CN112071446B - 内置式控制棒驱动线 - Google Patents
内置式控制棒驱动线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112071446B CN112071446B CN202010879144.4A CN202010879144A CN112071446B CN 112071446 B CN112071446 B CN 112071446B CN 202010879144 A CN202010879144 A CN 202010879144A CN 112071446 B CN112071446 B CN 112071446B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder
- control rod
- buffer
- driving
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C7/00—Control of nuclear reaction
- G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
- G21C7/08—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of solid control elements, e.g. control rods
- G21C7/12—Means for moving control elements to desired position
- G21C7/16—Hydraulic or pneumatic drive
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
本发明涉及核反应堆工程技术领域,涉及一种内置式控制棒驱动线,包括组合阀、棒位测量装置、驱动机构、驱动轴、缓冲筒、控制棒和缓冲器;棒位测量装置的顶部与组合阀连接,底部连接驱动机构,通过棒位测量装置周向布置的第一引水管将组合阀内驱动液体引入驱动机构,驱动机构外设有导向筒,导向筒适于固定于堆内结构上;驱动机构适于在驱动液作用下驱动驱动轴上升或下降,驱动轴穿过缓冲筒,顶部用于和棒位测量装置匹配,底部用于和控制棒固定,控制棒底部设有缓冲器。该控制棒驱动线实现了控制棒驱动线完全置于反应堆压力容器内的目标,避免了反应堆弹棒事故,降低了高度,提高了抗震、维修、可靠和安全性能,为陆基和可移动一体化布置反应堆的发展提供基础。
Description
技术领域
本发明涉及核反应堆工程技术领域,尤其涉及内置式控制棒驱动线。
背景技术
随着核能的发展,新一代核电/核动力在安全性、经济性、用途广泛性和选址灵活性等方面提出了更高的发展要求。先进小型反应堆 (热功率小于300MW)在这方面均具有突出的优势,符合第四代核能系统发展的需求,受到了国际核能界的高度关注。
水堆是先进小型反应堆所研究涉及的选用堆型之一,其模块化设计和建造,具有良好的经济性;采用一体化组装,方便运输,解决相对孤立系统的用电问题,增强防止核扩散能力;拥有非能动余热排出系统等一系列非能动安全系统,显著提高了反应堆的安全性。
控制棒驱动线是反应堆的关键设备,担负着反应堆的启动、功率调节和停堆等重要功能。水堆驱动线的驱动机构和棒位测量装置一般位于反应堆压力容器外,称“外置式”;若位于反应堆压力容器内,则称“内置式”。而目前内置式控制棒驱动线无法完全设置于压力容器内,进而其反应堆仍旧较高、且有可能存在弹棒事故,安全性也不高,且维修不便。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种内置式控制棒驱动线,其可实现控制棒驱动线完全置于反应堆压力容器内的目标。
根据本发明实施例内置式控制棒驱动线,包括组合阀、棒位测量装置、驱动机构、驱动轴、缓冲筒、控制棒和缓冲器;所述棒位测量装置的顶部与所述组合阀连接,底部连接驱动机构,通过棒位测量装置周向布置的第一引水管将所述组合阀内驱动液体引入所述驱动机构,所述驱动机构外设有导向筒,所述导向筒适于固定于堆内结构上;所述驱动机构适于在所述驱动液作用下驱动所述驱动轴上升或下降,所述驱动轴穿过所述缓冲筒,顶部用于和所述棒位测量装置匹配,底部用于和所述控制棒固定,所述控制棒底部设有所述缓冲器。
根据本发明实施例的控制棒驱动线,其实现了控制棒驱动线完全置于反应堆压力容器内的目标,避免了反应堆弹棒事故,降低了高度,提高了抗震、维修、可靠和安全性能,为陆基和可移动一体化布置反应堆的发展提供基础。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的内置式控制棒驱动线及其组成示意图;
图2是本发明实施例的组合阀与棒位测量装置联结结构示意图;
图3是本发明实施例的棒位测量装置与驱动机构及驱动轴的联结结构示意图;
图4是本发明实施例的驱动机构的第二引水管和第二支撑结构的结构示意图;
图5是本发明实施例的导向筒的第一支撑结构的示意图;
图6是本发明实施例的缓冲筒与驱动轴的联结结构和固定结构的示意图;
图7是本发明实施例的驱动轴的联结结构与控制棒联结结构示意图;
图8是本发明实施例的缓冲器与控制棒之间的装配关系示意图;
图9为本发明一实施例提供的控制棒驱动线组合阀结构的剖视结构示意图;
图10为本发明一实施例提供的控制棒驱动线组合阀结构的局部剖视结构示意图;
图11为本发明一实施例提供的阀体的局部剖视结构示意图;
图12为本发明一实施例提供的阀体的又一个剖视结构示意图;
图13为本发明一实施例提供的阀体的局部剖视结构示意图;
图14为本发明一实施例提供的带转接头的棒位测量装置的剖视结构示意图;
图15为本发明一实施例提供的带转接头的棒位测量装置的局部剖视结构示意图;
图16是本发明实施例提供的驱动轴的立体结构示意图;
图17是本发明实施例的驱动轴的局部剖视示意图;
图18是图16中I部位的局部放大结构示意图;
图19是本发明实施例内置式控制棒驱动机构的装配图;
图20是本发明实施例提供的驱动轴适于连接的控制棒的结构示意图;
图21是本发明实施例的驱动轴的局部放大结构示意图;
图22是本发明实施例的驱动轴的另一局部放大结构示意图;
图23是本发明实施例的内置式控制棒驱动线导向筒的结构示意图;
图24是本发明实施例传递销爪机构处于松开状态的结构示意图;
图25是本发明实施例传递销爪机构处于抓住状态的结构示意图;
图26是本发明实施例夹持销爪机构处于松开状态的结构示意图;
图27是本发明实施例夹持销爪机构处于抓住状态的结构示意图;
图28是本发明实施例内套的结构示意图;
图29是本发明实施例传递连接套的结构示意图;
图30是本发明实施例夹持套的结构示意图。
图31是本发明实施例缓冲筒在落棒初始状态的结构示意图;
图32是本发明实施例缓冲筒在落棒水力制动状态时的结构示意图;
图33是本发明实施例缓冲筒在落棒碟簧制动状态时的结构示意图;
图34是图31中A处的局部放大示意图;
图35是本发明实施例十字翼型控制棒的立体图;
图36是本发明实施例十字翼型控制棒的十字型支撑柱的结构示意图;
图37是本发明实施例提供的缓冲器在联接定位状态下的安装示意图;
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述,以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
根据本发明实施例的内置式控制棒驱动线,请参见图1至图8,包括组合阀014、棒位测量装置021、驱动机构5、驱动轴073、缓冲筒9、控制棒037和缓冲器13;棒位测量装置021的顶部与组合阀014连接,底部连接驱动机构5,通过棒位测量装置021周向布置的第一引水管19将组合阀014内驱动液体引入驱动机构,堆内结构上固定有导向筒以使得导向筒套设于驱动机构外;驱动机构适于在驱动液作用下驱动驱动轴上升或下降,驱动轴穿过缓冲筒9,顶部用于和棒位测量装置021对应,底部用于和控制棒037固定,控制棒037底部设有缓冲器13。
