KR102454029B1 - 원자로 제어 및 보호 시스템 작동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력 공학 분야에 관한 것으로 원자로 제어 및 보호 시스템의 작동기에 사용될 수 있다. 원자로 제어 및 보호 시스템의 작동기는 전기자를 포함하는 선형 스텝 모터; 전기자와 동축으로 배치되고 공통 수직 축을 중심으로 조인트 수직 이동 및 회전을 가능하게 하도록 전기자와 강하게 연결되고 작동 부재와 L 자형 베이요넷 연결부를 형성할 수 있도록 설계된 로드; 및 로드의 자발적인 회전을 방지하기 위한 잠금 장치를 포함한다. 상기 잠금 장치는 전기자 내부에 배치되고 플랜지 및 종 방향 관통 슬롯이 제공되는 안내부; 전기자에 견고하게 연결되고 작업 스트로크 동안 그 내부에서 수직 이동이 가능하도록 슬롯에 장착되는 크로스 부재; 플랜지의 내부 표면에 놓이는 고정 링; 및 수직 핀을 포함한다. 관통 슬롯은 플랜지의 외부 림에 등거리로 배열되고, 상기 수직 핀은 플랜지의 관통 슬롯 중 하나를 통과하도록 상기 고정 링의 구멍 중 하나에 장착된다. 본 발명의 기술적 결과는 베이요넷 연결의 자발적 분리를 방지하는 동시에, 상기 연결을 체결 및 해제하는데 필요한 단계의 수를 감소시키는 것이다.

Description

원자로 제어 및 보호 시스템 작동기

본 발명은 핵 기술 분야에 관한 것으로, 원자로의 제어 및 보호를 위한 시스템의 작동기에 이용될 수 있는 핵 기술에 관한 것이다.

개시된 본 발명의 필수 특징의 전체성과 가장 관련 있는 기술은 전기자(앵커)를 구비한 선형 스텝 모터, 상기 전기자에 동축으로 배치되고, 조인트의 수직 변위를 위해 상기 전기자에 견고하게 연결되며, 수직 축을 중심으로 회전하고 작업 부재와 베이요넷(bayonet) 조인트를 형성할 수 있는 로드 및 상기 로드의 자발적인 회전을 방지하는 잠금 장치를 갖는 원자로 제어 및 보호 시스템의 작동기이다(원자로 제어를 위한 작동 기구 구성의 기본 사항 (러시아); I.Ya.Yemelyanov, V.V.Voskoboinikov, B.A.Maslenok; M.: Energoatomizdat, 1987; 도면 3.15 b, 41 쪽).

공지된 원자로의 제어 및 보호를 위한 시스템의 작동 기구에서, 잠금 장치는 로드 하단의 구조에서 스프링 장착 정지점을 나타내며, 베이요넷 조인트는 공통 수직 축을 중심으로 로드를 회전시킴으로써 로드와 작업 부재의 결합 및 분리를 할 수 있는 U 자형이며, 여기서 작업 부재의 회전은 구조적으로 배제된다. 로드와 작업 부재의 연결은 로드의 세 번의 스트로크(베이요넷 조인트 각도에서 정지점을 낮추고, 베이요넷 조인트의 다음 각도에서 정지점으로 회전하고, 베이요넷 조인트의 데드엔드(dead end)의 정지점까지 들어 올리기)로 수행되며, 맞물림 위치에 있는 상기 스프링 장착식 정지부는 작업 부재와 베이요넷 조인트의 분리를 향한 로드의 회전을 방지하기 위해 로드가 베이요넷 조인트의 데드엔드를 빠져 나가지 못하게 한다.

원자로의 제어 및 보호 시스템에 대한 공지된 작동 기구의 단점은 로드의 하단 영역의 경질 방사선(硬質放射線) 및 고온으로 인한 스프링 장착식 정지부의 고장으로 인해 로드 및 작동 부재의 베이요넷 연결이 자발적으로 분리될 수 있다는 점이다.

