CN214752964U - 一种吸收球停堆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸收球停堆装置，包括上部储球罐和下部储球罐，所述上部储球罐的底端通过落球管与所述下部储球罐连通，所述下部储球罐的内部通过吸收球上升管与所述上部储球罐连通；所述上部储球罐的底端的出球口处设置有进球管，所述进球管通过动力装置驱动上下直线运动，所述进球管提升到第一位置时，所述进球管连通所述上部储球罐和所述落球管；所述进球管下降到第二位置时，所述进球管阻断所述上部储球罐和所述落球管；所述上部储球罐的内腔与一负压系统连通。本实用新型的吸收球停堆装置，结构简单，不需要中间传动结构，不需要润滑，不会出现卡死失效的情况，使用寿命长。

Description

一种吸收球停堆装置

技术领域

本实用新型涉及核反应堆安全技术领域，特别涉及一种吸收球停堆装置。

背景技术

核反应堆，又称为原子能反应堆或反应堆，是能维持可控自持链式核裂变反应，以实现核能利用的装置。球床高温气冷堆采用球形元件多次通过堆芯的方式实现不停堆连续运行。

核反应堆的停堆手段主要有两种，一种是靠驱动控制棒的插入堆芯的深度来控制堆芯内的中子数量；一种是靠含碳化硼的吸收球吸收中子来进行停堆。控制棒由控制棒驱动机构驱动，用于反应堆的启动、功率调节及停堆等。如果在发生控制棒卡棒的情况下，吸收球停堆系统可作为第二停堆手段，通过吸收球停堆装置将吸收球释放到堆芯反应层中，实现安全停堆的目的。

目前，吸收球停堆系统运行时，需要电动机带动滚珠丝杠、阀杆的运动，使得贮球罐内的吸收球落入堆芯反射层，实现安全停堆。这种停堆方式，需要用到滚珠丝杠等传动结构，不仅结构复杂，且由于传动结构设置于密闭的腔室内，同时传动结构处于较高的工作环境内，不便于进行润滑，因此，传动结构之间是干摩擦，使用寿命短，同时容易出现卡死的现象。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种吸收球停堆装置，结构简单，不需要中间传动结构，不需要润滑，不会出现卡死失效的情况，使用寿命长。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种吸收球停堆装置，包括上部储球罐和下部储球罐，所述上部储球罐的底端通过落球管与所述下部储球罐连通，所述下部储球罐的内部通过吸收球上升管与所述上部储球罐连通；

所述上部储球罐的底端的出球口处设置有进球管，所述进球管通过动力装置驱动上下直线运动，所述进球管提升到第一位置时，所述进球管连通所述上部储球罐和所述落球管；所述进球管下降到第二位置时，所述进球管阻断所述上部储球罐和所述落球管；

所述上部储球罐的内腔与一负压系统连通。

可选地，所述动力装置为电动执行器，所述进球管通过所述电动执行器驱动，所述进球管提升到上止点位置时，所述进球管连通所述上部储球罐和所述落球管；所述进球管下降到下止点位置时，所述进球管阻断所述上部储球罐和所述落球管。

可选地，所述上部储球罐的出球口处固定连接有下接管锻件，所述下接管锻件的内腔滑动连接有所述进球管的下端，所述进球管的下端侧面上设置有出球通道；

所述下接管锻件的出口与所述落球管的入口连通，所述下接管锻件的内径大于所述落球管的内径。

可选地，所述上部储球罐的顶端设置有穿管通孔，所述进球管的上端通过所述穿管通孔与所述电动执行器连接；所述电动执行器设置在密封壳体内。

可选地，所述动力装置为直线电机，所述进球管通过所述直线电机驱动，所述进球管与所述直线电机的动子连接；所述进球管提升到上止点时，所述进球管的内腔与所述上部储球罐内腔连通，进球，所述进球管下降到下止点时，所述进球管的内腔与所述上部储球罐内腔断开，停止进球。