本发明实施例为热功率小于50-300MW的一体化水堆提供了完整的II型内置式控制棒驱动线,包括其部件组成、联结结构、固定方式和功能;降低了反应堆高度;避免了弹棒事故,增强了反应堆安全性;使一体化布置反应堆更加紧凑、体积小、自然循环能力加强。此外,本发明实施例满足压力容器密封,地震环境等需求,为陆基和可移动一体化布置反应堆的发展提供了新工程技术;在不打开压力容器盖的条件下,满足检测、维修和更换等的需要,提升了反应堆的可测量性和可维修性及可靠性。
根据本发明的实施例,组合阀014、棒位测量装置021、驱动机构5、驱动轴073、缓冲筒9、控制棒037和缓冲器13依次联结,并和容器管嘴法兰3、固定在堆芯上支撑板0411的导向筒4、堆芯中间支撑板074以及堆芯下支撑板14联结和固定。
结合图2,位于组合阀014下密封面上的3个引水孔和1个回零水孔与棒位测量装置上密封面的4个对应孔通过定位销定位,并通过第一C型密封环密封,例如设置两道第一C型环密封;八条长螺钉 16穿过棒位测量装置上的预留孔,把组合阀014固定在容器管嘴法兰3上,并压紧了其密封面。棒位测量装置下密封面通过两道第二C 型密封环18密封,七条短螺钉17把棒位测量装置021固定在容器管嘴法兰3上,外加组合阀014的八条长螺钉16的附加压紧力,确保了压力容器的密封。此外,棒位测量传感器的引电与棒位测量仪联结。
如图1至图5,棒位测量装置021下端的3个驱动机构第一引水管19与驱动机构5上的3个第二引水管20卡套联结;8条螺钉21 使棒位测量装置021下端环槽与驱动机构5上端形成滑动联结,两者间放置压紧碟簧23;驱动轴073上段处于棒位测量装置021内腔中;棒位测量装置021通过压紧碟簧23把驱动机构5上端压实在导向筒 4的3个第一支撑结构24上实现轴向固定;驱动机构5的径向固定依靠其轴向压紧点及其与导向筒4的径向间隙支撑,参见图1。
如图1、图6和图7,缓冲筒9螺纹和点焊防松固定在堆芯中间支撑板074上,驱动轴073及其缓冲锁0722置于其内腔;缓冲筒9 内腔底部碟簧25和缓冲锁0722确定了驱动轴073的轴向下限位;驱动轴073下端凭借远距离操作的联结结构11与控制棒037联结或分离;驱动轴073上段穿过驱动机构5,进入棒位测量装置021腔内;驱动机构5通过两套销爪机构(也即后文提及的夹持销爪机构和传递销爪机构)与驱动轴073上段啮合。
如图8,缓冲器13螺纹固定在堆芯下支撑板14上,并点焊防松,也即在缓冲器13和堆芯下支撑板14之间形成防松焊点27;正常情况缓冲活塞094给定控制棒037上端与驱动轴073联结结构11的联结位置,保证其顺利联结,防止控制棒037拆装事故跌落而损坏。
根据本发明的一个实施例,驱动机构包括夹持销爪机构、夹持水压缸、传递销爪机构、传递水压缸、提升水压缸、第二引水管、第二支撑结构22、承托件;承托件和第二引水管与棒位测量装置联结,第二支撑结构22与第一支撑结构24联结;夹持销爪机构和传递销爪机构与所述驱动轴匹配,夹持水压缸、传递水压缸、提升水压缸驱动夹持销爪机构和传递销爪机构动作,使所述驱动轴上升或下降运动。其中,驱动结构的具体结构以及工作原理参见后文记载。
如图9至图13所示,本发明实施例提供一种组合阀,也即控制棒驱动线逆止组合阀结构011。控制棒驱动线逆止组合阀结构011包括:阀体0110,设有阀体腔室01101、逆止通道01115、进缸水孔01111和回零水孔01113,进缸水孔01111与阀体腔室01101相连通,逆止通道 01115与阀体腔室01101和回零水孔01113相连通,且进缸水孔01111用于与水压缸相连通;阀盖0120,盖设在阀体0110上;进水管0130,进水管0130的第一端与阀体腔室01101相连通,第二端用于与水压驱动回路相连通;控制阀组件,设于阀盖0120上,控制阀组件适于控制进缸水孔01111和回零水孔01113的开闭,以控制水压缸执行动作;逆止活塞0150,设于阀体腔室01101内,并适于沿阀体腔室01101的高度方向往复运动;其中,逆止活塞0150适于在进水管0130供水的情况下关闭逆止通道01115,并在进水管0130停止供水的情况下关闭进水管 0130的第一端。
其中,进缸水孔01111用于与水压缸相连通以向水压缸供水,阀盖0120盖设在阀体0110上;进水管0130的第一端与阀体腔室01101 相连通,第二端与水压驱动回路相连通,以通过水压驱动回路相阀体腔室01101内供水;控制阀组件设于阀盖0120上,用于控制进缸水孔01111和回零水孔01113的开闭,以控制向水压缸供水或停止供水,进而控制水压缸执行相应动作。逆止活塞0150设置在阀体腔室01101 内,逆止活塞0150能够在进水管0130向阀体腔室01101内供水时运动至阀体腔室01101的底部并封堵阀体腔室01101与逆止通道01115 连接的一端以关闭逆止通道01115,防止水从逆止通道01115排入回零水孔01113,且逆止活塞0150能够在进水管0130停止供水时在水压驱动下封堵阀体腔室01101与进水管0130连通的一端,防止水从进水管0130流出造成失水事故,从而可有效保证核反应堆控制棒驱动线的稳定安全地运行。
根据本发明的一个实施例,阀体0110还包括:进水通道01109,设于阀体0110内,且进水通道01109与阀体腔室01101相连通;下阀芯腔01108,与进水通道01109相连通;推杆腔01107,推杆腔01107 的第一端与下阀芯腔01108相连通;上阀芯腔01106,与推杆腔01107的第二端相连通;进缸通道01110,进缸通道01110分别与推杆腔 01107和进缸水孔01111相连通;排水通道01102,与上阀芯腔01106 相连通;回零腔室01103,与排水通道01102相连通,且回零腔室01103 的底部设有回零腔室堵板01114,回零腔室堵板01114与阀体0110 固定连接;回零通道01112,与回零水孔01113相连通;其中,控制阀组件适于打开下阀芯腔01108并同时关闭上阀芯腔01106,以控制打开进水通道01109并关闭排水通道01102,或者,控制打开上阀芯腔01106并同时关闭下阀芯腔01108,以控制打开排水通道01102并关闭进水通道01109,使经进缸通道01110的水进入排水通道01102。此外,阀体0110的周向间隔设置有多个第二连接孔01104和第二固定孔01105。多个第一紧固件穿过第二连接孔01104,多个第二紧固件穿过第二固定孔01105与压力容器连接。
根据本发明实施例的内置式控制棒驱动线,进水管0130与外界工艺回路通过管接头联结;位于下密封面上的3股进缸水孔01111依次通过棒位测量装置021的进缸流道02104和进缸水管02105连通驱动机构的水路连通;回零水孔01113连通回零通道01112和回零流道 02106。
组合阀的底部和棒位测量装置021的顶面之间设置有第一C型密封环15,在两个密封面之间可以设置用于安装第一C型密封环15的凹凸结构,保证压力容器压力边界的完整性。
请参见图14和图15,本发明第一方面的实施例提供了一种带转接头的棒位测量装置021,包括:法兰组件0210;转接头0220,转接头0220的第一端与法兰组件0210相连;套筒组件0230,与转接头0220的第二端相连,转接头0220设有连通孔02201,连通孔02201 贯穿转接头0220的第一端和第二端,使得套筒组件0230适于与法兰组件0210之间限定出密闭容腔0260;棒位测量传感器0240,棒位测量传感器0240设于密闭容腔0260内,用于测量控制棒的位置信息;引线接口件0250,引线接口件0250与法兰组件0210相连,并与密闭容腔0260相连通,用于引出棒位测量传感器0240的线圈。
