RU2059301C1 - Drive of controlling element of nuclear reactor - Google Patents

Drive of controlling element of nuclear reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2059301C1
RU2059301C1 RU9393042535A RU93042535A RU2059301C1 RU 2059301 C1 RU2059301 C1 RU 2059301C1 RU 9393042535 A RU9393042535 A RU 9393042535A RU 93042535 A RU93042535 A RU 93042535A RU 2059301 C1 RU2059301 C1 RU 2059301C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulling
pole
electromagnet
drive
armature
Prior art date
Application number
RU9393042535A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93042535A (en
Inventor
И.Т. Ершов
А.А. Домолазов
С.Н. Кобелев
А.А. Лукьянов
Original Assignee
Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" filed Critical Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс"
Priority to RU9393042535A priority Critical patent/RU2059301C1/en
Publication of RU93042535A publication Critical patent/RU93042535A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2059301C1 publication Critical patent/RU2059301C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

FIELD: nuclear power engineering. SUBSTANCE: drive of controlling element of nuclear reactor has housing, pulling, fixing and shutting electromagnets, toothed boom, mobile and fixing latches connected to armatures, supporting pipe which carries immobile poles of electromagnets, pulling armature coupled to pole of shutting electromagnet and to mobile latch. Nonmagnetic rest interacting with shutting electromagnet when pulling pole travels upwards is put on to supporting pipe at distance of working pitch from pole of shutting electromagnet. Immobile magnetic pole with axial clearance exceeding travel of pulling armature and distance from pole of shutting electromagnet to nonmagnetic rest is mounted inside housing above pulling armature. Butts of interacting pulling armature and immobile magnetic pole are made conical. Design of drive provides for higher and more uniform effort of drive due to reduction of dynamic efforts when drive operates. In addition increase of mass of controlling element and consequently enhancement of reliability of controlling element. EFFECT: increased operational safety and reliability of drive. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к управлению ядерными реакциями в реакторах с водой под давлением, а именно к устройствам для перемещения регулирующих органов ядерного реактора в требуемые положения. The invention relates to the management of nuclear reactions in reactors with water under pressure, and in particular to devices for moving the regulatory bodies of a nuclear reactor to the required positions.

Известен привод регулиpующего органа ядерного реактора, содержащий кожух, тянущий, фиксирующий и запирающий электромагниты, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями электромагнитов, неподвижные полюсы электромагнитов, несущую трубу, зубчатую штангу. Known drive regulatory body of a nuclear reactor, comprising a casing, pulling, locking and locking electromagnets, movable and locking latches connected to the anchors of electromagnets, fixed poles of electromagnets, a supporting pipe, a gear rod.

Недостатком известного привода является неравномерное тяговое усилие, приводящее к значительным ударным взаимодействиям якоря с неподвижным полюсом тянущего электромагнита. Неравномерность тягового усилия присуща применяемому в приводе тарельчатому типу системы электромагнит тянущий якорь неподвижный полюс. A disadvantage of the known drive is uneven traction, leading to significant impact interactions of the armature with the fixed pole of the pulling electromagnet. The uneven traction is inherent in the disk type of the system used in the drive electromagnet pulling the anchor fixed pole.

Задачей изобретения является повышение надежности привода по функции перемещения и аварийного сброса регулирующего органа за счет достижения более высокого и равномерного тягового усилия привода в существующих габаритах конструкции прототипа. The objective of the invention is to increase the reliability of the drive by the function of displacement and emergency reset of the regulatory body due to the achievement of a higher and even traction drive force in the existing dimensions of the prototype design.

Технический результат изобретения уменьшение динамических усилий при работе привода и увеличение перемещаемой массы регулирующего органа. The technical result of the invention is the reduction of dynamic forces during operation of the drive and an increase in the displaced mass of the regulatory body.

Это достигается тем, что в приводе регулирующего органа ядерного реактора, содержащем кожух, тянущий, фиксирующий и запирающий электромагниты, зубчатую штангу, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями, тянущий якорь, связанный с полюсом запирающего электромагнита и с подвижной защелкой, несущую трубу, на которой установлен неподвижный полюс фиксирующего электромагнита, на несущей трубе на расстоянии рабочего шага до полюса запирающего электромагнита установлен немагнитный упор, взаимодействующий с полюсом запирающего электромагнита при ходе тянущего якоря вверх. This is achieved by the fact that in the drive of the regulatory body of a nuclear reactor containing a casing pulling, fixing and locking electromagnets, a gear rod, movable and fixing latches connected to the anchors, a pulling armature connected to the pole of the locking electromagnet and with a movable latch carrying the pipe, on which the fixed pole of the fixing electromagnet is mounted, a non-magnetic stop is installed on the supporting pipe at a distance of the working step to the pole of the locking electromagnet, which interacts with the pole of the locking electromagnet ektromagnita during the course of pulling up the armature.