본 발명의 목적은 로드를 작동 요소에 연결하는 작업을 단순화하고, 고온 및 경질 방사선(硬質放射線) 조건 하에서 로드를 작동 요소에 결합시키는 신뢰성을 증가시킬 수 있는 원자로의 제어 및 보호 시스템의 작동 기구를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 결과는 커플링 해제 프로세스에서 스트로크 동작의 수를 감소시키면서 베이요넷 연결의 자발적 분리를 제거한다.

전기자를 갖는 선형 스텝 모터를 포함하는 원자로 제어 및 보호 시스템의 공지된 작동 기구에서, 기술적 결과는 상기 전기자에 동축으로 배치되고 조인트의 수직 변위를 위해 상기 전기자에 견고하게 연결되며 수직 축을 중심으로 회전하고 작업 부재와 베이요넷 조인트를 형성할 수 있는 로드 및 본 발명에 따른 베이요넷 조인트가 L자형인 로드의 자발적인 회전을 방지하는 잠금 장치, 상기 로드의 자발적인 회전을 방지하는 잠금 장치는 전기자 내부에 배치되고 플랜지 및 종 방향 관통 슬릿을 구비한 안내 섹션을 포함하고, 상기 전기자에 견고하게 연결되고 작업 스트로크에서 수직 이동을 위해 상기 슬롯에 장착된 크로스 피스를 포함하고, 상기 플랜지의 내부 표면이 놓이는 고정 링을 포함하고, 플랜지의 외부 림에 규칙적으로 배열된 관통 슬롯이 구비되고 상기 고정 링에는 원주 개구를 따라 종 방향 관통 슬릿이 규칙적으로 배열되며 그 중 하나에 상기 플랜지의 관통 슬롯 중 하나를 통과하는 수직 핀을 포함하는 원자로 제어 및 보호 시스템 작동기에 의해 달성된다.

또한, 상기 플랜지의 관통 슬롯과 상기 고정 링의 개구부는 2° 이하의 각도 피치 차이로 서로에 대해 배열된다.

로드의 자발적인 회전을 방지하는 잠금 장치의 구성은 매우 고온이 아닌 영역에서 로드 위에 위치하고 방사선이 없는 구조적 요소를 사용하며, 이는 초기 작동 특성을 보존할 수 있게 함으로써 로드와 작동 요소의 결합 신뢰성을 증가시킨다. 또한, 전술한 잠금 장치의 실시예는 청구된 발명에서 양 방향 베이요넷 조인트, 즉 L 자형을 사용할 수 있게 한다. 원자로의 제어 및 보호 시스템을 위한 청구된 작동 기구에서, 해제 위치로의 회전은 작동기 로드의 회전의 잠금에 의해 방지되어, 공지된 작동기(시제품)에 존재하는 제 3 클러치 스트로크 및 스프링 하중 정지는 청구된 장치에는 없다.

도 1은 원자로 제어 및 보호 시스템의 작동 기구를 나타낸 정단면도이다.
도 2는 로드의 자발적인 회전을 방지하는 안내 잠금 장치의 플랜지를 도시한 평면도이다.
도 3은 전기자 부위의 평단면 구조를 보여주기 위한 도 1의 b-b 단면도 형상이다.

원자로의 제어 및 보호 시스템의 작동 기구는 수직 튜브 형태의 전기자 (앵커)(2)를 갖는 선형 스텝 모터(1), 전기자(2)에 동축으로 설치되고 조인트 수직 변위 및 공통 수직 축을 중심으로 회전하도록 견고하게 연결된 로드(3), 및 그 로드(3)의 자발적인 회전을 방지하는 잠금 장치로 구성된다.

