CN1159648A - 核反应堆的具有可卸棒的控制束 - Google Patents

Abstract

核反应堆控制束具有一个由可连接于驱动轴的毂部构成的辐射形架。翼片从毂部的底部辐射伸出并设有以规则阵列分布的垂向销。它还包括棒，棒设有可卸式固定于销的塞子。翼片及其销和至少毂部的底部是通过模制或通过电火花加工成的整体单件。

Description

核反应堆的具有可卸棒的控制束

本发明涉及核反应堆的控制束，每个控制束包括一个辐射形架，辐射形架由装配有驱动轴紧固装置的毂部和从毂部的底部辐射的翼片构成，并设有以规则的阵列分布的平行的竖直的销，以及设有可卸式固定于销的塞子的棒。

目前使用的这种控制束包括十六个翼片。每个翼片在其端部承载着一个销。每隔一个翼片也具有一个中间销。因此，控制束具有二十四个吸收棒。

目前的辐射形架为焊接的组件。翼片放置就位并钎焊。为力图避免棒的定位误差及避免固热影响而变形时，钎焊操作费时而困难。

在大多数情形中，销是分别通过雌雄榫接合而固定在翼片上的。每个翼片的端部构成接合在相关销的槽中的榫。这种接合后需进行钎焊。当采用上述方案时，不可能设置穿过销的垂向孔，因而棒的塞子必须固定在销的翼片高度以下的部位上的盲孔中。因此，这种方案不令人十分满意。法国专利第2,599,884号中描述了一种技术方案，有可能使棒成为可卸式的。这种方案是复杂的，棒组件与辐射形架为固定连接。这种连接容易防碍棒在组件的准备接纳控制束的导向管中的滑动。

本发明的目的在于提供一种改进的控制束。为此目的，按照本发明的一个重要方面，本发明提供一种控制束，其中，翼片及其销和毂部的底部构成一个单一的整体，是由模制法或由电火花加工制成的。

毂部的顶部可以与底部连为整体；那就要求由电蚀加工制成。

在一个有利的实施例中，由一单一圆筒构成的毂部顶部由单独由一单件制成并接合在底部中，再通过螺纹连接或通过焊接等方式与底部连接。

上述结构可显著简化震器的结构和组装，减震器一般设置在辐射形架中以便减小当控制来为紧急关闭而落下时对接纳控制束的燃料组件的顶端件的冲击。减震器一般包括在毂部中滑动的一个承窝，承窝被一弹簧向下压向从毂部中伸出的位置。承窝伸出的位置是由一个支座限定的，该支座是由一个轴向设置在毂部中的一螺钉的头部构成的。这种结构需要在开始时调节该螺钉。另外，螺钉的设置防碍冷却液沿毂部的流动，而且由于阻尼延迟效应，延长了控制器落下的时间。

当套筒是由两部分构成时，在底部的适当位置上可设置一个内套环，它构成一个限定承窝伸出位置的支座。

另外，在支承弹簧的套筒的内套环中，最好设置一个孔，使冷却液可流过承窝和套筒，从而减少阻尼延迟效应。

本发明的另一个目的，不管是否使用前述某些配置，都可实现，该目的是使棒具有一定程度的自由度即松度，由于制造公差而发生误对准，从而当控制束升入反应堆的上部内部结构中时，使棒能够适应于导向管的精确位置，导向管用于将棒接纳在燃料组件中和/或导套中。

为此，本发明的提供一种控制束，其塞子在棒和用于固定销的装置之间包括一个延伸部，该延伸部具有至少一个减径部分，以便增加其挠性。

由于销的和翼片的单件结构，在销中可以形成通孔，因而可以实现容易卸下的固定，这样就便于更换某些棒。

最后还应提到的是，即使对于不具备上述结构的辐射形架来说，例如对于构成前述法国专利第2,599,884号的主题的那种辐射形架来说，安装棒时的松动性也是有利的。

通过阅读对本发明的非限定性的具体实施例的下述详细说明，并通过与现有技术方案的比较，可以进一步理解本发明的上述的和其它的特征。详细说明是对照以下附图进行的：

图1是现有技术的控制束的局部剖开的视图；

图2是现有技术的控制束辐射形架的立体图，表示销连接于翼片的情形；

图3是放大的，局部垂直剖开的视图，表示棒固定在现有技术的销上的情形；

图4是按照本发明的第一实施例的单件式控制束辐射形架的立体图；

图5所示垂直向平面上的剖视图表示图4所示的那种辐射形架中的减震器的一种可能的结构；

图6类似于图5，但表示本发明的另一实施例，其中辐射形架包括两个部分；

图7类似于图6，表示另一种两件式辐射形架以及可用于两件式辐射形架的减震器的一种可能的结构；

图7A，7B和7C类似于图7，表示变型实施例；

图8所示垂向剖视图表示一种使棒具有松动特性的棒的安装方式；

图9和10类似于图8，表示变型实施例；

图11是沿图10中XI-XI线的剖视图；

图12类似于图8，表示另一种变型；

图12A表示图12的变型；

图13是表示旋转销定栓在辐射形架上的一种可能的分布的总体视图；

图14是图13的平面图。

图1所示的控制束包括一个辐射形架10，从其上垂下24根棒12。可认为辐射形架具有一个毂部14，16个翼片从其上辐射式安装，承载着销18，吸收棒12的顶端塞子固定在销18中。销18从翼片向下伸出很长。

