CN205881475U - 一种控制棒机构 - Google Patents

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郑明光
邱忠明
唐特
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Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

本实用新型提供一种控制棒机构，包括固定杆、中子吸收材料、滑动反射层、驱动机构以及耐压壳，其中：所述固定杆是固定不动的；所述中子吸收材料均匀且分段布置在所述固定杆上；所述耐压壳设置于所述固定杆的上端部；所述驱动机构设置于所述耐压壳上，用于驱动所述滑动反射层；所述滑动反射层套装在所述固定杆的外围，包括相互间隔的遮挡部和露空部，并且所述滑动反射层在所述驱动机构的驱动下沿着所述固定杆上下滑动，从而将所述中子吸收材料遮挡或露出。本实用新型优选实施例提供的控制棒机构，具有体积小，行程短，安全性高的优点。

Description

一种控制棒机构
技术领域
本实用新型涉及一种控制棒机构。
背景技术
核反应堆工程中，反应性的控制是通过控制棒机构来实现的。如图5所示,传统的控制棒机构，其控制棒的棒束(通常由具有吸收中子能力的材料组成)对称且均匀地插在燃料组件内，控制棒机构通过驱动控制棒的棒束整体上下移动，实现反应性的控制。传统的控制棒机构的设计，主要是为了实现在燃料组件内部布置尽可能多的控制棒棒束，以提供足够的负反应性，才能抵消燃料棒中核燃料的正反应性，从而保证反应堆的安全。但是，传统的控制棒机构存在着具有体积大，行程长的问题。
小型反应堆(电功率＜300MWe)，其燃料棒的数量为常规的标准反应堆(电功率一般为1000MWe)的30％或者更少，整个堆芯的反应性相对较低。因此，可以通过在燃料组件的外围布置中子吸收材料，以实现控制反应性的目的。
另一方面，小型反应堆要求整个反应堆的体积更小，而如图5所示的传统的控制棒机构的设计，是限制小型反应堆在高度方向缩小的制约因素之一。
因此，如何提供一种体积小，行程短，安全性高控制棒机构成为了亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提出一种控制棒机构，所述控制棒机构包括固定杆、中子吸收材料、滑动反射层、驱动机构以及耐压壳，其中：所述固定杆是固定不动的；所述中子吸收材料均匀且分段布置在所述固定杆上；所述耐压壳设置于所述固定杆的上端部；所述驱动机构设置于所述耐压壳上，用于驱动所述滑动反射层；所述滑动反射层套装在所述固定杆的外围，包括相互间隔的遮挡部和露空部，并且所述滑动反射层在所述驱动机构的驱动下沿着所述固定杆上下滑动，从而将所述中子吸收材料遮挡或露出。
优选地，所述滑动反射层的遮挡部与所述中子吸收材料相适配，从而通过所述驱动机构的驱动使所述滑动反射层的遮挡部能够恰好将所述中子吸收材料遮挡住。
优选地，所述中子吸收材料的分段布置的数量是大于等于2段。
优选地，所述固定杆的截面是圆形。
优选地，所述固定杆的截面是方形。
优选地，所述固定杆的截面是多边形。
优选地，所述固定杆的截面是十字形。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型优选实施例提供的控制棒机构，具有体积小，行程短，安全性高的优点。
2、本实用新型优选实施例提供的控制棒机构，相对于传统的控制棒机构，其长度整体减少70％以上。
3、本实用新型优选实施例提供的控制棒机构，相比常见的控制棒机构，显著减小了驱动机构和控制棒行程耐压壳的高度，可适用于功率较小的核反应堆，使整个反应堆堆本体的高度显著减小，同时增加了反应堆的安全性。
附图说明
图1为符合本实用新型优选实施例控制棒机构在中子吸收材料处于露出以及遮蔽状态下时的示意图。
图2为的符合本实用新型优选实施例控制棒机构在中子吸收材料处于露出以及遮蔽状态下时的立体图。
图3为的符合本实用新型优选实施例控制棒机构在拆分状态下的示意图。
图4为的符合本实用新型优选实施例控制棒机构在拆分状态下的立体图。
图5为传统的控制棒机构的示意图。
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到图4所示，本实用新型提供了一种控制棒机构，所述控制棒机构包括固定杆1、中子吸收材料2、滑动反射层3、驱动机构(未示出)以及耐压壳4，其中：所述固定杆1是固定不动的；
所述中子吸收材料2均匀且分段布置在所述固定杆1上；
所述耐压壳4设置于所述固定杆1的上端部；
所述驱动机构设置于所述耐压壳4上，用于驱动所述滑动反射层3；
所述滑动反射层5套装在所述固定杆1的外围，包括相互间隔的遮挡部和露空部，并且所述滑动反射层5在所述驱动机构的驱动下沿着所述固定杆1上下滑动，从而将所述中子吸收材料2遮挡或露出。传统的控制棒没有固定杆1，控制棒整体上下移动，而本实用新型公开的控制棒机构具有固定杆1，固定杆1是固定不动的。
如图1和图2所示，优选地，所述滑动反射层3的遮挡部与所述中子吸收材料4相适配，从而通过所述驱动机构的驱动使所述滑动反射层3的遮挡部能够恰好将所述中子吸收材料2遮挡住。
优选地，所述中子吸收材料2的分段布置的数量是大于等于2段。传统的控制棒，中子吸收材料2是沿着控制棒通长布置的，本实用新型公开的布置方式是均匀地且分段布置的，分段的具体数量N≥2
优选地，所述固定杆1的截面是圆形。
优选地，所述固定杆1的截面是方形。
优选地，所述固定杆1的截面是多边形。
优选地，所述固定杆1的截面是十字形。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型优选实施例提供的控制棒机构，具有体积小，行程短，安全性高的优点。
2、本实用新型优选实施例提供的控制棒机构，相对于传统的控制棒机构，其长度整体减少70％以上。
3、本实用新型优选实施例提供的控制棒机构，相比常见的控制棒机构，显著减小了驱动机构和控制棒行程耐压壳的高度，可适用于功率较小的核反应堆，使整个反应堆堆本体的高度显著减小，同时增加了反应堆的安全性。
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 (7)

1.一种控制棒机构，其特征在于，所述控制棒机构包括固定杆、中子吸收材料、滑动反射层、驱动机构以及耐压壳，其中：
所述固定杆是固定不动的；
所述中子吸收材料均匀且分段布置在所述固定杆上；
所述耐压壳设置于所述固定杆的上端部；
所述驱动机构设置于所述耐压壳上，用于驱动所述滑动反射层；
所述滑动反射层套装在所述固定杆的外围，包括相互间隔的遮挡部和露空部，并且所述滑动反射层在所述驱动机构的驱动下沿着所述固定杆上下滑动，从而将所述中子吸收材料遮挡或露出。
2.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述滑动反射层的遮挡部与所述中子吸收材料相适配，从而通过所述驱动机构的驱动使所述滑动反射层的遮挡部能够恰好将所述中子吸收材料遮挡住。
3.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述中子吸收材料的分段布置的数量是大于等于2段。
4.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述固定杆的截面是圆形。
5.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述固定杆的截面是方形。
6.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述固定杆的截面是多边形。
7.如权利要求1所述的控制棒机构，其特征在于，所述固定杆的截面是十字形。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105957561A (zh) * 2016-07-05 2016-09-21 上海核工程研究设计院 一种控制棒机构
CN113241201A (zh) * 2021-04-29 2021-08-10 西南科技大学 一种具有非均匀反射层的非均匀控制棒

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