本发明第一方面的实施例提供了一种带转接头的棒位测量装置 021,包括:法兰组件0210、转接头0220、套筒组件0230和引线接口件0250。其中,转接头0220的第一端与法兰组件0210相连,第二端与套筒组件0230相连,且转接头0220设有连通孔02201,连通孔02201贯穿转接头0220的第一端和第二端,使得法兰组件0210与套筒组件0230能够相连通,并限定出用于容纳棒位测量传感器0240 的密闭容腔0260,通过将棒位测量传感器0240设置于密闭容腔0260 内,以阻隔反应堆的高温、高压和辐射环境,并通过将棒位测量传感器0240的测量线圈通过引线接口件0250引出,以实现测量信号的传递,取消了现有技术方案中利用电气贯穿件进行引线的方式,有效提高了棒位测量传感器0240检测信号的稳定性和可靠性。同时,通过转接头0220将法兰组件0210与套筒组件0230相连接,解决了长尺寸棒位测量装置的加工工艺问题,满足长尺寸棒位测量传感器0240 的安装和使用要求。
如图15所示,根据本发明的一个实施例,法兰组件0210包括法兰 02101和与法兰02101相连的直管段02102,其中,法兰02101的第一端面和第二端面均设有密封件,法兰02101的第二端面与直管段02102 的一端相连,转接头0220与直管段02102的另一端相连。法兰02101 设有进缸水管02105、进缸流道02104和回零流道02106,进缸水管 02105与进缸流道02104相连通,进缸水管02105用于与驱动机构的水路相连,回零流道02106用于与组合阀的回零水孔相连通,进缸流道 02104用于与组合阀的进水流孔相连通;其中,回零流道02106用于与组合阀的回零水孔连通的一端设有第一密封圈,进缸流道02104用于与组合阀的进水流孔连通的一端设有第二密封圈。
本发明的一个实施例,结合图16至图22所示,提供一种驱动轴,包括:外轴031、轴芯032和连接装置033。轴芯032设于外轴031内,轴芯032适于沿外轴031的轴向移动;连接装置033包括连接于外轴031 的下端的连接件0331、连接于轴芯032的下端的移动件0333,连接件 0331上连接有多个夹持件0332,轴芯032通过带动移动件0333沿外轴 031移动,以驱动多个夹持件0332在相互收紧的夹持位置与相互远离的打开位置之间切换。
当控制棒037需要与驱动轴连接时,轴芯032沿外轴031的轴向向上移动(也就是如图17到图18所示,向上拉起轴芯032以将移动件0333 相对于连接件0331向上拉起),在轴芯032的驱动动力作用下,移动件 0333沿连接件0331的轴向移动,以使夹持件0332处于打开位置,将控制棒037的连接轴0371插入多个夹持件0332之间;此时,参考图17到图18所示,轴芯032再沿外轴031的轴向向下移动,移动件0333向下移动,使得夹持件0332从打开位置调节至夹持位置,夹持件0332在移动件0333的套接压力下收拢以将连接轴0371限位于多个夹持件0332之间,连接轴0371被多个夹持件0332限位固定,实现控制棒037与驱动轴的固定连接。若需要控制棒037与驱动轴拆卸,则将夹持件从夹持位置调节至打开位置即可。通过轴芯032与外轴031的相对移动实现控制棒037与驱动轴的拆装,可通过在轴芯032的顶部驱动轴芯032移动,实现了远距离拆装控制棒037与驱动轴。
其中,控制棒037连接驱动轴的一端可以理解为下端,驱动轴的上端靠近反应堆压力容器的上端。连接轴0371上设有凹槽03711,夹持件0332设有与凹槽03711相适配的卡接部03323。
基于驱动机构036的工作原理和热功率50-300MW先进小型水堆的控制棒的结构特点,满足控制棒与驱动轴能够分离的要求,以满足大尺寸加工、运输的需求;同时,连接装置033使得控制棒037与驱动轴能够牢固联结,并满足反应堆换料状态控制棒037与驱动轴能够远距离对接、远距离拆装的需求,为反应堆换料操作提供了技术支撑。
本实施例的驱动轴,实现了控制棒037与驱动轴的可拆卸联结,实现了工程化和产品化,保障了控制棒内置式水压驱动技术的工程应用,是控制棒内置式驱动技术的系列工程实施技术之一,主要满足控制棒内置式水压驱动技术的工程应用,也为其他工业领域远距离可拆卸联结结构的工程设计提供了选择。其中,参考图20所示,控制棒037 可以为十字翼控制棒。
下面提供外轴031与轴芯032配合结构的实施例。
在一个实施例中,轴芯032与外轴031之间设有回复件,回复件的一端与轴芯032相固定,回复件的另一端与外轴031相固定,回复件的回复力用于驱动移动件0333移动,以使夹持件0332从打开位置回复至夹持位置。当夹持件0332需要从夹持位置切换到打开位置,则通过轴芯032的轴向移动来驱动移动件0333移动,轴芯032的移动动力可以通过外力提供,轴芯032向上移动过程中,需要克服回复件的阻力。当轴芯032向上的移动的驱动力解除,回复件的回复力驱动轴芯032向下移动以使夹持件0332从打开位置回复至夹持位置。其中,回复件可选用弹性件,如弹簧、弹性气囊等。回复件套设于轴芯032外侧,使回复件受力更加均衡稳定。
在一个实施例中,回复件在轴芯032的轴向设置多个,至少一个回复件靠近连接装置033,至少一个回复件靠近轴芯032的上端设置。靠近连接装置033的回复件,有助于稳定驱动移动件0333移动;靠近轴芯032上端的回复件,远离控制棒037,则远离反应堆的堆芯,减小核辐射对回复件的辐照影响。
其中,核反应堆运行到后期(接近其设计寿命),靠近控制棒037 的回复件的回复力会缩减60%~70%,因此,需要将另外一个回复件尽量远离控制棒037,减少核辐射对零件的损耗,保证后期核反应堆正常运行。
卡槽段0314包括多个槽体,槽体用于与驱动机构036的销爪提供卡接空间,以使驱动机构036的销爪抓紧固定驱动轴,并通过驱动机构036带动驱动轴升降调节。参考图19所示,驱动机构036的销爪包括传递爪0364和夹持爪0365,驱动机构036的传递水压缸0362控制传递爪0364的第一抓紧位置与第一解锁位置之间切换,驱动机构036的夹持水压缸0363控制夹持爪0365的第二抓紧位置与第二解锁位置之间切换。
驱动轴的上升过程的运动原理与下降过程相同,下面以驱动机构 036带动驱动轴上升为例进行说明。当传递爪0364在与驱动轴的槽体 (第一槽体031413或第二槽体031423,其中,第一槽体031413和第二槽体031423沿着图中上下方向的长度不同)处于抓紧固定的第一抓紧位置(此时,夹持爪0365处于第二解锁位置),在驱动机构036的提升水压缸0361提升动力作用下,传递水压缸0362与传递爪0364带动驱动轴向上提升,驱动轴完成一次上升,然后,夹持爪0365抓紧与夹持爪 0365相对应的槽体(也就是夹持爪0365处于第二抓紧位置,槽体为第一槽体或第二槽体),以实现驱动机构036与驱动轴的固定,提升水压缸0361和传递水压缸0362回复到初始位置,传递爪0364切换到第一解锁位置,传递爪0364再次在传递水压缸0362的驱动下切换到第一抓紧位置,再重复上述过程,则可进行下一次上升运动。
其中,驱动轴的运动过程为步进运动,每上升一次的距离为一个步进长度,也就是:驱动轴在一次上升运动与下一次上升运动之间,夹持爪0365夹持到紧邻上一个槽体的下一个槽体。需要说明的是,传递爪0364与夹持爪0365的结构、形状和尺寸一般相同,以使驱动轴轴向不同位置的槽体能够同时满足传递爪0364和夹持爪0365的卡接需求。
在一个实施例中,外轴031上设有用于与驱动机构036适配的卡槽段0314,卡槽段0314的下方设有缓冲锁035。缓冲锁035部件配合驱动线缓冲筒,实现了十字翼控制棒037落棒缓冲功能。其中,缓冲锁035设置在第二光轴段,安装方便。驱动机构036的位置与卡槽段0314相对应。缓冲锁035位于卡槽段0314的下方,也就是缓冲锁 035安装在驱动机构036的下方,驱动机构036位于上方以方便拆装检修。