可选地，所述上部储球罐的出球口处固定连接有下接管锻件，所述下接管锻件的内腔滑动连接有所述进球管的下端，所述进球管的下端侧面上设置有出球通道；

所述进球管位于上止点时，所述上部储球罐的内腔与所述出球通道对应连通，为进球工况；所述进球管位于下止点时，所述出球通道由所述下接管锻件的侧壁封堵，停止进球。

可选地，所述下接管锻件的侧壁上设置有进球通道，所述进球通道一端与所述上部储球罐的内腔连通，另一端与所述下接管锻件的内腔连通；

所述进球通道用于与所述下接管锻件的内腔连通的一端的开口低于所述进球管的下止点，在直线电机断电情况下，所述出球通道与所述上部储球罐通过所述进球通道连通；

所述进球通道为L型通道，所述L型通道的竖通道与所述上部储球罐的内腔连通，所述L型通道的横通道与所述出球通道对应设置；

所述L型通道的竖通道的长度大于所述出球通道的尺寸，使所述出球通道在非进球工况时被所述下接管锻件的管壁堵住。

可选地，所述上部储球罐的顶端设置有穿管通孔，所述进球管的上端通过所述穿管通孔与所述直线电机连接；所述直线电机设置在密封壳体内；

所述进球管的外表面靠近所述直线电机的位置设置有限位结构，所述限位结构的上下两端均设置有减振弹簧。

可选地，所述密封壳体包括驱动壳筒体，所述驱动壳筒体的上端设置有驱动壳上法兰，所述驱动壳筒体的下端设置有驱动壳下法兰；

所述驱动壳上法兰与驱动壳顶盖连接，所述驱动壳下法兰与接管法兰连接，所述接管法兰远离所述驱动壳下法兰的一端通过安放接管密封连接在压力容器顶封头的上表面上。

可选地，所述穿管通孔的孔口处密封连接有中部连接管，所述中部连接管的上端设置有连接管法兰，所述连接管法兰连接在所述接管法兰上；

所述中部连接管套设在所述进球管的外侧，所述中部连接管套设在所述安放接管的内部纵向通孔内，所述安放接管的内腔与压力容器的内腔连通。

可选地，所述进球管与所述中部连接管间隔一定距离设置，从而在所述进球管与所述中部连接管之间形成夹腔，所述夹腔中设置有绝热层。

可选地，所述负压系统包括通过第一管路依次连通的低压缓冲罐和永磁屏蔽压缩机，所述绝热层内设置有与所述上部储球罐内腔连通的通气腔，所述通气腔与所述第一管路的进气端和回气端连通，所述低压缓冲罐靠近所述第一管路的进气端设置，所述永磁屏蔽压缩机靠近所述第一管路的回气端设置；

所述接管法兰的侧面设置有第一孔道和第二孔道，所述第一孔道和第二孔道为贯穿所述接管法兰一侧侧壁的通孔；所述第一孔道和第二孔道均与所述通气腔连通。

可选地，所述落球管包括依次连通设置的上管道、碳纤维管道和下管道，所述上管道的上端与所述上部储球罐连通，所述下管道的下端与所述下部储球罐连通，所述碳纤维管道的两端通过连接卡套与相邻管道连接；

所述落球管穿过反射层孔道的部分为碳纤维管道。

可选地，所述负压系统包括通过第二管路依次连通的低压缓冲罐和永磁屏蔽压缩机，所述第二管路的入口端与所述上部储球罐的内腔连通，所述第二管路的出口端也与所述上部储球罐的内腔连通；

或者，所述负压系统包括通过第三管路连通的气泵，所述第三管路的入口端与所述上部储球罐的内腔连通，所述第三管路的出口端也与所述上部储球罐的内腔连通。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的吸收球停堆装置，通过动力装置驱动进球管的轴向上下直线运动，实现进球管的位置变换，从而控制上部储球罐与落球管是否连通，连通时，吸收球释放入反射层孔道，然后进入下部储球罐。上部储球罐内的吸收球进入下部储球罐后，开启所述负压系统的控制阀，由于压力差作用，下部储球罐内的吸收球通过吸收球上升管全部被重新抽回到上部储球罐内，完成吸收球提升回收过程。本实用新型的吸收球停堆装置，采用所述动力装置直接驱动进球管运动，结构简单，不需要中间传动结构，不需要润滑，不会出现卡死失效的情况，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电动执行器驱动吸收球停堆装置的剖视结构示意图；

图2为图1中的I部的局部放大结构示意图；

图3为图2中的A-A处的剖视结构示意图；

图4为图1中的Ⅱ部的局部放大结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的直线电机驱动吸收球停堆装置的剖视结构示意图；

