CN110911019A - 一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件 - Google Patents

一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件 Download PDF

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叶臣
孙靖雅
张�杰
郑轶雄
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Abstract

本发明的目的在于公开一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，它由星形架下方悬挂控制棒构成，在所述控制棒顶部设置有螺纹，在所述星形架的指状管内设置有与螺纹相匹配的螺孔，在所述控制棒上螺纹的下方一定距离设置有台阶，所述台阶外设置有中心孔与台阶相配合的防松环，所述控制棒上的螺纹穿过所述防松环的中心孔并使中心孔与所述控制棒上的台阶相配合；与现有技术相比，结构简单，可减少控制棒上端塞和星形架的螺纹加工量，同样也可取消固定螺母的设计，有效防止控制棒在堆内掉落，结构简单，较易加工制造，能够降低生产成本，实现本发明的目的。

Description

一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件
技术领域
本发明涉及一种核反应堆控制棒组件，特别涉及一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件。以及包括防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件和核反应堆产生系统。
背景技术
控制棒组件是堆芯燃料相关组件的一种，通常由星形架下方悬挂控制棒组成。反应堆运行期间，控制棒插入燃料组件中，上方星形架与控制棒驱动机构连接，通过控制棒驱动机构驱动控制棒组件在燃料组件内插入和抽出为堆芯提供反应性控制。
核反应堆的控制棒组件结构基本类似均为星形架1下方悬挂控制棒2组成，如图1所示。星形架1的结构如图2所示，包括中心筒11、径向翼12和指状管13，控制棒2与星形架1上的指状管13通常通过螺纹连接。由于控制棒组件在反应堆内需进行抽插运动，螺纹连接容易发生松脱，进而引起控制棒2的掉落，因此需要对螺纹进行防松，以防止控制棒2的掉落。
目前，常用的控制棒2与星形架1的指状管13的连接方式如下：
第一种连接方式：在星形架1的指状管13上加工螺孔，控制棒2的上端塞上加工螺纹，控制棒2拧入指状管13的螺孔后，在星形架1和控制棒2上配钻一个小孔，插入防松销14，将防松销14焊接于指状管13的外表面。
这种连接方式需在控制棒组装后进行配钻，并焊接防松销，加工困难。另外，对配钻深度要求很高，过深或过浅均无法起到防松效果，曾经出现过由此引发的堆内控制棒掉棒事故。(参见图3)
第二种连接方式：在星形架1的指状管13上加工通孔，控制棒2的上端塞上加工螺纹，控制棒2的上端塞穿过指状管13上的通孔，通过固定螺母15拧紧固定后，将固定螺母15与控制棒2的上端塞点焊进行防松。对于如图2所示所有径向翼12的高度相等的星形架，该方案加工制造简单稳定性高，是一种较好的连接方式。但是为了控制棒组件抽插时更好的在中心筒11中进行导向，星形架1往往设计成如图2所示径向翼由内到外高度逐渐降低，这种情况下使用该方案控制棒2就需要设计多种上端塞与径向翼相配，增加制造的难度。(参见图4)
第三种连接方式：在控制棒2的上端塞上加工两段旋向相反的螺纹，星形架1上加工与下段外螺纹相配的螺孔，固定螺母15上加工与上段螺纹相配的螺孔；控制棒2与星形架1上螺孔旋紧后再旋入固定螺母15，固定螺母15通过与星形架1点焊进行防松。由于两段螺纹旋向相反，一段螺纹的松脱方向为另一段螺纹的旋入方向，因此两段螺纹可以起到相互防松的作用。这种情况下也需要加工多种形式的固定螺母，也有一定的加工制造难度。(参见图5)
因此，特别需要一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，针对现有技术的不足，通过对控制棒与星形架连接的螺纹进行防松，有效防止控制棒在堆内掉落，结构简单，较易加工制造，能够降低生产成本。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，其特征在于，它由星形架下方悬挂控制棒构成，在所述控制棒顶部设置有螺纹，在所述星形架的指状管内设置有与螺纹相匹配的螺孔，在所述控制棒上螺纹的下方一定距离设置有台阶，所述台阶外设置有中心孔与台阶相配合的防松环，所述控制棒上的螺纹穿过所述防松环的中心孔并使中心孔与所述控制棒上的台阶相配合。