外轴031包括限位槽0316,限位槽0316位于卡槽段0314与第二光轴段之间,限位槽0316沿卡槽段0314轴向的长度大于或等于两倍的驱动轴步进长度,以解决驱动轴在最高棒位时,由于误操作或其他因素而使得驱动轴落棒撞车的问题。
请参见图23,该导向筒包括导筒组件和定位筒043。导筒组件能够竖直插装于堆芯上支撑板0411内,并且导筒组件的内部沿导筒组件的轴向设有轴腔,以便使控制棒能够在轴腔内准确落棒及步升运动。定位筒043同轴套装于轴腔内,定位筒043的内壁设有若干个支撑柱 048。
在一个实施例中,导筒组件包括依序连接并且同轴设置的第一筒段041、第一对接筒042、第二对接筒044、变径筒045、第二筒段046 和筒端接头047,筒端接头047能插装于堆芯上支撑板0411内。可见该导筒组件构造成可拆分的多筒段拼装结构,以提高导向筒的装拆灵活性,并且更方便对导向筒各个筒段进行针对性维护及位置调整。优选定位筒043套装于第一对接筒042与第二对接筒044的对接处内的轴腔中,以利用第一对接筒042与第二对接筒044的对接关系为定位筒043 的轴向位置进行限位。
在一个实施例中,优选定位筒043整体结构为中空柱体。定位筒043的内壁上分别构造有若干个支撑柱048。若干个支撑柱048分别朝向定位筒043的轴线方向突出于定位筒043的内壁,并且若干个支撑柱048分别围绕定位筒043的内壁均匀设置。本实施例优选在定位筒043的内壁上分别构造有至少三个支撑柱048。可见,该定位筒043 利用多个支撑柱048的结构设置实现了定位筒043与驱动机构水压缸通道之间的周向定位。
在一个实施例中,在第一对接筒042的外壁上还构造有向外突出的固定台0410。固定台0410用于使第一对接筒042与反应堆的堆内结构相固接,从而为导向筒在反应堆内的装拆提供导向和定位作用。
如图24至图27所示,该结构包括内套052、定位机构和销爪机构。内套052用于穿设在若干组水压缸的轴孔内,内套052中设有用于供控制棒驱动轴沿轴向运动的通道,该通道沿内套052的轴向设置,即内套052构造为轴向中空结构,以便于让控制棒驱动轴能同轴的插装在通道内并能沿通道的轴向运动。内套052沿轴向依次设有至少两个安装位,相邻的安装位之间设有水压缸。内套052的每个安装位上分别安装有至少一组销爪机构以及至少一组定位机构,销爪机构用于夹持并带动控制棒驱动轴运动,以满足同一根控制棒驱动轴相同环槽的驱动稳定。
本发明实施例中,水压缸能通过充泄压驱动水压缸的内套缸与内套052作轴向的相对移动,从而带动销爪机构抓取控制棒驱动轴并且带动控制棒驱动轴沿通道内做轴向步升、步降和落棒运动。而内套052 上不同安装位的设置能够明确限定了销爪机构在控制棒驱动轴的轴向上的落爪位置,进一步提高销爪机构落爪位置的准确性,从而满足销爪机构与控制棒驱动轴的初始位置存在一定偏差条件下的准确抓住的要求。
传递水压缸的传递内套缸058在做轴向运动的过程中,传递爪套 0512的轴向运动带动连接件0518转动以顶推爪体的接头部卡紧在控制棒驱动轴上,从而实现传递销爪机构055从松开状态切换至抓住状态的过程。传递爪套0512继续做同向的轴向运动以通过连接件0518 的轴向移动带动传递连接套053作轴向运动,从而通过爪体驱动控制棒驱动轴沿内套052的通道内作轴向运动,进而实现传递销爪机构055 从抓住状态切换至移动状态的过程。
其中,连接件0518的两端分别通过连接销0517和销轴0519安装,爪体通过爪轴0515安装,传递内套缸058通过防松螺钉059和防松杆0510安装。
在一个实施例中,定位机构包括定位块0514以及若干个定位销 0513。连接套上设有定位孔,定位块0514的一端通过若干个定位销 0513固定于定位孔内,定位块0514的另一端穿设于导向槽内,并且导向槽平行于控制棒驱动轴的运动方向设置。定位孔与内固定孔之间成预设角度分布,以使连接套的定位孔与内固定孔之间彼此错开,并且能够与内套052上的导向槽和安装孔的位置相适配,以利于爪体的安装和定位块0514的安装。可见,导向槽既能对定位块0514实施内套052 与连接套之间的周向定位,也能在连接套运动过程中保证连接套与内套052之间的轴向定位,进而提高控制棒驱动轴的运动稳定性和抓取准确性。该定位机构还能利用定位块0514在导向槽内的轴向移动,从而为实现各个销爪机构之间距离上的微调提供装配余量,从而补偿零件加工和装配的误差。
根据本发明的实施例,夹持水压缸的夹持内套缸0522在做轴向运动的过程中,通过定位套0523带动夹持爪套0520的轴向运动带动连接件0518转动,以顶推爪体的接头部卡紧在控制棒驱动轴上,从而实现夹持销爪机构057从松开状态切换至抓住状态的过程。夹持爪套0520 继续做同向的轴向运动以通过连接件0518的轴向移动带动夹持连接套0526作轴向运动,从而通过爪体驱动控制棒驱动轴沿内套052的通道内作轴向运动,进而实现夹持销爪机构057从抓住状态切换至移动状态的过程。
在上述的夹持销爪机构057的状态切换过程中,夹持弹簧架0524 和夹持弹簧体0525通过弹力作用为夹持连接套0526的轴向位移提供补偿作用,从而为控制棒驱动轴与夹持销爪机构057的初始轴向位置的误差提供弹性的轴向补偿作用。
根据本发明的实施例,爪体构造有第一接触面0527,驱动轴构造有第二接触面0528,利用第一接触面0527与第二接触面0528之间的面接触将接头部贴合于控制棒驱动轴的波纹状结构的凹槽内,进而利用多个销爪机构的爪体接头部同时从各个方向贴合在上述凹槽内,以实现销爪机构与控制棒驱动轴之间的卡紧。
本发明实施例的驱动机构请参见图28至图30,包括内套、传递连接套053和夹持套0614。
内套沿轴向设有供驱动轴作轴向运动的通道,内套用于自上向下套装于提升水压缸、传递水压缸、传递销爪机构、夹持水压缸和夹持销爪机构的轴孔内,利用内套对驱动机构的各个部件进行准确的轴向定位,从而保证各个水压缸之间以及水压缸与销爪机构之间的连接可靠联动顺畅。
传递连接套053装配于内套与传递水压缸之间,传递连接套053 的一端与提升水压缸连接,传递连接套053的另一端装配于内套和传递销爪机构之间并与传递销爪机构联动连接,提升水压缸利用传递连接套053能将的动力可靠传输至传递销爪机构上,并且与传递水压缸共同对传递销爪机构起到驱动作用。换言之,传递销爪机构与传递水压缸连接,并且通过传递连接套053与提升水压缸连接,具体连接结构见本发明实施例,在此不再赘述。
夹持套0614装配于内套与夹持销爪机构之间,并与夹持销爪机构联动连接,夹持套0614能够为夹持销爪机构进行轴向定位以及动力传输,从而与夹持水压缸共同对夹持销爪机构起到驱动作用。换言之,夹持销爪机构分别与夹持套0614以及夹持水压缸连接,具体连接结构见本发明实施例,在此不再赘述。
在一个实施例中,内套包括筒体06801、以及自上向下构造在筒体06801上的提升台阶0615、夹持台阶和限位台阶0627。其中,提升水压缸安装于提升台阶0615,夹持水压缸安装于夹持台阶,限位台阶 0627用于安装限位堵件。传递连接套053套装于提升台阶0615与夹持台阶之间,传递连接套053上构造有传递台阶0616,传递水压缸安装于传递台阶0616。传递台阶0616与夹持台阶之间设有第一安装位,夹持台阶与限位台阶0627之间设有第二安装位,传递销爪机构安装于第一安装位,夹持销爪机构安装于第二安装位。
提升台阶0615、传递台阶0616和夹持台阶均设有螺纹,以使提升水压缸、传递水压缸和夹持水压缸能通过螺纹锁紧装配在内套的筒体 06801上,并且便于可靠定位、装卸灵活和重复施工。