图6为图5中的Ⅲ部的局部放大结构示意图；

图7为图6中的B-B处的剖视结构示意图；

图8为图6中的C-C处的剖视结构示意图；

图9为图5中的Ⅳ部的局部放大结构示意图。

其中：

1、下部储球罐，2、连接卡套，3、吸收球上升管，4、反射层孔道，5、落球管，6、进球管连接段，7、吸收球，8、上部储球罐，9、压力容器顶封头，10、传感器，11、耐高温电缆，12、中部连接管，13、绝热层，14、安放接管，15、接管法兰，16、密封垫片，17、连接管法兰，18、驱动壳下法兰，19、电动执行器，20、驱动壳上法兰，21、驱动壳顶盖，22、电气贯穿件，23、驱动壳筒体，24、连接轴，25、进球管，26、永磁屏蔽压缩机，27、第一管路，28、支撑架，29、排气管道，30、第一孔道，31、第二孔道，32、中空连接螺栓，33、出球通道，34、下接管锻件，35、裙座，36、碳纤维管道，37，电控阀、38、低压缓冲罐，39、压力表，40、定子，41、直线电机，42、减振弹簧，43、限位结构，44、进球通道，45、通气腔。

具体实施方式

本实用新型公开了一种吸收球停堆装置，结构简单，不需要中间传动结构，不需要润滑，不会出现卡死失效的情况，使用寿命长。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图9，本实用新型的吸收球停堆装置，包括上部储球罐8和下部储球罐1，上部储球罐8的底端通过落球管5与下部储球罐1连通，下部储球罐1的内部通过吸收球上升管3与上部储球罐8连通。上部储球罐8的底端的出球口处设置有进球管25，进球管25通过动力装置驱动上下直线运动，进球管25提升到上止点位置时，为第一位置，进球管25连通上部储球罐8和落球管5，进球管25下降到下止点位置时，为第二位置，进球管25阻断上部储球罐8和落球管5的连通。所述第一工作位置为进球位置，所述第二工作位置为停止进球位置。上部储球罐8的内腔与一负压系统连通。

其中，上部储球罐8的内腔与一负压系统连通，所述负压系统用于将下部储球罐1内的吸收球7吸回到上部储球罐8内，从而使得吸收球7循环重复使用。上部储球罐8的设置高度高于下部储球罐1，从而在进球管25位于进球位置，便于吸收球7在重力的作用下通过落球管5进入下部储球罐1。上部储球罐8的底端高于反应堆的顶端，下部储球罐1的顶端低于反应堆的底端。落球管5穿过反射层孔道4，从而使得吸收球7穿过反射层孔道4，实现对中子的吸收。进球管25在所述动力装置的驱动下上下运动，从而实现装置的进球或者停止进球两种工况的切换。

本实用新型的吸收球停堆装置，通过动力装置驱动进球管25的轴向上下直线运动，实现进球管25的位置变换，从而控制上部储球罐8与落球管5是否连通，连通时，吸收球7释放入反射层孔道4，然后进入下部储球罐1。上部储球罐8内的吸收球7进入下部储球罐1后，开启所述负压系统的控制阀，由于压力差作用，下部储球罐1内的吸收球7通过吸收球上升管3全部被重新抽回到上部储球罐8内，完成吸收球7提升回收过程。本实用新型的吸收球停堆装置，采用所述动力装置直接驱动进球管25运动，结构简单，不需要中间传动结构，不需要润滑，不会出现卡死失效的情况，使用寿命长。

其中，上部储球罐8的底端连接有裙座35，裙座35用于支撑上部储球罐8，裙座35的底端设置于压力容器顶封头9的内陶瓷堆内构件上。

具体的，如图1所示，所述动力装置为电动执行器19。进球管25在电动执行器19的驱动下提升到设定高度(上止点)时，上部储球罐8与落球管5连通进球，进球管25落回下止点时，阻断上部储球罐8与落球管5的连通，停止进球。电动执行器19为直行程电动执行器，电动执行器19的连接轴24与进球管25的上端部法兰利用螺栓连接。

在一实施例中，上部储球罐8的出球口处固定连接有下接管锻件34，如图2所示，下接管锻件34的上端与上部储球罐8的出球口焊接在一起，下端与落球管5的上端焊接在一起，下接管锻件34的出口与落球管5的入口连通。下接管锻件34沿轴向设置有贯穿通孔，下接管锻件34的所述贯穿通孔内滑动连接有进球管25的下端，进球管25的下端侧面上设置有出球通道33。在进球工况时，进球管25上移，出球通道33从下接管锻件34露出，上部储球罐8内的吸收球7通过出球通道33进入落球管5。

进一步的，为了方便对进球管25的底端支撑，下接管锻件34的内径大于落球管5的内径，进球管25的内径与落球管5的内径相同。为了提高进球管25的出球通道33位置的结构强度，进球管25设置出球通道33的端部设置为进球管连接段6，进球管连接段6的壁厚相较于进球管25的其他部分的壁厚更厚，从而提高进球管连接段6的使用寿命，提高了此段的结构强度。其中，出球通道33设置有多个，多个出球通道33围绕进球管连接段6的轴线均布，且位于同一个水平位置处。参照图3和图7所示，出球通道33设置有四个。