在本发明的一个实施例中，所述台阶的形状包括但不限于正方形和六边形。
在本发明的一个实施例中，所述防松环的外径与所述控制棒的指状管的外径相同。
在本发明的一个实施例中，所述防松环的中心孔的形状包括但不限于正方形和六边形。
本发明的防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，与现有技术相比，结构简单，可减少控制棒上端塞和星形架的螺纹加工量，同样也可取消固定螺母的设计，有效防止控制棒在堆内掉落，结构简单，较易加工制造，能够降低生产成本，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为现有的核反应堆控制棒组件的结构示意图；
图2为现有的控制棒组件中星形架的结构示意图；
图3为常用的控制棒与星形架的指状管的一种连接方式的结构示意图；
图4为常用的控制棒与星形架的指状管的另一种连接方式的结构示意图；
图5为常用的控制棒与星形架的指状管的又一种连接方式的结构示意图；
图6为本发明的核反应堆控制棒组件连接方式的结构示意图；
图7为本发明的防松环的结构示意图；
图8为本发明的控制棒的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
如图6至图8所示，本发明的防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，它由星形架1下方悬挂控制棒2构成，控制棒2与星形架1通过星形架1上的指状管13连接，连接方式为螺纹连接。
控制棒2的顶部加工螺纹21，控制棒2上螺纹21下方一定距离加工台阶22，台阶14可以加工为正方形、六边形等不能旋转的结构。星形架1上指状管13的中心加工与螺纹21相配的螺孔。
控制棒2上端塞下段相配的设置有防松环3，防松环3的中心加工与控制棒2的台阶22相配的正方形、六边形等形状的中心孔31。
防松环外径与星形架1的指状管13的外径相同，控制棒2上的螺纹21穿过防松环3的中心孔31并使中心孔31与控制棒2的台阶22相配。控制棒2顶部的螺纹21旋入星形架1的指状管13的螺纹孔，旋入过程中防松环3随控制棒2一起转动，旋入后将防松环3与星形架1的指状管13固定，此时由于防松环3的限制控制棒2不能转动，以达到防松的目的。
防松环3套入控制棒2上端塞下段后，将控制棒2上端塞拧入星形架1，此时防松环3可随控制棒2上端塞转动，拧入后将防松环3与星形架1的指状管13点焊连接，此时防松环3不能随控制棒2上端塞转动，其内部与控制棒2上端塞下段配合部分即可起到防止控制棒2转动的作用，从而达到防松的目的。
本发明的防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，结构简单，可减少控制棒上端塞和星形架螺纹加工量，同样也可取消固定螺母的设计。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，其特征在于，它由星形架下方悬挂控制棒构成，在所述控制棒顶部设置有螺纹，在所述星形架的指状管内设置有与螺纹相匹配的螺孔，在所述控制棒上螺纹的下方一定距离设置有台阶，所述台阶外设置有中心孔与台阶相配合的防松环，所述控制棒上的螺纹穿过所述防松环的中心孔并使中心孔与所述控制棒上的台阶相配合。
2.如权利要求1所述的防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，其特征在于，所述台阶的形状包括但不限于正方形和六边形。
3.如权利要求1所述的防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，其特征在于，所述防松环的外径与所述控制棒的指状管的外径相同。
4.如权利要求1所述的防控制棒掉落的核反应堆控制棒组件，其特征在于，所述防松环的中心孔的形状包括但不限于正方形和六边形。
5.一种核反应堆燃料组件，所述燃料组件包括如权利要求1～4所述控制棒组件。
6.一种核反应堆功率产生系统，所述核反应堆功率产生系统具有包括多个如权利要求5所述燃料组件。
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