在一个实施例中,夹持台阶具体包括构造于筒体06801上的第一夹持台阶0621和第二夹持台阶0622。第一夹持台阶0621和第二夹持台阶0622自上向下构造于第一安装位和第二安装位之间。夹持水压缸安装于第一夹持台阶0621。夹持销爪机构包括弹簧架0613和弹簧体,弹簧架0613安装于第二夹持台阶0622,弹簧体弹性安装于弹簧架0613 和夹持套0614之间。优选弹簧架0613内侧构造有开口向下的槽体,弹簧体的一端伸入并连接于槽体内,弹簧体的另一端连接于夹持套0614 的顶部。
销爪套套装于传递连接套053的第二安装机构外,销爪套的顶端与传递水压缸的传递内套缸连接,销爪套的底端与传递连接套053的第二安装机构联动连接。一方面,提升水压缸利用充泄压产生驱动作用,从而能通过传递连接套053带动传递销爪机构的爪体沿内套的轴向运动;另一方面,传递水压缸利用充泄压能带动传递销爪机构的销爪套沿内套的轴向运动,并利用销爪套与传递连接套053上的第二安装结构之间的联动,从而改变销爪套与传递连接套053之间的位置关系,进而驱动传递连接套053上的爪体转动,以实现传递销爪机构抓住(或松开)驱动轴,并实现在抓住驱动轴以后还能驱动驱动轴运动。
在一个实施例中,在内套的第一安装位上沿筒体06801的周向均匀构造有至少三个传递爪滑槽0619。对应的,在传递连接套053上沿传递连接套053的周向均匀构造有至少三个传递爪槽0617。每个传递爪槽0617都准确配置在传递爪滑槽0619的外侧。端与提升水压缸的提升内套缸9连接,并且传递销爪机构的销爪套顶端与传递水压缸的传递内套缸连接。并且,内套的第一安装位上两个相邻的传递爪滑槽 0619之间构造有一个传递定位滑槽0620。对应的,在传递连接套053 上的两个相邻的传递爪槽0617之间构造有一个传递定位槽0618。传递定位槽0618准确配置在传递定位滑槽0620的外侧。传递销爪机构的定位块的一端固定安装在传递定位槽0618内,另一端伸入至传递定位滑槽0620内。
在内套的第二安装位上沿筒体06801的周向均匀构造有至少三个夹持爪滑槽0623。对应的,在夹持套0614上沿夹持套0614的周向均匀构造有至少三个夹持爪槽0624。每个夹持爪槽0624都准确配置在夹持爪滑槽0623的外侧。每个夹持爪槽0624的顶端分别连接有可转动的爪体,并且每个夹持爪槽0624的底端分别与夹持销爪机构的销爪套底端联动连接。夹持套0614固接在内套的第二安装位外,并且与固接在内套的第二夹持台阶0622上的弹簧架0613之间弹性连接。夹持销爪机构的销爪套顶端与夹持水压缸的夹持内套缸连接。并且,内套的第二安装位上相邻的两个夹持爪滑槽0623之间构造有一个夹持定位滑槽0626,即在第二安装位上构造有至少两个夹持定位滑槽0626。对应的,在夹持套0614上的相邻的两个夹持爪槽0624之间构造有一个夹持定位槽0625,即在夹持套0614上构造有至少两个夹持定位槽0625。每个夹持定位槽0625都准确配置在相应的夹持定位滑槽0626的外侧。夹持销爪机构的各个定位块的一端分别固定安装在相应的夹持定位槽0625内,夹持销爪机构的各个定位块的另一端分别伸入至相应的夹持定位滑槽0626内。
如图31至34所示,本发明实施例提供的缓冲筒,包括筒体071 和缓冲组件072,筒体071的下端用于与堆芯中间支撑板074连接,缓冲组件072包括沿筒体071的轴向自下而上依次设置于筒体071内的塞体0724、缓冲件0721和缓冲锁0722,缓冲件0721设置于塞体0724的上表面,缓冲锁0722用于与穿过堆芯中间支撑板074的驱动轴073连接,以在驱动轴073带动下缓冲锁0722远离或靠近缓冲件 0721。
本发明实施例的缓冲筒,缓冲件0721和缓冲锁0722自下而上依次置于筒体071的内腔中,驱动机构位于筒体071的上方,驱动轴 073自上而下进入筒体071后,穿过缓冲锁0722并与其连接,在穿出筒体071后穿过堆芯中间支撑板074,缓冲件0721固定在筒体071下端设置的塞体0724上,并可与缓冲锁0722的下表面接触,筒体 071的下端与堆芯中间支撑板074连接。
在驱动机构驱动控制棒上移的过程中,缓冲锁0722和控制棒同步上升,筒体071对缓冲锁0722的移动起到导向作用。下落控制棒时,缓冲锁0722控制落棒速度,保证落棒的平稳,直至接触缓冲件 0721,缓冲件0721为落棒提供最终的缓冲制动作用。
本发明实现了工程化和产品化,主要满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术在热功率小于50MW先进一体化小型水堆的工程应用。
在一个实施例中,缓冲筒通过螺纹方式和点焊放松方式固定于堆芯中间支撑板074。
根据本发明的一个实施例,筒体071的筒壁上还构造有位于塞体 0724的上方的第一通水孔0713和第二通水孔0714,第一通水孔0713 所在区域的下边界与第二通水孔0714所在区域的上边界之间相距第一预设距离且形成缓冲盲区0711。
在控制棒上升高度稳定后,缓冲锁0722位于第一通水孔0713所在区域的筒体内,在控制棒的落棒过程中,缓冲锁0722自该位置向下运动,进入缓冲盲区0711,此时第一通水孔0713作为进水孔,外部的水通过第一通水孔0713进入缓冲锁0722上方的筒体071内,由于缓冲锁0722与筒体071的内壁之间配合且具有一定的密封性,所以缓冲锁0722下方筒体071内的水无法通过缓冲锁0722与筒体071 之间的缝隙进入缓冲锁0722上方的筒体071内,只能通过缓冲锁0722 下方的孔排出,即全部第二通水孔0714作为出水孔,将缓冲锁0722 下方筒体071内的水排出,由于水的阻力较大,而且上下进出水量较为稳定,所以缓冲锁0722下落的速度也能够稳定控制。
在缓冲锁0722落至第二通水孔0714所在区域之中时,缓冲锁 0722上方的第二通水孔0714也作为进水孔不断进水,筒体071内的水通过下方的第二通水孔0714排出筒体071,随着缓冲锁0722的不断下移,作为出水孔的第二通水孔0714逐渐变少,缓冲锁0722下方的水体压力逐渐增大,从而形成对缓冲锁0722运动过程中的水力阻尼,也对控制棒的下落起到缓冲制动作用。
根据本发明的一个实施例,第二通水孔0714所在区域的下边界与塞体0724的上表面之间相距第二预设距离且形成制动盲区0715。
控制棒落棒过程中,缓冲锁0722经过第二通水孔0714区后,进入制动盲区0715,此时没有第二通水孔0714作为出水孔,制动盲区 0715中的水压力增大,水力阻尼也相应增大,缓冲锁0722会先被水力制动,直至接触到缓冲件0721,被缓冲件0721制动,由此实现落棒制动。
随着驱动轴073落下,缓冲筒在落棒初始状态切换至落棒碟簧制动状态的过程中,会依次经历:
初始状态(缓冲锁0722处于第一通水孔0713的覆盖区域)-水力缓冲状态(缓冲锁0722运动至缓冲盲区0711)-进入初级水力减速状态(缓冲锁0722到达第二通水孔0714的覆盖区域)-初级水力减速状态(缓冲锁0722进入第二通水孔0714的覆盖区域)-进入次级水力减速状态(缓冲锁0722到达制动盲区0715)-次级水力减速状态 (缓冲锁0722到达制动盲区0715)-进入水力制动状态(缓冲锁0722 到达塞体0724上的环形凸起07242的上端)-水力制动状态(环形凸起07242插入缓冲锁0722的锁孔07013与驱动轴073之间的间隙)- 碟簧制动状态(缓冲锁0722处于缓冲件0721的作用范围内)。
根据本发明的一个实施例,缓冲锁0722包括自上而下依次设置的上锁体070111和下锁体070112,上锁体070111与下锁体070112 螺纹连接。上锁体070111固定在驱动轴073上,上锁体070111内沿驱动轴073的轴向自上而下依次设置锁孔07013和安装孔,下锁体070112自上锁体070111下方旋入上锁体070111的安装孔内,下锁体 070112上也设置锁孔07013,驱动轴073依次穿过上锁体070111和下锁体070112的锁孔07013,锁孔07013与驱动轴073之间留有空隙0704。上锁体070111与下锁体070112之间的螺纹连接便于安装拆卸。缓冲锁0722位于筒体内,并在筒体071内沿轴向移动,筒体071 的下端设置缓冲件0721,下锁体070112可与缓冲件0721接触,起到对控制棒落棒的缓冲和制动作用。