为了方便电动执行器19驱动进球管25，上部储球罐8的顶端设置有穿管通孔，进球管25的上端通过所述穿管通孔与电动执行器19的驱动端连接。为了避免辐射泄漏，电动执行器19设置在密封壳体内。

另一实施例中，如图5所示，所述动力装置为直线电机41，直线电机41控制进球管25的轴向上下直线运动，实现进球管25的位置变换，从而控制上部储球罐8与落球管5是否连通。进球管25在直线电机41的驱动下提升到设定高度时(上止点时)，进球管25的内腔与上部储球罐8的内腔通过出球通道33连通，进球，进球管25落回下止点时，进球管25的内腔与上部储球罐8内腔隔断，停止进球。

在正常通电工作状态时，通过直线电机41控制进球管25的轴向运动，控制进球管25端部的进球孔道是否与上部储球罐8的内腔连通，从而控制吸收球7的释放与否。停电的情况下，直线电机41磁力消失，进球管25在自身重力的作用下降落至初始位置，所述初始位置为低于设定的下止点的位置。此时，直线电机41不能实现对进球管25的位置限定，在重力的作用下，进球管25的底端与落球管5的上端面接触，进球管25内腔与上部储球罐8内腔通过进球通道44连通，吸收球7非能动地落入堆芯的反射层孔道4，实现非能动停堆，保证了意外停电状况下反应堆的安全。

具体的，如图6所示，上部储球罐8的出球口处固定连接有下接管锻件34，下接管锻件34的上端与上部储球罐8的出球口焊接在一起，下端与落球管5的上端焊接在一起，下接管锻件34的出口与落球管5的入口连通。下接管锻件34上沿轴向设置有贯穿通孔，下接管锻件34的所述贯穿通孔的内腔滑动连接有进球管25的下端，进球管25的下端侧面上设置有出球通道33。下接管锻件34的侧壁上设置有进球通道44，进球通道44的一端与上部储球罐8的内腔连通，另一端与下接管锻件34的所述贯穿通孔的内腔连通。

在进球工况时，进球管25位于上止点，进球管25的内腔与上部储球罐8的内腔通过出球通道33连通，进球。此时，进球通道44的出口与落球管5可以连通也可以不连通，当连通时，辅助进球。非进球工况时，直线电机41驱动进球管25位于下止点，出球通道33由下接管锻件34的侧壁封堵，同时，进球管25位于出球通道33下端的侧壁封堵进球通道44，不能进球。

进一步的，进球通道44为L型通道，所述L型通道的竖通道与上部储球罐8的内腔连通，所述L型通道的横通道与出球通道33对应设置，此处的对应设置，是指二者的数量相同，二者的通道直径相同，也可以不同，只要保证二者的孔径对齐位置能使吸收球7通过即可。所述L型通道的横通道可以为水平通道，也可以是倾斜通道，当为倾斜通道时，所述横通道靠近所述竖通道的一端较高，另一端较低，从而便于吸收球7流向进球管25上的出球通道33。

为了在非出球工况下方便对出球通道33进行封堵，所述L型通道的竖通道的长度大于出球通道33的尺寸，以便使出球通道33在非进球工况时被下接管锻件34的管壁堵住。可以理解的，出球通道33的直径和进球通道44的直径均大于吸收球7的直径。进球管25位于出球通道33下端的侧壁的长度略大于封堵进球通道44。

为了方便直线电机41驱动进球管25，上部储球罐8的顶端设置有穿管通孔，进球管25的上端通过所述穿管通孔与直线电机41的动子连接。为了避免辐射泄漏，直线电机41设置在密封壳体内。

当所述动力装置为直线电机41时，为了限制进球管25的上下行程范围，进球管25的外表面靠近直线电机41的位置设置有限位结构43，限位结构43的上下两端均设置有减振弹簧42。减振弹簧42套设在进球管25上。具体的，限位结构43为限位凸台，所述限位凸台和减振弹簧42均位于支撑架28的空腔内。上端的减振弹簧42一端通过直线电机41的连接法兰限位，另一端通过所述限位凸台的上台面限位。下端的减振弹簧42一端通过连接管法兰17限位，另一端通过所述限位凸台的下台面限位。支撑架28的内腔轴向长度与进球管25的最大行程相等。直线电机41的定子40固定连接在支撑架28的上端的法兰上。

