CN203070781U - 一种十字形控制棒组件 - Google Patents

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程华旸
朱发文
雷涛
庞华
蒋有荣
彭园
李翔
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Abstract

本实用新型公布了一种十字形控制棒组件，包括控制棒本体，控制棒本体由横截面呈正交垂直连接的四个翼板构成，在控制棒本体的轴线顶部设置有缺口，在控制棒本体顶部安装有中心筒，在中心筒内安装有缓冲装置，所述缓冲装置位于缺口内。本实用新型适用于从堆芯顶部自上而下插入堆芯，可以实现堆芯反应性的控制；通过将翼板底部设置为圆弧结构，即翼板的底面与侧面之间通过平滑的过渡面连接，将其棱边用圆滑的弧面代替，可以有效地减少插入燃料棒时其受到的阻力，达到便于安装的目的。

Description

一种十字形控制棒组件
技术领域
本实用新型涉及一种核反应堆的十字形控制棒组件，具体是指一种十字形控制棒组件。 
背景技术
核反应堆的安全可靠和经济运行取决于反应堆停堆和调节系统运行的可靠性，而反应堆的反应性控制主要通过控制棒组件实现。控制棒组件具有用于反应堆启动、停堆、变更堆功率和保护反应堆的功能。 
在商用压水反应堆中，控制棒组件由星形架和24根控制棒组成。在反应堆运行期间通过把控制棒逐步插入燃料组件实现正常停堆，靠自身重力将控制棒快速插入燃料组件实现紧急停堆。 
在沸水反应堆中，控制棒组件由十字形骨架和控制棒组成，十字形骨架由上下十字形构件、中心柱和保护套组成，并用焊接的方式使之构成一个刚性的骨架整体。控制棒组件从堆芯底部插入到燃料组件中，均衡了堆芯顶部蒸汽泡所起的作用，有效地展平了功率分布。 
在超临界水冷堆中，控制棒组件设计成从堆芯顶部插入，而压水堆控制棒组件和沸水堆控制棒组件结构无法满足超临界反应堆的反应性控制要求，因而亟需设计一种新型的控制棒组件。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种十字形控制棒组件，解决目前压水堆控制棒组件和沸水堆控制棒组件结构无法满足超临界反应堆的反应性控制要求的问题。 
本实用新型的目的通过下述技术方案实现： 
一种十字形控制棒组件，包括控制棒本体，控制棒本体由横截面呈正交垂直连接的四个翼板构成，在控制棒本体的轴线顶部设置有缺口，在控制棒本体顶部安装有中心筒，在中心筒内安装有缓冲装置，所述缓冲装置位于缺口内。控制棒本体由四个翼板连接而成，四个翼板按照正交垂直的位置连接在一起，其横截面呈“十”字形，在其连接处所在的轴线顶部，每个翼板均设置有一个矩形缺口；在四个翼板构成的控制棒本体顶部安装有中心筒，中心筒与控制棒本体相对固定，中心筒为厚壁管结构，由分隔断分为上、下两个部分，其上端部分内设置成环形齿槽，与驱动轴爪头匹配，以实现远距离连接或脱开操作，其下段部分内安装有缓冲装置，缓冲装置的末端位于四个翼板的缺口构成的区域内，当控制棒快速落棒时，多余的力传递到缓冲装置上，避免控制棒受到外力的损坏，保护控制棒的内部结构。
所述缓冲装置包括安装在中心筒内的导向螺杆，在导向螺杆上套装有弹簧，在导向螺杆的末端安装有缓冲座。具体地讲，在中心筒内安装有导向螺杆，在中心筒的分隔段上设置有螺孔，在导向螺杆的顶部设置有螺纹，利用螺纹配合将导向螺杆固定在分隔段上，然后焊接固定，导向螺杆与中心筒同轴，其直径不同，使得导向螺杆与中心筒之间存在空隙，在导向螺杆上套装弹簧，弹簧可以在导向螺杆上沿其轴线移动，在导向螺杆的端头直径大于导向螺杆杆身直径，在导向螺杆上套装有缓冲座，缓冲座的直径大于中心筒的内径，使得缓冲座在导向螺杆上可以有一定的位移，弹簧的两端分别限制在分隔段和缓冲座上，如此，在受到沿控制棒组件轴向的外力时，弹簧将外力进行缓冲，有效地保护了翼板的内部结构。 
在所述翼板的顶部设置有连接板，翼板通过连接板与中心筒固定连接。进一步讲，为了便于将中心筒固定在翼板顶部，可以在翼板顶部先固定安装连接板，将连接板固定在中心筒侧面，如此，不仅可以增加中心筒和翼板之间的连接面积，还可以克服难以焊接的问题，便于焊接工艺的实现。 
在连接板与中心筒之间还设置有加强筋。进一步讲，作为本实用新型的进一步改进，可以通过设置加强筋的方式，增加拦截板与中心筒之间的牢固程度，加强筋呈三角形，其两个直角边分别焊接在连接板与中心筒上，有利于中心筒与控制棒本体之间的位置稳固，作为三角形加强筋的简单替换，也可以采用任意的多边形，或者不规则形状，只要其具有两个垂直的边即可。 
所述翼板包括翼板保护壳，其内部为空腔结构，在其中安装有吸收棒。进一步讲，翼板包括翼板保护壳，为内部空腔结构，空腔结构用于放置吸收棒。 