根据本发明的一个实施例,上锁体070111与下锁体070112的连接处沿缓冲锁0722的周向夹设密封环0703,密封环0703与筒体071 的内壁接触。
根据本发明的一个实施例,上锁体070111与下锁体070112通过定位螺钉0705限位防转。
根据本发明的一个实施例,缓冲锁0722还包括滚动组件0708,滚动组件0708的滚动方向与锁体组件0701的移动方向相同,滚动组件0708包括滚轮07081和销轴07082,锁体组件0701上设有缺口 07015和贯穿缺口07015的第一通孔07016,滚轮07081嵌入缺口07015中,销轴07082插入第一通孔07016内并穿过滚轮07081。本实施例中,销轴07082两端铳胀防松,滚轮07081在销轴07082上自转,在缓冲锁0722在筒体071内沿筒体071轴向移动时,滚轮07081 的圆周面可与筒体071的内壁接触,在内壁上滚动,为缓冲锁0722 在筒体071内的运动提供导向,降低缓冲锁0722与筒体071间的摩擦磨损。
因此,当缓冲锁0722处于塞体0724上的环形凸起07242作用范围内时,为水力制动状态;十字翼控制棒的落棒冲击可通过调整制动盲区0715的长度尺寸和缓冲锁0722的锁孔07013与塞体0724的环形凸起07242之间的间隙尺寸,使水力减速和水力制动与十字翼控制棒(含驱动轴073)重力及弹簧件0723推力之合力相匹配,满足落棒时间和落棒冲击的技术要求。
根据本发明的一个实施例,塞体0724设置在筒体071的下端,塞体0724用于与堆芯中间支撑板074连接。塞体0724上具有用于穿过驱动轴073的第二通孔07241,第二通孔07241的边缘在靠近缓冲件0721的一侧设有沿筒体071轴向延伸的环形凸起07242,环形凸起07242可插入下锁体070112的锁孔07013与驱动轴073之间的空隙0704中。
如图35和图36所示,根据本发明的实施例提供十字翼型控制棒,包括十字翼组件,十字翼组件包括十字型支撑柱0811和四块吸收板0812,十字型支撑柱0811的中心位置为支撑柱主体08112,且十字型支撑柱0811构造有沿轴向延伸的四条肋边08111,四条肋边08111呈十字型分布,四块吸收板0812分别固定在四条肋边08111上。其中,驱动机构能够设置于十字翼型控制棒的上方,十字翼型控制棒与驱动机构的连接能够为吊装状态,可以更好的提供十字翼型控制棒的吊装强度,满足外形尺寸和机械强度及落棒冲击的需要,十字翼组件的组装型结构降低了制造难度,保证了加工精度,确保零部件的制造满足工艺性实现的要求,实现了工程化和产品化,不仅满足控制棒内置式水压驱动技术在热功率小于50MW先进一体化小型水堆上实现工程应用,也为其他工业领域复杂异形结构的工程设计提供了选择。
十字翼组件还包括设置于十字型支撑柱0811的两端的十字翼架 (分别为上十字翼架08132和下十字翼架08133),且每个十字翼架的四块翼板与四个吸收板0812一一对应连接。本实施例中,十字型支撑柱0811的上端与上十字翼架08132连接,十字型支撑柱0811的下端与下十字翼架08133连接,从而形成十字翼组件的整体结构。上十字翼架08132与下十字翼架08133各自具有四块翼板,四块翼板分别对应四块吸收板0812,即四块吸收板0812的上端分别与上十字翼架08132的四块翼板的下端连接,四块吸收板0812的下端分别与下十字翼架 08133的四块翼板的上端连接,以此进一步提高十字翼架0813与吸收板0812的整体结构连接强度,使上十字翼架08132的翼板、吸收板0812 和下十字翼架08133的翼板处于同一平面。
在一个实施例中,每个翼板的两侧表面均设有凸起08131,进而当十字翼组件在移动过程中发生晃动或偏移时,仅有凸起08131部分接触燃料元件,减少甚至避免了十字翼组件与燃料元件的接触面积。
上连接轴08211自上而下依次穿过上轴套08221和上十字翼架 08132的通孔,与十字型支撑柱0811上端的连接孔08110螺纹连接,下连接轴自下而上依次穿过下轴套08222和下十字翼架08133的通孔,与十字型支撑柱0811下端的连接孔螺纹连接,以此实现十字翼型控制棒的结构和联结。
请参见图37,缓冲器包括壳体091、缓冲活塞094、第一弹性件095 和第二弹性件096,壳体091包括外套092和封盖093,外套092形成有上腔0921、下腔0922和排水孔0924,缓冲活塞094包括压紧部0941,且缓冲活塞094形成有排水通道0942,排水通道0942包括贯穿缓冲活塞094的侧壁的第二通道09422和连通第二通道09422的第一通道09421。
将该缓冲器固定在位于水池中的堆芯下支撑板14上,并使缓冲活塞094与悬置于缓冲活塞094上方的驱动轴保持同轴;然后向水池内注水,直至水池内的水淹没壳体091。当需要连接控制棒与驱动轴时,将控制棒放置在缓冲活塞094的顶端,并使控制棒与缓冲活塞094保持同轴。由于缓冲活塞094同轴固定于驱动轴的下方,因此无需对准控制棒与驱动轴即可使得控制棒与驱动轴自动同轴,驱动轴的下端借助联接结构就可实现与控制棒的快速连接。
控制棒连接至驱动轴以后,若控制棒在拆装过程中意外掉落,那么控制棒在下落过程中就会撞击到缓冲活塞094,缓冲活塞094受到控制棒对其施加的冲击力后向下移动。缓冲活塞094下移的过程中第一弹性件095在压紧部0941的挤压下先发生压缩变形,随着压紧部0941 不断下压,压紧部0941与第二弹性件096接触,使得第二弹性件096 在压紧部0941的挤压下发生压缩变形。在上述过程中,充注在上腔 0921内的水也会在压紧部0941的挤压下逐渐通过排水通道0942流入下腔0922,并最终通过排水孔0924排出壳体091。由此第一弹性件095、第二弹性件096和第二弹性件096内的水可使控制棒的加速度快速转变为零,吸收控制棒对缓冲活塞094施加的冲击力,避免控制棒因拆装过程中意外掉落而被撞坏,从而为该系统后续的正常运行提供了可靠保障。
根据本发明的实施例,工作过程中,一股高压来水进入组合阀,经3个电磁阀分成3股,过法兰组件0210和3根引水管(包括3根第一引水管19和第二引水管20)分别进入驱动机构5的3个水压缸 (传递水压缸0362、夹持水压缸0363和提升水压缸0361);通过控制3个电磁阀开关的次序,3个电磁阀的引电分别与电源和控制系统联结,使驱动机构工作,实现控制棒的步升、步降和落棒操作;棒位测量装置直接检测驱动轴的位置给出控制棒的步位;驱动轴可独立拆装,与控制棒分离或联结;缓冲筒通过水力缓冲限制控制棒落棒过程中的速度并实现末端制动;缓冲器给定了控制棒与驱动轴联结位置,保证其顺利联结,并防止拆装过程中控制棒事故跌落而损坏。
根据本发明的实施例,组合阀014包括来水、出水、密封、固定和电器5个联结界面。
所述棒位测量装置包括来水、出水、密封、驱动轴配合、驱动机构间隙连接、固定和电器7个联结界面。回零水孔直通压力容器;驱动轴处于棒位测量装置腔内,使棒位测量传感器给出信号。
所述驱动机构包括来水、棒位测量装置间隙连接、驱动轴驱动啮合、固定4个联结界面。驱动机构水压缸的充压过程,和电磁阀关闭,水压缸的水逆向流动,从组合阀的回零水孔流入压力容器的水压缸泄压过程;驱动机构水压缸充压或者泄压以带动销爪机构抓住或者松开驱动轴。
所述驱动轴包括棒位测量装置配合、驱动机构驱动啮合、缓冲筒作用、控制棒联结、限位5个联结界面。通过驱动轴上的缓冲锁与缓冲筒作用,实现控制棒落棒过程中的速度限制及末端制动功能;凭借远距离操作的联结结构11执行与控制棒的联结和分离功能;缓冲筒内腔底部碟簧和重力作用及驱动轴上的缓冲锁确定了驱动轴的轴向下限位,驱动轴上的机械限位结构确定了驱动轴的轴向上限位,缓冲筒内腔与驱动轴缓冲锁的配合及驱动机构与驱动轴的配合确定了驱动轴的径向限位。