当所述动力装置为直线电机41时，进球管25的位置有三个：上止点位置、下止点位置和初始位置，所述上止点位置的高度高于所述下止点位置的高度，所述下止点位置的高度高于所述初始位置。

具体的，所述密封壳体包括上下均开口设置的驱动壳筒体23，驱动壳筒体23的上端设置有驱动壳上法兰20，驱动壳筒体23的下端设置有驱动壳下法兰18。驱动壳上法兰20、驱动壳下法兰18和驱动壳筒体23为一体结构。驱动壳上法兰20与驱动壳顶盖21连接，驱动壳顶盖21用于对驱动壳筒体23的上端开口密封。驱动壳下法兰18与接管法兰15连接，接管法兰15的端面用于安装所述动力装置，例如电动执行器19或者直线电机41。电动执行器19或者直线电机41套设在驱动壳筒体23的内腔里。电动执行器19或者直线电机41固定在支撑架28上，支撑架28的法兰部分连接在接管法兰15的端面上。接管法兰15远离驱动壳下法兰18的一端通过安放接管14密封连接在压力容器顶封头9的上表面上。所述压力容器用于盛放反应堆。安放接管14内设置有沿轴向的通腔，用于进球管25穿过。安放接管14与接管法兰15密封焊接在一起。

其中，所述穿管通孔的孔口处密封连接有中部连接管12，中部连接管12的上端设置有连接管法兰17，连接管法兰17连接在接管法兰15上。支撑架28的端部与连接管法兰17接触，二者叠设在一起，并均通过连接件连接在接管法兰15上。进一步的，中部连接管12套设在进球管25的外侧，中部连接管12套设在安放接管14的内部纵向通孔内，安放接管14的内腔与所述压力容器的内腔连通。连接管法兰17与接管法兰15的接触面之间设置有密封垫片16。

为了防止上部储球罐8内的热量漏流到顶部的驱动壳筒体23的腔内，进球管25与中部连接管12之间的夹腔中设置有绝热层13。绝热层13为复合硅酸盐材料或者其他常用的隔热材料，能够有效防止上部储球罐8内的热量漏流到驱动壳筒体23的腔内，使得驱动壳筒体23的腔内保持相对低的温度环境，保证所述动力装置的使用寿命。

进一步的，上部储球罐8的内顶面设置有用于检测吸收球7高度的检测装置，所述检测装置用于检测上部储球罐8内的吸收球7的高度。所述检测装置连接有耐高温电缆11，所述耐高温电缆11通过设置在绝热层13内的孔道延伸到驱动壳筒体23的内腔里。驱动壳顶盖21上设置有电气贯穿件22，耐高温电缆11与所述动力装置的电缆一起通过电气贯穿件22引出。电气贯穿件22保证了贯穿密封的驱动壳筒体23的电气导体的电气连续性和密封性，电气贯穿件22为现有技术中的成品件，此处不再对其结构进行赘述。所述检测装置与控制器电连接。所述检测装置为传感器10或导波雷达料位计。耐高温电缆11从中部连接管12及进球管25间的空腔通过，并穿过支撑架28、驱动壳筒体23，最终从电气贯穿件22引出。可以理解的，中部连接管12及进球管25间的空腔位置的绝热层13内设置有纵向通道，以便耐高温电缆11穿过。

在一具体实施例中，所述负压系统包括通过第一管路27依次连通的低压缓冲罐38和永磁屏蔽压缩机26，绝热层13内设置有与上部储球罐8内腔连通的通气腔45，通气腔45与第一管路27的进气端和回气端连通。低压缓冲罐38靠近第一管路27的进气端设置，永磁屏蔽压缩机26靠近第一管路27的回气端设置。第一管路27的进气端和回气端均设置有电控阀37，低压缓冲罐38和永磁屏蔽压缩机26之间的第一管路27上也设置有电控阀37，便于对第一管路27的气路进行控制。低压缓冲罐38减小吸入管路流量的不均匀度，设置低压缓冲罐38，连通上部储球罐8，不需要额外的气源。电控阀37由所述控制器进行控制。第一管路27上还设置有压力表39，压力表39用于检测第一管路27内的气流的压力。压力表39可以根据使用的需要设置在第一管路27的不同位置。第一管路27的回气端与排气管道29连通，排气管道29为第一管路27的一部分。