一埋头孔20在毂部14中形成，并具有用于接纳一种装置的槽，该装置用于连接使控制束垂向位移的驱动轴。在毂部的底部中设有一个用于接纳减震器的孔。减震器包括一个承窝24和一个弹簧25，该弹簧抵靠一个使孔与埋头孔分开的内隔壁。螺钉26拧入贯穿内隔壁形成的螺纹可以调节位置，该螺钉用于固定承窝24的安放位置，在该位置承窝从毂部伸出。调节后，将螺钉焊在埋头孔20的底部以便销定位置。

翼片一般通过钎焊固定在毂部上。在图2中，销18通过雌雄榫接合并通过钎焊固定于翼片。端部(或内部销的中部)构成接合在销的槽中的雄榫，销上的槽构成雌榫。

本发明的大多数实施例中，每个销上设有带螺纹的盲孔，用于固定棒12的塞子26。由于雌雄榫接合，该盲孔不伸过翼片的底缘。

图3表示棒在销18的带螺纹盲孔中的一种可能的固定方式。塞子的延伸部终止于一段螺纹29，其拧入孔的螺纹部分。在螺纹段和塞子本身46之间设有在两凸出部之间的直径减小的部分。销或栓27锁住这种连接。

图4表示构成本发明第一实施例的辐射形架的结构。辐射形架制成单件，可以直接模制，也可以用电蚀法制成。为使其易于模制，翼片的边缘由平的部分构成，这些平的部分相互平行，构成由斜的平的部分相互连接的台阶。端部的销18a的高度精确地相当于翼片16远离毂部轴线的部分的高度。中间销18b与翼片较靠近毂部轴线的部分具有相同的高度。图4未画出沿销轴线形成的孔，但是画出一些用于固定棒的塞子的子弹形螺母28。

图4所示辐射形架可以安装与图1所示相同的减震器。

尽管如此，为了便于制造和装配，最好采用图5所示的配置，其中相应于图1的零件使用相同的标号。在弹簧25驱动下的承窝24占据的安放位置通过抵靠一个安装在孔22的端部埋头孔33中并焊接就位的垫圈30而被固定。承窝24具有一肩部，使其能够抵靠在垫圈30顶面的内部。

在图6所示实施例中，辐射形架为两件式的。它包括一个构成顶部即毂部的套筒14a和一个单件式的底部，该底部包括毂部的下部及翼片16和销18。

套筒14a是机加工成的。包括毂部的下部、翼片和销的底部是通过模制一个单件而得到的，或是通过电蚀法制成的、顶部14a和底部之间的连接可通过各种方式实现。如图6所示，在底部的顶端加工出一个圆柱形台阶。顶部14a具有一个与其互补的台阶以便接合在底部上。圆形焊缝42的作用是将辐射形架的两部分固定在一起。在两部分上分别形成的孔22具有相同的直径以防止孔的不连续现象。

在图7所示的变型实施例中，顶部的下端与底部的连接是螺纹连接。为此，位于辐射形架底部中的孔的上部制射有螺纹。因此辐射形架的两部分可通过螺纹啮合固定在一起，直到上部的肩部44抵靠翼片的顶端为止。

图6和7所示的辐射形架结构使射减震的组装无需另外固定承窝24的零件，只要在底部的孔的下端设置一唇边34，使承窝24上形的肩部支承在唇边上即可。承窝24和弹簧25在套筒装在辐射形架(图7)的底部之前放置就位。

这种减震结构可以设置一条穿过辐射形架的冷却流体流道。无需螺钉。冷却流体可以沿着承窝内的通道36并穿过支承弹簧25的套环的中心孔38流动。因而不再需要调节和焊接螺钉。

图7A所示布置与图7的主要区别在于，设有用于销止转动的嵌环45，以便防止底部和顶部的下端之间的螺纹连接松开。嵌环45抵靠顶部的肩部并具有至少一个接合在底部槽中的销。在旋下顶部后，通过若干焊点47固定嵌环。

图7B所示变型实施例与图7A所示的区别在于，嵌环45被一个键72取代，键72位于顶部的凹部74中并伸入底部的槽76中、两部分再次相互旋接，使凹部74和槽76相互位于另一个前方。最好具有半圆柱形端部的键如箭头所示滑动就位，然后沿其上缘焊接以便固定在顶部上。

在图7C中，底部的光滑孔具有下部埋头孔，用于安装螺母78，该螺母旋在毂部14A的螺纹端部上。当已旋下螺母后，可通过两翼片间的金属在点80处焊接而加以固定。

借助前述法国专利第2,599,884号中所述的手段可将棒固定在图4、6和7-7c中所示的辐射形架上。

尽管如此，最好是采用下面描述的配置之一，这可以使棒束具有挠性，以利于插入组件的或内部导套的导向管中。

在图8所示的情况中，每根棒12具有一个塞子46，塞子46设有一延伸部，该延伸部具一个或多个小横截面的部分48，其与相邻的正常直径的部分倒圆连接以避免折断。可以具有多达三个基本是圆柱形的小横面部分。延伸部分端部50可借助前述法国专利中所述手段固定在有关的销上。

