轴向密封。

为提升轴向密封效果，优化隔套的防护性能，设置为：所述焊接连接均采用环焊缝焊接连接。

所述变径段的外侧与端盖的内侧相贴合。采用本方案，由于变径段外侧与端盖内侧相贴，变径段与耐压壳相作用时变径段受到端盖内侧的支撑，可使得变径段不易被破坏。

本发明具有以下有益效果：

本方案中，通过将隔套的材料设置为为导磁性不锈钢，导磁性不锈钢不仅能够适应电机型CRDM的工作环境，同时由于导磁不锈钢的导磁性能，为导磁性不锈钢的隔套相较于为奥氏体不锈钢的隔套，可避免导致电机型CRDM电磁效率下降，从而，在不改变电机型CRDM定子部件功率的情况下，使得电机型CRDM的性能满足工况要求。

本方案提供的防护型CRDM，可在不改变电机型CRDM定子部件功率的情况下，使得电机型CRDM的性能满足工况要求。

附图说明

图1是本发明所述的防护型CRDM一个具体实施例的结构剖视图；

图2是本发明所述的隔套一个具体实施例的立体结构示意图。

图中的附图标记依次为：1、机座，2、定子绕组，3、定子铁芯，4、隔套本体，5、端盖，6、电连接器，7、灌封层，8、动子部件，9、耐压壳，10、变径段，11、等径直管段。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1和图2所示，用于CRDM上的隔套，包括隔套本体4，所述隔套本体4的材质为导磁性不锈钢。

本隔套用于电机型CRDM中。现有技术中，电机型CRDM上定子部件一般包括机座1、定子绕组2和端盖5，定子绕组2包括绕组本体和定子铁芯3，定子绕组2上还连接有电连接器6，电连接器6一般固定于机座1上，用于安装定子部件的安装腔中一般还设置有灌封层7，电机型CRDM的动子部件8安装在耐压壳9内。由于电机型CRDM特殊的工作环境，针对电机型CRDM的结构设计，现有技术中提出了一种包括隔套，用于实现将定子部件上定子绕组2与外界的高温高湿环境隔离，可消除高温高湿环境下CRDM绝缘性能下降、电工材料霉变引起的各种复杂问题的方案。

现有技术中，用于隔套的材料多采用奥氏体不锈钢，然而，由于奥氏体不锈钢为一种非导磁材料，故隔套在发挥保护电机型CRDM上定子部件的同时，隔套影响CRDM的电磁效率。针对这一问题，现有技术中，针对原有无隔套的电机型CRDM或设计为无隔套的电机型CRDM，安装隔套后或采用有隔套的电机型CRDM后，需要通过增大电机型CRDM定子部件的功率，使得电机型CRDM能够正常的完成正常驱动控制棒组件。

本方案中，通过将隔套的材料设置为为导磁性不锈钢，导磁性不锈钢不仅能够适应电机型CRDM的工作环境，同时由于导磁不锈钢的导磁性能，为导磁性不锈钢的隔套相较于为奥氏体不锈钢的隔套，可避免导致电机型CRDM电磁效率下降，从而，在不改变电机型CRDM定子部件功率的情况下，使得电机型CRDM的性能满足工况要求。

作为优选，设置为：所述隔套为无缝薄壁管，这样，利于电机型CRDM周向方向上磁场分布的均匀性。

本实施例中，所述导磁性不锈钢采用以下不锈钢中的任意一种：马氏体不锈钢、双向体不锈钢、坡莫合金。

实施例2：

如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：所述隔套本体4的一端设置有呈喇叭口状的变径段10，且所述变径段10的大端作为隔套的端部。

现有技术中隔套一般设置为呈等径圆筒状，具体运用为：隔套的上端与机座1固定连接，隔套的下端与端盖5固定连接，隔套、机座1、端盖5三者围成封闭的用于安装定子绕组2的安装腔。同时，由于电机型CRDM重量较大，在将机座1、隔套、端盖5、定子部件四者连接成一个整体后，一般通过吊装的方式实现电机型CRDM定子部件所在部分耐压壳9的装配，这样，由于隔套的内径本身与耐压壳9匹配部分外径差非常小，同时被悬吊的电机型CRDM定子部件极易发生晃动，这样，在被悬吊的电机型CRDM定子部件向下释放的过程中，隔套下端与耐压壳9上端对中难度高：隔套下端与耐压壳9上端碰撞极易造成隔套被损坏，这样不仅影响电机型CRDM的装配效率，同时容易出现隔套在装配期间即被报废、完成隔套的装配后，隔套也不能发挥理想隔离性能的问题。

以上提供的方案在运用时，隔套设置有喇叭口状变径段10的一端作为隔套的下端，在隔套安装于电机型CRDM上时，隔套位于端盖5围成的孔段内或者位于端盖5的下方，而作为本领域技术人员，隔套上变径段10以上部分的内径满足与耐压壳9的配合即可，隔套上变径段10以上部分的尺寸或结构设计采用现有技术中的设计即可，采用本方案提供的隔套在装配时，由于变形段下端内径大于变径段10上方隔套段落的内径，在进行电机型CRDM装配时，由于耐压壳9需要由隔套的变径段10引入隔套中，如当定子部件所在的电机型CRDM向下释放第一次发生隔套与耐压壳9碰撞时，碰撞位置位于变径段10内壁上，而此时变径段10内壁表面相对于耐压壳9的端面为一个斜面，以上斜面可实现隔套与耐压壳9之间的导向，这样不仅可有效避免隔套与耐压壳9发生作用力方向在竖直方向的剧烈碰撞，造成隔套大幅变形或破裂，同时变径段10可用于隔套与耐压壳9对中导向、直观的调整被悬吊的电机型CRDM在水平面上的位置以使得与耐压壳9的对中精度不断被进一步提高，利于电机型CRDM装配效率。