其中，低压缓冲罐38的内部压力低于上部储球罐8的内压力，由于上部储球罐8与低压缓冲罐38之间存在压差作用，使上部储球罐8及其相连管道产生负压，下部储球罐1中的吸收球7在负压作用下沿着吸收球上升管3被全部吸回至上部储球罐8中，通过永磁屏蔽压缩机26将低压缓冲罐38内的气体重新压缩回上部储球罐8内，可以实现气体的循环。若低压缓冲罐38与上部储球罐8连通空间体积比及压力差足够大，一次即可完成吸收球7的抽吸过程，若空间体积比及压力差不够大，可以通过多次循环完成吸收球7的抽吸过程。

其中，吸收球上升管3为不锈钢管，吸收球上升管3上端与上部储球罐8之间焊接连接。吸收球上升管3的下端伸入到下部储球罐1的内底部。下部储球罐1的底面为中间低周围高的弧形面，吸收球上升管3的底端为喇叭筒状。

进一步的，如图4和图9所示，接管法兰15的侧面设置有第一孔道30和第二孔道31，第一孔道30和第二孔道31均为贯穿接管法兰15一侧侧壁的通孔。第一孔道30和第二孔道31均与通气腔45连通。第一孔道30和第二孔道31均通过中空连接螺栓32与绝热层13内的所述通气腔连通。中空连接螺栓32的头部放置在中部连接管12的内壁上的凹槽内，尾部螺纹连接在第一孔道30或者第二孔道31内。第一管路27的一端与第一孔道30连通，另一端与第二孔道31连通。第一孔道30和第二孔道31平行设置。第二孔道31与排气管道29端连通。

具体的，落球管5包括依次连通设置的上管道、碳纤维管道36和下管道，所述上管道的下端与碳纤维管道36的上端通过连接卡套2连接，碳纤维管道36的下端与所述下管道的上端通过连接卡套2连接。在其他实施例中，碳纤维管道36的两端通过钎焊、扩散焊或者预埋等连接方式与相邻的管道连接。落球管5上穿过反射层孔道4的部分为碳纤维管道36。所述上管道的上端与上部储球罐8连通，所述下管道的下端与下部储球罐1连通。反射层孔道4内增加碳纤维管道36作为吸收球7的下降管道，使得整个系统处于密闭状态，在准备重新启堆时，反射层孔道4中的碳纤维管道36内的吸收球7能够百分百的被抽吸回上部储球罐8，吸收球7的回收效率高。所述上管道和所述下管道为不锈钢管。

在另一具体实施例中，所述负压系统包括通过第二管路依次连通的低压缓冲罐38和永磁屏蔽压缩机26，所述第二管路的入口端与上部储球罐8的内腔连通，所述第二管路的出口端也与上部储球罐8的内腔连通。此实施例中的所述负压系统具体结构参照上一实施例中的所述负压系统，此处不再赘述。二者的区别在于，此实施例中，所述第二管路与上部储球罐8的内腔直接连通，并未依托于绝热层上的通气腔45为中间结构。

在又一具体实施例中，所述负压系统包括通过第三管路连通的气泵，所述第三管路的入口端与上部储球罐8的内腔连通，所述第三管路的出口端也与上部储球罐8的内腔连通。本实施例中，将负压生成装置设置为所述气泵，用所述气泵代替永磁屏蔽压缩机26。

电动执行器19为直行程电动执行器，具有实现直线行程的上下移动的功能，电动执行器19被固定在支撑架28上，进球管25整根贯穿于支撑架28、中部连接管12及下接管锻件34内。电动执行器19能够带动进球管25做竖直方向的轴向某一固定行程的上下运动。在进球管25上移到上止点位置时，出球通道33完全从下接管锻件34上滑露出，下移到下止点位置时，出球通道33完全被下接管锻件34挡住。此处的固定行程为所述上止点和下止点的高度差值。

本实用新型的吸收球停堆装置以直行程电动执行器19作为动力源时，收球停堆装置启动后，进球管25在电动执行器19作用下向上运动到上止点位置，下接管锻件34的内腔与上部储球罐8的内空间连通，吸收球7顺着进球管连接段6上的出球通道33进入进球管25的管腔内，吸收球7在重力作用下进入落球管5，并流经反射层孔道4吸收中子，实现紧急停堆功能。

当准备重新启堆时，开启电动执行器19，电动执行器19带动进球管25下移，进球管25降落回初始位置，进球管25上的出球通道33被下接管锻件34堵住，吸收球7无法从出球通道33进入落球管5。此时启动上部储球罐8与低压缓冲罐38之间的电控阀37，上部储球罐8内的气体被不断抽出，下部储球罐1中的吸收球7在负压作用下沿着吸收球上升管3被吸回至上部储球罐8中，完成吸收球回收过程。此实施例中，吸收球停堆装置依靠电动执行器19来控制进球管25的上升和下降，不需要中间传动结构，具有反应迅速，结构简单的优点。