所述缓冲筒包括与驱动轴作用、固定2个联结界面。其中:通过驱动轴上的缓冲锁与驱动轴作用,实现控制棒落棒过程中的速度限制及末端制动功能,内腔底部碟簧确定驱动轴下限位。
所述控制棒包括控驱动轴联结、限位、缓冲器作用3个联结界面,其中:凭借驱动轴远距离操作的联结结构11执行与控制棒的联结和分离功能;通过驱动轴的限位实现其限位;正常情况下,由缓冲器给定其与驱动轴联结位置,保证其顺利联结,当出现控制棒拆装事故时,防止控制棒的事故跌落而损坏。
所述缓冲器包括控制棒作用、固定2个联结界面,其中:正常情况下,由缓冲器给定其与驱动轴联结位置,保证其顺利联结,当出现控制棒拆装事故时,防止控制棒的事故跌落而损坏;缓冲器通过螺纹固定在堆芯下支撑板14上,并点焊防松。
以上实施方式仅用于说明本发明,而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种内置式控制棒驱动线,其特征在于,包括组合阀、棒位测量装置、驱动机构、驱动轴、缓冲筒、控制棒和缓冲器;所述棒位测量装置的顶部与所述组合阀连接,底部连接驱动机构,通过棒位测量装置周向布置的第一引水管将所述组合阀内驱动液体引入所述驱动机构,所述驱动机构外设有导向筒,所述导向筒适于固定于堆内结构上;所述驱动机构适于在所述驱动液作用下驱动所述驱动轴上升或下降,所述驱动轴穿过所述缓冲筒,顶部用于和所述棒位测量装置匹配,底部用于和所述控制棒固定,所述控制棒底部设有所述缓冲器。
2.根据权利要求1所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述棒位测量装置的底部与所述驱动机构的顶部滑动联结,所述棒位测量装置与所述驱动机构之间设置有压紧碟簧,所述导向筒形成有第一支撑结构,所述棒位测量装置通过所述压紧碟簧将所述驱动机构的顶部压紧于所述第一支撑结构。
3.根据权利要求2所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述驱动机构包括夹持销爪机构、夹持水压缸、传递销爪机构、传递水压缸、提升水压缸、第二引水管、第二支撑结构、承托件;所述承托件和所述第二引水管与棒位测量装置联结,所述第二支撑结构与第一支撑结构联结;所述夹持销爪机构和所述传递销爪机构与所述驱动轴匹配,所述夹持水压缸、传递水压缸、提升水压缸驱动夹持销爪机构和传递销爪机构动作,使所述驱动轴上升或下降运动。
4.根据权利要求1所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述驱动轴包括:
外轴,包括卡槽段;
轴芯,设于所述外轴内,并适于沿所述外轴的轴向移动;
连接装置,包括连接于所述外轴的下端的连接件、连接于所述轴芯的下端的移动件,所述连接件上连接有多个夹持件,所述轴芯通过带动所述移动件沿所述外轴的移动,以驱动多个所述夹持件在相互收紧的夹持位置与相互远离的打开位置之间切换。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述组合阀包括:
阀体,设有阀体腔室、逆止通道、进缸水孔和回零水孔,所述进缸水孔与所述阀体腔室相连通,所述逆止通道与所述阀体腔室和所述回零水孔相连通,且所述进缸水孔用于与水压缸相连通;
阀盖,设于所述阀体上;
进水管,所述进水管的第一端与所述阀体腔室相连通,第二端用于与水压驱动回路相连通;
控制阀组件,设于所述阀盖上,所述控制阀组件适于控制所述进缸水孔和所述回零水孔的开闭,以控制所述水压缸执行动作;
逆止活塞,设于所述阀体腔室内,并适于沿所述阀体腔室的高度方向往复运动;
其中,所述逆止活塞适于在所述进水管供水的情况下关闭所述逆止通道,并在所述进水管停止供水的情况下关闭所述进水管的第一端。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述棒位测量装置包括:
法兰组件,设有进缸水管、进缸流道和回零流道,所述进缸水管与所述进缸流道相连通,所述进缸水管用于与驱动机构的水路相连,所述回零流道用于与组合阀的回零水孔相连通,所述进缸流道用于与组合阀的进水流孔相连通;所述法兰组件的第一端面和第二端面均设有密封件,所述第二端面与直管段的一端相连,所述直管段的另一端与转接头相连;
所述转接头,所述转接头的第一端与所述法兰组件相连;
套筒组件,与所述转接头的第二端相连,所述转接头设有连通孔,所述连通孔贯穿所述转接头的第一端和第二端,使得所述套筒组件适于与所述法兰组件之间限定出密闭容腔;
棒位测量传感器,所述棒位测量传感器设于所述密闭容腔内,用于测量所述控制棒的位置信息;
引线接口件,所述引线接口件与所述法兰组件相连,并与所述密闭容腔相连通,用于引出所述棒位测量传感器的线圈。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述导向筒包括导筒组件和定位筒,所述导筒组件的内部沿所述导筒组件的轴向设有轴腔,所述定位筒同轴套装于所述轴腔内;所述定位筒的内壁设有若干个支撑柱,若干个所述支撑柱分别突出于所述定位筒的内壁,并且若干个所述支撑柱分别围绕所述定位筒的内壁均匀设置,所述导筒组件包括依序连接并且同轴设置的第一筒段、第一对接筒、第二对接筒、变径筒、第二筒段和筒端接头;所述定位筒套装于所述第一对接筒与所述第二对接筒的对接处内的所述轴腔中。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述缓冲筒包括筒体和缓冲组件,所述筒体的下端用于与堆芯中间支撑板连接,所述缓冲组件包括沿所述筒体的轴向自下而上依次设置于所述筒体内的塞体、缓冲件和缓冲锁,所述缓冲件设置于所述塞体的上表面,所述缓冲锁用于与穿过所述堆芯中间支撑板的驱动轴连接,以在所述驱动轴带动下所述缓冲锁远离或靠近所述缓冲件。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述控制棒为十字翼型控制棒,包括十字翼组件,所述十字翼组件包括十字型支撑柱和四块吸收板,所述十字型支撑柱构造有沿轴向延伸的四条肋边,四条所述肋边呈十字型分布,四块所述吸收板分别固定在四条所述肋边上。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的内置式控制棒驱动线,其特征在于,所述缓冲器包括壳体、压杆、第一弹性件和第二弹性件,所述壳体的内腔包括上腔以及与所述上腔连通的下腔,所述上腔内形成有第一台阶面,所述上腔与所述下腔之间形成有第二台阶面;所述壳体的两端分别开设有与所述上腔连通的穿装孔以及与所述下腔连通的排水孔;所述压杆的第一端通过穿装孔伸出所述壳体,所述压杆的第二端插设在所述下腔内,所述压杆的第二端开设有用于连通所述上腔与所述下腔的排水通道;所述压杆的侧壁形成有向外凸起的压紧部,所述压紧部位于所述穿装孔与所述第一台阶面之间;所述第一弹性件的两端分别抵设于所述压紧部和所述第一台阶面,所述第二弹性件放置于所述第二台阶面,所述第一台阶面和所述第二台阶面的高度差与所述第一弹性件的自由高之和大于所述第二弹性件的自由高。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010879144.4A CN112071446B (zh) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 内置式控制棒驱动线 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010879144.4A CN112071446B (zh) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 内置式控制棒驱动线 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112071446A CN112071446A (zh) | 2020-12-11 |