所述翼板底部为圆弧结构。进一步讲，作为本实用新型的进一步改进，通过将翼板底部设置为圆弧结构，即翼板的底面与侧面之间通过平滑的过渡面连接，将其棱边用圆滑的弧面代替，可以有效地减少插入燃料棒时其受到的阻力，达到便于安装的目的。 
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果： 
1本实用新型一种十字形控制棒组件，适用于从堆芯顶部自上而下插入堆芯，可以实现堆芯反应性的控制；
2 本实用新型一种十字形控制棒组件，在中心筒的下部、翼板的顶部设置有缓冲结构，可以实现控制棒的快速下落；
3本实用新型一种十字形控制棒组件，通过将翼板底部设置为圆弧结构，即翼板的底面与侧面之间通过平滑的过渡面连接，将其棱边用圆滑的弧面代替，可以有效地减少插入燃料棒时其受到的阻力，达到便于安装的目的。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图； 
图2为本实用新型上部结构示意图；
图3为本实用新型下部结构示意图；
图4为本实用新型局部剖视结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称： 
1-中心筒，2-加强筋，3-连接板，4-缓冲座，5-翼板，6-弹簧，7-导向螺杆。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。 
实施例
如图1至5所示，本实用新型一种十字形控制棒组件，由四个翼板5按照正交垂直的位置连接在一起，形成横截面呈“十”字形的控制棒本体，在其连接处所在的轴线顶部，每个翼板5均设置有一个矩形缺口；在四个翼板5顶部均安装有连接板3，在连接板3上安装有与控制棒本体同轴的中心筒1，中心筒1的外侧壁与连接板3之间还安装有三角形的加强筋2，加强筋2的两个直角边分别连接至中心筒1和连接板3，构成的控制棒本体顶部安装有中心筒1，中心筒1为厚壁管结构，其内部有一个分隔段，该分隔段将中心筒1分隔成两个部分，其上端部分内设置成环形齿槽，与驱动轴爪头匹配，以实现远距离连接或脱开操作；在中心筒1的分隔段上设置有螺孔，在导向螺杆7的顶部设置有螺纹，利用螺纹配合将导向螺杆7固定在分隔段上，然后焊接固定，导向螺杆7与中心筒1同轴，其直径不同，使得导向螺杆7与中心筒1之间存在空隙，在导向螺杆7上套装弹簧6，弹簧6可以在导向螺杆7上沿其轴线移动，导向螺杆7的端头直径大于导向螺杆7杆身直径，在导向螺杆7上套装有缓冲座4，缓冲座4的直径大于中心筒1的内径，使得缓冲座4在导向螺杆7上可以有一定的位移，弹簧6的两端分别限制在分隔段和缓冲座4上；翼板5包括翼板保护壳，为内部空腔结构，空腔结构用于放置吸收棒；翼板5的底面与侧面之间通过平滑的过渡面连接，将其棱边用圆滑的弧面代替，可以有效地减少插入燃料棒时其受到的阻力。 
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种十字形控制棒组件，包括控制棒本体，控制棒本体由横截面呈正交垂直连接的四个翼板（5）构成，其特征在于：在控制棒本体的轴线顶部设置有缺口，在控制棒本体顶部安装有中心筒（1），在中心筒（1）内安装有缓冲装置，所述缓冲装置位于缺口内。
2.根据权利要求1所述的一种十字形控制棒组件，其特征在于：所述缓冲装置包括安装在中心筒（1）内的导向螺杆（7），在导向螺杆（7）上套装有弹簧（6），在导向螺杆（7）的末端安装有缓冲座（4）。
3.根据权利要求1所述的一种十字形控制棒组件，其特征在于：在所述翼板（5）的顶部设置有连接板（3），翼板（5）通过连接板（3）与中心筒（1）固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种十字形控制棒组件，其特征在于：在连接板（3）与中心筒（1）之间还设置有加强筋（2）。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种十字形控制棒组件，其特征在于：所述翼板（5）包括翼板保护壳，其内部为空腔结构，在其中安装有吸收棒。
6.根据权利要求5所述的一种十字形控制棒组件，其特征在于：所述翼板底部为圆弧结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110168666A (zh) * 2016-12-30 2019-08-23 纽斯高动力有限责任公司 控制棒阻尼系统
CN113409965A (zh) * 2021-06-17 2021-09-17 中国核动力研究设计院 一种一体式控制棒组件星形架和控制棒组件

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