本实用新型的吸收球停堆装置以直线电机41作为动力源时，进球管25作为直线电机41的动子部分。吸收球停堆装置启动后，电控装置的控制器给直线电机41一个向上的电信号，进球管25在直线电机41的作用下向上运动到上止点位置，出球通道33与上部储球罐8内空间连通，吸收球7顺着进球管25的进球管连接段6上的出球通道33进入进球管25的管腔内，重力作用下进入落球管5，并流经反射层孔道4吸收中子，实现紧急停堆功能。

当准备重新启堆时，开启直线电机41，将进球管25降落回下止点位置，此时下接管锻件34的侧壁遮挡住出球通道33，同时，进球管25的下端侧壁遮挡住进球通道44的下端开口，吸收球7无法从出球通道33进入。此时启动反应堆。

当处于全厂停电状态时，进球管25在重力作用下降落至初始位置(最低位置)，吸收球7从进球通道44流经出球通道33落下，实现非能动停堆。保证了停电情况下反应堆的安全停堆，提高了安全性能。

本实用新型的电动执行器19、直线电机41、电控阀37、低压缓冲罐38和永磁屏蔽压缩机26的工作情况均由控制器控制。

本实用新型的吸收球停堆装置，在反射层孔道4内增加碳纤维管道36作为吸收球7的下降管道，该管道与上部储球罐8相连，整个系统处于密闭状态，在准备重新启堆时，反射层孔道4中碳纤维管道36内的吸收球7能够百分百的被抽吸回上部储球罐8，吸收球7回收效率高。所述负压系统上设置低压缓冲罐38，低压缓冲罐38直接连通上部储球罐8的内空间，不需要提供额外的气源。通过永磁屏蔽压缩机26将低压缓冲罐38内的气体重新压缩回上部储球罐8，可以实现气体的循环利用。

本实用新型的吸收球停堆装置结构简单，运行可靠，能够安全停堆。

在本方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本方案的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本方案的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种吸收球停堆装置，其特征在于，包括上部储球罐(8)和下部储球罐(1)，所述上部储球罐(8)的底端通过落球管(5)与所述下部储球罐(1)连通，所述下部储球罐(1)的内部通过吸收球上升管(3)与所述上部储球罐(8)连通；

所述上部储球罐(8)的底端的出球口处设置有进球管(25)，所述进球管(25)通过动力装置驱动上下直线运动，所述进球管(25)提升到第一位置时，所述进球管(25)连通所述上部储球罐(8)和所述落球管(5)；所述进球管(25)下降到第二位置时，所述进球管(25)阻断所述上部储球罐(8)和所述落球管(5)；

所述上部储球罐(8)的内腔与一负压系统连通。

2.根据权利要求1所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述动力装置为电动执行器(19)，所述进球管(25)通过所述电动执行器(19)驱动，所述进球管(25)提升到上止点位置时，所述进球管(25)连通所述上部储球罐(8)和所述落球管(5)；所述进球管(25)下降到下止点位置时，所述进球管(25)阻断所述上部储球罐(8)和所述落球管(5)。

3.根据权利要求2所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述上部储球罐(8)的出球口处固定连接有下接管锻件(34)，所述下接管锻件(34)的内腔滑动连接有所述进球管(25)的下端，所述进球管(25)的下端侧面上设置有出球通道(33)；

所述下接管锻件(34)的出口与所述落球管(5)的入口连通，所述下接管锻件(34)的内径大于所述落球管(5)的内径。

4.根据权利要求2所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述上部储球罐(8)的顶端设置有穿管通孔，所述进球管(25)的上端通过所述穿管通孔与所述电动执行器(19)连接；所述电动执行器(19)设置在密封壳体内。

5.根据权利要求1所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述动力装置为直线电机(41)，所述进球管(25)通过所述直线电机(41)驱动，所述进球管(25)与所述直线电机(41)的动子连接；所述进球管(25)提升到上止点时，所述进球管(25)的内腔与所述上部储球罐(8)内腔连通，进球，所述进球管(25)下降到下止点时，所述进球管(25)的内腔与所述上部储球罐(8)内腔断开，停止进球。

6.根据权利要求5所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述上部储球罐(8)的出球口处固定连接有下接管锻件(34)，所述下接管锻件(34)的内腔滑动连接有所述进球管(25)的下端，所述进球管(25)的下端侧面上设置有出球通道(33)；