CN112071446B true CN112071446B (zh) | 2022-09-16 |
Family
ID=73660651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010879144.4A Active CN112071446B (zh) | 2020-08-27 | 2020-08-27 | 内置式控制棒驱动线 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112071446B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3527670A (en) * | 1967-12-14 | 1970-09-08 | Babcock & Wilcox Co | Apparatus for controlling a control rod in a nuclear reactor |
BE840519A (fr) * | 1975-05-16 | 1976-08-02 | Dispositif de blocage d'un mecanisme d'entrainement des barres de commande de reacteurs nucleaires | |
CN1256497A (zh) * | 1999-12-10 | 2000-06-14 | 清华大学 | 全封闭可动线圈电磁铁控制棒驱动机构 |
CN1442863A (zh) * | 2002-03-29 | 2003-09-17 | 清华大学 | 一种核反应堆控制棒水压驱动系统 |
CN204130191U (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-28 | 中国核动力研究设计院 | 十字形控制棒组件 |
CN111370148A (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-03 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 反应堆的二套停堆机构和反应堆 |
-
2020
- 2020-08-27 CN CN202010879144.4A patent/CN112071446B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3527670A (en) * | 1967-12-14 | 1970-09-08 | Babcock & Wilcox Co | Apparatus for controlling a control rod in a nuclear reactor |
BE840519A (fr) * | 1975-05-16 | 1976-08-02 | Dispositif de blocage d'un mecanisme d'entrainement des barres de commande de reacteurs nucleaires | |
CN1256497A (zh) * | 1999-12-10 | 2000-06-14 | 清华大学 | 全封闭可动线圈电磁铁控制棒驱动机构 |
CN1442863A (zh) * | 2002-03-29 | 2003-09-17 | 清华大学 | 一种核反应堆控制棒水压驱动系统 |
CN204130191U (zh) * | 2014-10-28 | 2015-01-28 | 中国核动力研究设计院 | 十字形控制棒组件 |
CN111370148A (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-03 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 反应堆的二套停堆机构和反应堆 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112071446A (zh) | 2020-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2580820C2 (ru) | Устройство управления стержнями в ядерном реакторе | |
CN109780010B (zh) | 一种适用于核聚变堆偏滤器遥操作的盒体锁紧机构 | |
FI77947C (fi) | Drivanordning foer tvao vertikalt roerliga reglerstavsatser i en braenslepatron i haerden i en kaernreaktor. | |
US20110299648A1 (en) | Control rod drive shaft unlatching tool | |
US4904443A (en) | Control rod drive with upward removable drive internals | |
CN112071446B (zh) | 内置式控制棒驱动线 | |
EP0225511A2 (en) | Pressurized water reactor having disconnectable two-piece drive rod assemblies | |
CN106741269A (zh) | 一种步态夹紧式攀爬机器人 | |
EP0227961B1 (en) | Vent system for displacer rod drive mechanism of pressurized water reactor and method of operation | |
CN101740148B (zh) | 核电站辐照样品抓具 | |
CN210743607U (zh) | 反应堆压力容器顶盖组件支承及屏蔽结构 | |
CN201319265Y (zh) | 控制棒驱动杆解锁检查装置 | |
CN102148064A (zh) | 一种框架式反应堆控制棒结构 | |
EA015920B1 (ru) | Захват кластера тепловыделяющих сборок ядерного реактора (варианты) | |
US5347554A (en) | Outer filter removal tool | |
US5446774A (en) | Spud finger gauge | |
US5375458A (en) | Leak test fixture | |
CN109773805A (zh) | 用于核电站水中狭小空间的夹钳装置 | |
CN112071447A (zh) | 内置式控制棒驱动线 | |
US5400499A (en) | Internal bushing removal tool | |
KR20200144548A (ko) | 열교환기 클로저 조립체 및 이를 사용 및 설치하는 방법 | |
CN111883267A (zh) | 驱动轴及控制棒水压驱动系统 | |
CN208488986U (zh) | 乏燃料水池高密格架液压推动装置 | |
CN112037939A (zh) | 内置式控制棒驱动线安装方法 | |
US5661771A (en) | Inner filter for a control rod drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |