CN205751538U - 一种内置式控制棒驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种内置式控制棒驱动机构，包括承压壳部件、套装在承压壳部件外面的磁轭线圈部件、安装在承压壳部件内的钩爪部件、安装在承压壳部件内部的驱动杆部件。本实用新型提供的内置式控制棒驱动机构，其放置于反应堆压力容器内部，具有小横截面一体化磁轭结构，和定位法兰采用螺纹连接，既与定位法兰连接简单易行，又能为冷却剂提供足够的流道空间，满足核反应堆更加紧凑、体积小、自然循环能力加强等要求。

Description

一种内置式控制棒驱动机构

技术领域

本实用新型涉及核电站反应堆的控制棒驱动机构，具体是一种内置式控制棒驱动机构设计。

背景技术

核反应堆控制棒驱动机构是反应堆最关键的安全设备，担负着反应堆的起动、功率调节及安全停堆等重要功能：按照反应堆控制和保护系统的指令，带动控制棒组件在堆芯内上下运动，保持控制棒组件在指令高度，并在断电时释放控制棒组件，使控制棒组件在重力作用下快速插入堆芯，从而完成反应堆的启动、功率调节、保持功率、正常停堆和事故停堆等功能，是反应堆功率控制以及反应堆安全控制的核心系统。按控制棒驱动机构设备处于反应堆中的位置划分，有“内置式”和“外置式”两种布置方式可供选择。

其中，外置式驱动是把控制棒驱动机构置于反应堆压力容器外，如压水堆控制棒驱动机构磁力提升机构位于压力容器盖上，先进沸水堆控制棒驱动机构位于压力容器底部，约占整个反应堆高度的1/3。外置式驱动的最大缺点是传动线长，增加反应堆总体高度和存在弹棒隐患。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种内置式控制棒驱动机构。

内置式控制棒驱动机构包括：

承压壳部件；所述承压壳部件按轴向自上而下分为三段，由棒行程壳体、钩爪壳体和导向套管组成；所述棒行程壳体和所述钩爪壳体之间采用螺纹连接，所述钩爪壳体与所述导向套管之间采用螺纹连接；

磁轭线圈部件；所述磁轭线圈部件套装在所述承压壳部件外面；

钩爪部件；所述钩爪部件安装在所述承压壳部件内；及

驱动杆部件；所述驱动杆部件安装在所述承压壳部件内部。

优选地，所述钩爪部件由提升磁极、动爪磁极、动爪衔铁、定爪磁极、定爪衔铁、钩爪和套管轴组成；所述提升磁极、动爪磁极、动爪衔铁、定爪磁极、定爪衔铁、钩爪套装在所述套管轴上。

优选地，所述磁轭线圈部件由一个磁轭组件和三个工作线圈组成。

优选地，所述磁轭组件为整体式圆柱体结构形式。

优选地，所述钩爪壳体与定位法兰采用螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的内置式控制棒驱动机构，其放置于反应堆压力容器内部，具有小横截面一体化磁轭结构，和定位法兰采用螺纹连接，既与定位法兰连接简单易行，又能为冷却剂提供足够的流道空间，满足核反应堆更加紧凑、体积小、自然循环能力加强等要求。

2、本实用新型提供的内置式控制棒驱动机构，把控制棒驱动机构置于压力容器内，缩短了驱动线。从而降低了反应堆高度；避免了弹棒事故，增强了反应堆安全性。因此，内置式驱动技术在一体化布置核反应堆方面具有较大优势。

3、本实用新型提供的内置式控制棒驱动机构，工作原理与外置式的控制棒驱动机构相同，但整个控制棒驱动机构置于压力容器内部接近堆芯区域工作，要为反应堆冷却剂提供流道合理分配流量，因此结构设计上与目前常用的控制棒驱动机构差异较大：

1)由于内置式控制棒驱动机构设备内外无压差，其外部壳体部件不再属于一回路压力边界，原有的承压壳体设计要求可大幅降低。

2)原有的外置式分体磁轭由于采用箱型结构，截面积过大，这种结构放置在压力容器内部会大大增加流道的阻力，有必要采用具有更小截面的磁轭结构。

3)采用内置式控制棒驱动机构，其工作线圈置于冷却剂中后，需考虑电气部件的防水密封，采用一体化密封形式具有结构简单，可靠性高的优点。

4)为了减少控制棒驱动机构与安装定位法兰的接触面积，有效增加安装定位法兰上的流道开孔面积，驱动机构与控制棒驱动机构安装定位法兰之间采用螺纹连接，同时也避免了采用焊接造成的焊接残余应力和管座变形，结构简单，便于更换、维修和贮存。

附图说明

图1为符合本实用新型优选实施例的内置式控制棒驱动机构示意图。

图2为符合本实用新型优选实施例的钩爪部件示意图。

图3为符合本实用新型优选实施例的磁轭线圈部件示意图。

图4为符合本实用新型优选实施例的磁轭线圈部件A-A截面示意图

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型的内置式反应堆控制棒驱动机构由棒行程壳体1、驱动杆部件2、钩爪部件3、磁轭线圈部件4、钩爪壳体5和导向套管7组成，其中棒行程壳体1、钩爪壳体5和导向套管7构成承压壳部件。整个机构通过钩爪壳体5下端的螺纹直接安装在反应堆压力容器的控制棒驱动机构定位法兰6上；棒行程壳体1和钩爪壳体5之间采用螺纹连接，钩爪壳体5与导向套管7之间采用螺纹连接；磁轭线圈部件4套装在的钩爪壳体5外面，其产生的电磁吸力为钩爪部件3的运行提供动力源；钩爪部件3在钩爪壳体5的内部，靠定位螺母实现径向定位；驱动杆部件2穿过钩爪部件3，承压壳部件为驱动杆部件2提供上下运动的空间；导向套管7下部有导向罩，为安装驱动杆进入承压壳部件内部提供导向作用。

如图2所示，本实用新型的钩爪部件是驱动机构的动作部件，由提升磁极8、动爪磁极9、套管轴10、动爪衔铁11、移动钩爪12、定爪磁极13、定爪衔铁14和固定钩爪15组成。提升磁极8通过螺纹连接在套管轴10的最左端，并用紧定螺钉固定；动爪磁极9、动爪衔铁11、定爪磁极13和定爪衔铁14从左到右依次套装在套管轴10上；移动钩爪12和驱动杆部件2的环形槽啮合，通过提升磁极8与动爪磁极9的吸放带动移动钩爪的上升或下降以提升或下插驱动杆部件2；当移动钩爪12为下一步动作重新定位时，固定钩爪15保持驱动杆部件不动。

如图3和图4所示，本实用新型所述的磁轭线圈部件主要由一个磁轭组件16、提升线圈17、动爪线圈19和定爪线圈21组成。1#定位环和2#定位环用于限定动爪线圈19和定爪线圈21的轴向位置；屏蔽套22焊接于磁轭组件16的两端，实现三个工作线圈的防水密封；为减小磁轭外形对冷却剂流动的阻力，磁轭采用圆柱体结构形式，同时留有电气导管通道；磁轭组件为整体式结构，可采用分段焊接等工艺保证其完整密封性。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实施例提供的内置式控制棒驱动机构，其放置于反应堆压力容器内部，具有小横截面一体化磁轭结构，和定位法兰采用螺纹连接，既与定位法兰连接简单易行，又能为冷却剂提供足够的流道空间，满足核反应堆更加紧凑、体积小、自然循环能力加强等要求。

2、本实施例提供的内置式控制棒驱动机构，把控制棒驱动机构置于压力容器内，缩短了驱动线。从而降低了反应堆高度；避免了弹棒事故，增强了反应堆安全性。因此，内置式驱动技术在一体化布置核反应堆方面具有较大优势。

3、本实施例提供的内置式控制棒驱动机构，工作原理与外置式的控制棒驱动机构相同，但整个控制棒驱动机构置于压力容器内部接近堆芯区域工作，要为反应堆冷却剂提供流道合理分配流量，因此结构设计上与目前常用的控制棒驱动机构差异较大：

1)由于内置式控制棒驱动机构设备内外无压差，其外部壳体部件不再属于一回路压力边界，原有的承压壳体设计要求可大幅降低。

2)原有的外置式分体磁轭由于采用箱型结构，截面积过大，这种结构放置在压力容器内部会大大增加流道的阻力，有必要采用具有更小截面的磁轭结构。

3)采用内置式控制棒驱动机构，其工作线圈置于冷却剂中后，需考虑电气部件的防水密封，采用一体化密封形式具有结构简单，可靠性高的优点。

4)为了减少控制棒驱动机构与安装定位法兰的接触面积，有效增加安装定位法兰上的流道开孔面积，驱动机构与控制棒驱动机构安装定位法兰之间采用螺纹连接，同时也避免了采用焊接造成的焊接残余应力和管座变形，结构简单，便于更换、维修和贮存。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种内置式控制棒驱动机构，其特征在于，包括：

承压壳部件；所述承压壳部件按轴向自上而下分为三段，由棒行程壳体、钩爪壳体和导向套管组成；所述棒行程壳体和所述钩爪壳体之间采用螺纹连接，所述钩爪壳体与所述导向套管之间采用螺纹连接；

磁轭线圈部件；所述磁轭线圈部件套装在所述承压壳部件外面；

钩爪部件；所述钩爪部件安装在所述承压壳部件内；及

驱动杆部件；所述驱动杆部件安装在所述承压壳部件内部。

2.如权利要求1所述的内置式控制棒驱动机构，其特征在于，所述钩爪部件由提升磁极、动爪磁极、动爪衔铁、定爪磁极、定爪衔铁、钩爪和套管轴组成；所述提升磁极、动爪磁极、动爪衔铁、定爪磁极、定爪衔铁、钩爪套装在所述套管轴上。

3.如权利要求1所述的内置式控制棒驱动机构，其特征在于，所述磁轭线圈部件由一个磁轭组件和三个工作线圈组成。

4.如权利要求3所述的内置式控制棒驱动机构，其特征在于，所述磁轭组件为整体式圆柱体结构形式。

5.如权利要求1所述的内置式控制棒驱动机构，其特征在于，所述钩爪壳体与定位法兰采用螺纹连接。