상기 로드(3)의 하단은 L 자형 베이요넷 조인트에 의해 작업 부재 (4)에 연결된다. 로드의 자발적인 회전을 방지하는 잠금 장치는 안내 섹션(5), 크로스 피스(6), 고정(이동식) 링(7) 및 수직 핀(8)을 갖는다. 안내부(5)에는 그 상단부에 위치한 플랜지가 제공된다. 안내부(5)의 하부는 전기자(2) 내부에 위치한다. 안내부의 플랜지는 고정 링(7)의 내부 표면에 놓이고 내부 둘레에 대해 중심이 맞춰져 있다. 안내부(5)의 자유 하부에는 종 방향 관통 슬롯이 있으며, 여기에는 크로스 피스(6)가 설치되며, 상기 크로스 피스(6)는 작업 스트로크 동안 슬롯을 따라 수직 이동할 수 있도록 전기자(2)에 견고하게 고정된다. 수직 관통 슬롯은 안내부(5)의 플랜지의 외부 테두리에 형성되며, 그 둘레에 걸쳐 균일하게 배열된다. 고정링(7)은 그 둘레에 균일하게 배열된 수직 구멍을 갖는다. 수직 핀(8)은 고정 링(7)의 수직 구멍 중 하나에 장착되며, 안내부(5)의 플랜지의 관통 슬롯 중 하나를 통과한다. 안내부(5)의 플랜지의 관통 슬롯과 고정 링(7)의 구멍은 2° 이하의 각도 피치 차이로 서로에 대해 배열된다.

원자로의 제어 및 보호 시스템의 작동 기구는 다음과 같이 작동한다.

선형 스텝 모터(1)는 전기자(2) 및 상기 전기자(2)에 견고하게 연결되며 L자형 베이요넷 조인트에 의해 작업 부재(4)와 연결된 로드(3)를 수직 방향으로 이동시킨다. 작업 부재(4)의 수직 변위는 원자로에서의 핵 반응을 향상시키거나 감소시킨다. 로드(3)를 작업 부재(4)에 연결하기 위해, 로드(3)가 작업 부재(4) 내의 베이요넷 조인트의 각도에 대해 안착 될 때까지 전기자 (2)로부터 수직 핀 (8)이 당겨지고, 그 후 로드(3)는 작동 부재(4) 내의 베이요넷 조인트의 막 다른 단부에 로드(3)가 안착될 때까지 전기자(2) 및 안내부(5)와 함께 회전되고, 이어서 수직핀(8)이 안내부(5)의 플랜지의 관통 슬롯과 고정 링(7)의 구멍에 배치된다. 로드(3)를 작동 부재(4)로부터 분리하기 위해, 수직 핀(8)이 고정 링(7)의 구멍으로부터 당겨지고, 로드(3)가 작업 부재(4) 내에서 베이요넷 조인트의 각도(코너)에 대해 안착할 때까지, 로드(3)는 전기자(2) 및 안내부(5)와 함께 회전되고, 로드(3)가 작업 부재(4) 내에서 베이요넷 연결부를 떠날 때까지, 로드(3)가 전기자(2)와 함께 들어 올려지고, 수직 핀(8)은 안내 링(5)의 플랜지의 슬롯을 통해 고정 링(7)의 구멍으로 삽입된다.

Claims (2)

1. 원자로의 제어 및 보호 시스템의 작동 기구로서, 전기자를 구비한 선형 스텝 모터와, 상기 전기자에 동축으로 배치되고 조인트의 수직 변위 및 수직 축을 중심으로 회전하는 조인트를 제공하여 견고하게 연결되고 작업 부재와 베이요넷 조인트로 연결 형성되는 로드와, 그 로드의 자발적인 회전을 방지하는 잠금 장치를 구비하며, 상기 베이요넷 조인트는 L자형이고, 상기 로드의 자발적인 회전을 방지하는 잠금 장치는, 전기자 내부에 위치되고 플랜지 및 종 방향 관통 슬롯이 제공되는 안내부와, 전기자에 견고하게 연결되고 작업 스트로크 동안 그 내부에서 수직 이동을 위해 상기 슬롯에 위치한 크로스 피스와, 플랜지의 내부 표면에 놓이는 고정식의 고정 링과, 수직 핀을 포함하고, 상기 플랜지의 외부 림에는 관통 슬롯이 규칙적으로 배열되고, 고정식의 고정 링에는 규칙적으로 원주 방향으로 배열된 구멍이 있으며, 상기 수직 핀이 상기 플랜지의 림에 있는 관통 슬롯 중 하나를 통과하여 상기 고정 링의 구멍에 체결되는 것을 포함하는, 원자로의 제어 및 보호 시스템의 작동 기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플랜지의 관통 슬롯과 고정 링의 구멍은 2 ° 이하의 각도 피치 차이로 서로에 대해 배열되는 것을 특징으로 하는 작동 기구.

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