作为隔套的具体实现方式，所述隔套由等径直管段11和变径段10组成，变径段10的直径较小端与等径直管段11的端部相接，变径段10的直径较小端与等径直管段11等径。

由于通过吊装实现定子部件所在的电机型CRDM向下释放与耐压壳9配合时，一般第一次隔套与耐压壳9撞击相互作用力最大，变径段10的安装位置位于端盖5围成的孔段内或者位于端盖5的下方，这样，根据现有电机型CRDM的结构：机座1、隔套、端盖5、定子部件四者连接成的组合体中，由上至下，至端盖5的上端开始，用于容纳隔套的间隙即变得更宽，故设置为：所述变径段10的壁厚大于等径直管段11的壁厚。变径段10的壁厚相较于上端的隔套段落壁厚更大，以上撞击发生时，壁厚更厚的变径段10可尽可能保证隔套整体的完好性，以使得隔套发挥可靠的屏蔽性能。作为优选，设置为变径段10与等径直管段11内、外侧表面均光滑连接，这样，耐压壳9与变径段10撞击时，可避免变径段10与等径直管段11部分出现应力集中而导致等径直管段11的下端发生塑性变形甚至撕裂等。

实施例3：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种防护型CRDM，所述CRDM为电机型CRDM，包括定子部件，还包括安装在定子部件中心孔内的隔套，所述隔套为以上任意一项提供的隔套。本方案提供的防护型CRDM，可在不改变电机型CRDM定子部件功率的情况下，使得电机型CRDM的性能满足工况要求。

实施例4：

如图1和图2所示，本实施例在实施例3的基础上作进一步限定，所述隔套上设置有变径段10，隔套上设置有变径段10的一端为下端，隔套的另一端为上端；

所述定子部件包括机座1，隔套的上端跨过用于安装定子部件的安装腔并与机座1固定连接；

所述变径段10与端盖5固定连接。本电机型CRDM中，由于包括所述隔套，以上隔套可减小电机型CRDM装配时与耐压壳9的撞击力，达到保护隔套的目的；同时可用于电机型CRDM装配过程中与耐压壳9之间的导向，利于提高电机型CRDM的装配效率。由于端盖5可设计为呈环形槽状，环形槽用于容纳定子部件局部，即端盖5壁实际上作为定子部件局部与外界的屏蔽层，采用以上电机型CRDM方案，隔套的上、下端与电机型CRDM均有连接点，这样，隔套固定可靠性高，隔套贯通定子部件整个内孔，以实现对定子部件可靠的隔离保护。

所述固定连接均为焊接连接。以上焊接连接固定形式不仅在不改变现有电机型CRDM结构的情况下易于实现，同时可利用焊缝实现轴向密封。

为提升轴向密封效果，优化隔套的防护性能，设置为：所述焊接连接均采用环焊缝焊接连接。

所述变径段10的外侧与端盖5的内侧相贴合。采用本方案，由于变径段10外侧与端盖5内侧相贴，变径段10与耐压壳9相作用时变径段10受到端盖5内侧的支撑，可使得变径段10不易被破坏。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.用于CRDM上的隔套，包括隔套本体(4)，其特征在于，所述隔套本体(4)的材质为导磁性不锈钢。

2.根据权利要求1所述的用于CRDM上的隔套，其特征在于，所述隔套本体(4)的一端设置有呈喇叭口状的变径段(10)，且所述变径段(10)的大端作为隔套的端部。

3.根据权利要求2所述的用于CRDM上的隔套，其特征在于，所述隔套由等径直管段(11)和变径段(10)组成，变径段的直径较小端与等径直管段的端部相接，变径段(10)的直径较小端与等径直管段(11)等径。

4.根据权利要求3所述的用于CRDM上的隔套，其特征在于，所述变径段(10)的壁厚大于等径直管段(11)的壁厚。

5.防护型CRDM，所述CRDM为电机型CRDM，包括定子部件，还包括安装在定子部件中心孔内的隔套，其特征在于，所述隔套为权利要求1至4中任意一项提供的隔套。

6.根据权利要求5所述的防护型CRDM，其特征在于，所述隔套上设置有变径段(10)，隔套上设置有变径段(10)的一端为下端，隔套的另一端为上端；

所述定子部件包括机座(1)，隔套的上端跨过用于安装定子部件的安装腔并与机座(1)固定连接；

所述变径段(10)与端盖(5)固定连接。

7.根据权利要求6所述的防护型CRDM，其特征在于，所述固定连接均为焊接连接。

8.根据权利要求7所述的防护型CRDM，其特征在于，所述焊接连接均采用环焊缝焊接连接。

9.根据权利要求6至8所述的防护型CRDM，其特征在于，所述变径段(10)的外侧与端盖(5)的内侧相贴合。