所述进球管(25)位于上止点时，所述上部储球罐(8)的内腔与所述出球通道(33)对应连通，为进球工况；所述进球管(25)位于下止点时，所述出球通道(33)由所述下接管锻件(34)的侧壁封堵，停止进球。

7.根据权利要求6所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述下接管锻件(34)的侧壁上设置有进球通道(44)，所述进球通道(44)一端与所述上部储球罐(8)的内腔连通，另一端与所述下接管锻件(34)的内腔连通；

所述进球通道(44)用于与所述下接管锻件(34)的内腔连通的一端的开口低于所述进球管(25)的下止点，在直线电机(41)断电情况下，所述出球通道(33)与所述上部储球罐(8)通过所述进球通道(44)连通；

所述进球通道(44)为L型通道，所述L型通道的竖通道与所述上部储球罐(8)的内腔连通，所述L型通道的横通道与所述出球通道(33)对应设置；

所述L型通道的竖通道的长度大于所述出球通道(33)的尺寸，使所述出球通道(33)在非进球工况时被所述下接管锻件(34)的管壁堵住。

8.根据权利要求5所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述上部储球罐(8)的顶端设置有穿管通孔，所述进球管(25)的上端通过所述穿管通孔与所述直线电机(41)连接；所述直线电机(41)设置在密封壳体内；

所述进球管(25)的外表面靠近所述直线电机(41)的位置设置有限位结构(43)，所述限位结构(43)的上下两端均设置有减振弹簧(42)。

9.根据权利要求4或8所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述密封壳体包括驱动壳筒体(23)，所述驱动壳筒体(23)的上端设置有驱动壳上法兰(20)，所述驱动壳筒体(23)的下端设置有驱动壳下法兰(18)；

所述驱动壳上法兰(20)与驱动壳顶盖(21)连接，所述驱动壳下法兰(18)与接管法兰(15)连接，所述接管法兰(15)远离所述驱动壳下法兰(18)的一端通过安放接管(14)密封连接在压力容器顶封头(9)的上表面上。

10.根据权利要求9所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述穿管通孔的孔口处密封连接有中部连接管(12)，所述中部连接管(12)的上端设置有连接管法兰(17)，所述连接管法兰(17)连接在所述接管法兰(15)上；

所述中部连接管(12)套设在所述进球管(25)的外侧，所述中部连接管(12)套设在所述安放接管(14)的内部纵向通孔内，所述安放接管(14)的内腔与压力容器的内腔连通。

11.根据权利要求10所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述进球管(25)与所述中部连接管(12)间隔一定距离设置，从而在所述进球管(25)与所述中部连接管(12)之间形成夹腔，所述夹腔中设置有绝热层(13)。

12.根据权利要求11所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述负压系统包括通过第一管路(27)依次连通的低压缓冲罐(38)和永磁屏蔽压缩机(26)，所述绝热层(13)内设置有与所述上部储球罐(8)内腔连通的通气腔，所述通气腔与所述第一管路(27)的进气端和回气端连通，所述低压缓冲罐(38)靠近所述第一管路(27)的进气端设置，所述永磁屏蔽压缩机(26)靠近所述第一管路(27)的回气端设置；

所述接管法兰(15)的侧面设置有第一孔道(30)和第二孔道(31)，所述第一孔道(30)和第二孔道(31)为贯穿所述接管法兰(15)一侧侧壁的通孔；所述第一孔道(30)和第二孔道(31)均与所述通气腔连通。

13.根据权利要求1所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述落球管(5)包括依次连通设置的上管道、碳纤维管道(36)和下管道，所述上管道的上端与所述上部储球罐(8)连通，所述下管道的下端与所述下部储球罐(1)连通，所述碳纤维管道(36)的两端通过连接卡套(2)与相邻管道连接；

所述落球管(5)穿过反射层孔道(4)的部分为碳纤维管道(36)。

14.根据权利要求1所述的吸收球停堆装置，其特征在于，所述负压系统包括通过第二管路依次连通的低压缓冲罐(38)和永磁屏蔽压缩机(26)，所述第二管路的入口端与所述上部储球罐(8)的内腔连通，所述第二管路的出口端也与所述上部储球罐(8)的内腔连通；

或者，所述负压系统包括通过第三管路连通的气泵，所述第三管路的入口端与所述上部储球罐(8)的内腔连通，所述第三管路的出口端也与所述上部储球罐(8)的内腔连通。

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