在图9所示的变型中，固定装置还包括塞子46的一个延伸部。该延伸部具有位于两较大直径部分之间的小直径部分54，它固定在一个延长器52中，延长器52具有在小直段两侧的两个圆筒形支承面56：只有该支承面抵靠销18中形成的敞开的孔的孔壁。孔中的平面57接纳延长器52上的平面以防延长器转动。

上部的支承面56伸过销的高度并引导旋在延长器端部的螺纹上的螺帽58。当螺帽被拧紧时，它将延长器52的一个肩部压靠在销的底缘上。

一旦盖螺母完全拧紧，即可通过使前术法国专利第2,599,884中所述的薄套环变形而防止转动。

在图10和11所示变型中，棒的塞子46借助结构的一延伸部固定在销18上。该延伸部具有一个螺纹端部，其用于接纳类似于图9中的螺帽。一个销或栓61可防止塞子转动。在该延伸部中可形成一条槽68。当栓61就位时可使其被接合。该延伸部也可设有一小横截面部分，其位于销的孔中且在两个大截面部分62和64之间。上部的大截面部分62滑配合在孔中起定心作用。下部的大截面部分64的直径稍小于孔的直径，以限制棒的侧向活动量。

在接纳延伸部的孔中可设有一个内肩部66，以构成一个大截面部分62的顶面的支承面。

图12所示实施例与图10所示实施例的主要区别在于，大截面部分62通过一个截锥形部分70连接于小直径部分，该截锥形部分与孔的相应部分配合以在平动中固定棒。在装配或折卸中借助工具(未画出)防止棒的转动。一个减小横截面的部分和/或一组下部大截面部分也保证棒可以侧向活动。

图12A所示变型实施例用于为燃料棒进入销18的延伸部提供精确的定心，同时防止折、装燃料棒时倾斜造成的卡死。因此，大截面部分62具有一个很短的圆柱体部分(短于1mm)，由一截锥形抵接部分70向上延伸，其顶角大约为110°，向下则由一截锥形部分82延伸，并入减小直径的部分。

图13和14表示图10实施例中所用的销定栓60的一种可能的分布。这种分布使折装时易于接近所有的栓60。

Claims (10)

1.一种核反应堆控制束，它包括：

一个辐射形架，它由一个毂部和翼片构成，所述毂部具有用于与驱动轴连接的装置，所述翼片从一毂部的底部辐射伸出，以规则阵列分布并在其径向外端设有垂向的销，以及

设有可卸式地固定于所述销的塞子的棒，

其中，所述翼片、所述销和至少所述毂部的所述底部构成一个模制的或电火花加工成的整体单件。

2.如权利要求1所述的控制束，其特征在于：所述毂部的顶部与其底部为整体且所述辐射形架是由电蚀法制成的。

3.如权利要求1所述的控制束，其特征在于：所述毂部的顶部是与所述整体单件的底部分开的圆筒形套筒，接合在所述底部的上部并与其固定。

4.如权利要求2所述的控制束，其特征在于还包括：

一个减震器，它具有一个可在所述毂部的孔中滑的承窝和被向下迫向使承窝从所述毂部伸出位置的弹簧，以及

由一垫圈构成的支座装置，所述垫圈固定在毂部的孔中并限定所述位置。

5.如权利要求3所述的控制束，其特征在于：还包括一个减震器，该减震器具有一个可在所述毂部的孔中滑动的承窝和一个被向下迫向使承窝从所述毂部伸出位置的弹簧，承窝的所述位置是由一个支座限定的，该支座是由在毂部的底端上加工出的唇边构成的。

6.如权利要求5所述的控制束，其特征在于：所述孔通过在承窝上形成的孔装置向上敞口，而且通过在套筒的一个内部环套中形成的并构成弹簧的支座的孔装置向上敞口。

7.如权利要求1所述的控制束，其特征在于：每个所述塞子在有关的燃料棒体和用于将塞子固定于一个有关的所述销上的装置之间包括一个穿过所述销中的孔的延伸部，所述延伸部具有至少一个较小直径的部分以增加其挠性。

8.如权利要求7所述的控制束，其特征在于：所述较小直径的部分位于一个用于在销中定心的上部大截而部分和一个下部大截面部分之间，所述下部大截面部分的横截面稍小以便留下塞子在有关销的孔中的侧向间隔。

9.如权利要求8所述的控制束，其特征在于：所述上部大截面部分用于抵靠有关销的孔的一个肩部。

10.如权利要求1所述的控制束，其特征在于：每个所述塞子固定在一个延长器中，所述延长器穿过有关销并具有一个位于较小横截面的部分，该部分位于一个所述延长器的上部大截面部分和下部大截面部分之间，延长器的上部大截面部分用于在销中定心，而下部大截面部分直径较小以留下侧向间隙。

Images