Внутри кожуха над тянущим якорем с осевым зазором, превышающим ход тянущего якоря и полюса запирающего электромагнита до немагнитного упора, установлен неподвижный полюс. Торцы тянущего якоря и неподвижного магнитного полюса, взаимодействующие между собой, выполнены коническими. Inside the casing above the pulling armature with an axial clearance exceeding the travel of the pulling armature and the pole of the locking electromagnet to the non-magnetic stop, a fixed pole is installed. The ends of the pulling armature and the fixed magnetic pole, interacting with each other, are made conical.

На фиг. 1-3 представлены вертикальные разрезы привода регулирующего органа ядерного реактора; на фиг. 4 тяговые характеристики прототипа (зависимость а) и предлагаемого привода (зависимость б). In FIG. 1-3 are vertical sections of a drive of a regulatory body of a nuclear reactor; in FIG. 4 traction characteristics of the prototype (dependence a) and the proposed drive (dependence b).

Привод регулирующего органа ядерного реактора содержит кожух 1, смонтированный на патрубке крышки реактора 2. Снаружи кожуха установлены тянущий электромагнит 3, запирающий электромагнит 4 и фиксирующий электромагнит 5. Внутри кожуха размещен механизм перемещения, содержащий неподвижную несущую трубу 6, тянущий якорь 7, подвижные якори 8 и 9, полюс 10 запирающего электромагнита, неподвижный полюс 11 фиксирующего электромагнита, немагнитный упор 12. The drive of the regulatory body of a nuclear reactor contains a casing 1 mounted on the nozzle of the reactor cover 2. Outside of the casing, a pulling electromagnet 3, a locking electromagnet 4 and a fixing electromagnet 5 are installed. Inside the casing there is a moving mechanism containing a fixed support pipe 6, a pulling armature 7, movable anchors 8 and 9, the pole 10 of the locking electromagnet, the stationary pole 11 of the locking electromagnet, non-magnetic emphasis 12.

Неподвижный полюс 11 фиксирующего электромагнита и немагнитный упор 12 закреплены на несущей трубе 6. Подвижные якори 8 и 9 промежуточными элементами соединены с подвижной защелкой 13 и фиксирующей защелкой 14. Внутри механизма перемещения расположена штанга 15. На несущей трубе 6 над тянущим якорем 7 с зазором, большим рабочего шага (шага зубцов штанги), установлен магнитный полюс 16. Взаимодействующие посредством электромагнитных сил торцы тянущего якоря 7 и магнитного полюса 16 имеют форму конуса, направленного острием к тянущему якорю 7. The fixed pole 11 of the fixing electromagnet and the non-magnetic stop 12 are mounted on the carrier pipe 6. The movable anchors 8 and 9 are connected by an intermediate element to the movable latch 13 and the locking latch 14. A rod 15 is located inside the movement mechanism 6. On the carrier pipe 6 above the pull anchor 7 with a gap, a large working step (the step of the barbell teeth), a magnetic pole is installed 16. The ends of the pulling armature 7 and the magnetic pole 16 interacting by means of electromagnetic forces have the shape of a cone directed by the tip to the pulling armature 7.

Привод регулирующего органа ядерного реактора работает следующим образом. The drive regulatory body of a nuclear reactor operates as follows.

В исходном положении фиксирующий электромагнит 5 находится под напряжением, а запирающий и тянущий электромагниты 4 и 3 обеспечены. При этом тянущий якорь 7 опирается на немагнитный упор 12, якорь 9 притянут к неподвижному полюсу 11, а фиксирующая защелка 14 закрыта и удерживает штангу 15. In the initial position, the locking electromagnet 5 is energized, and the locking and pulling electromagnets 4 and 3 are provided. In this case, the pulling armature 7 rests on a non-magnetic stop 12, the armature 9 is pulled to the fixed pole 11, and the locking latch 14 is closed and holds the rod 15.

Для осуществления подъема штанги 15 на один шаг вверх подается напряжение на запирающий электромагнит 4. При этом якорь 8 притягивается к полюсу 10 и закрывает подвижную защелку 13. Затем фиксирующий электромагнит 5 обесточивается, якорь 9 опускается и открывает фиксирующую защелку 14. Штанга 15 повисает на подвижной защелке 13. После этого включается напряжение на тянущем электромагните 3. При этом тянущий якорь 7, подвижная защелка 13 и штанга 15 поднимаются до соприкосновения полюса 10 с немагнитным упором 12 под действием усилий, развиваемых совместно тянущим электромагнитом 3 и запирающим электромагнитом 4, которые работают в режиме соленоида. To lift the rod 15 one step up, voltage is applied to the locking electromagnet 4. In this case, the armature 8 is attracted to the pole 10 and closes the movable latch 13. Then the locking electromagnet 5 is de-energized, the armature 9 is lowered and opens the locking latch 14. The rod 15 hangs on the movable latch 13. After that, the voltage on the pulling electromagnet 3 is turned on. At the same time, the pulling armature 7, the movable latch 13 and the rod 15 are raised until the pole 10 contacts the non-magnetic stop 12 under the action of the forces developed jointly with a pulling electromagnet 3 and a locking electromagnet 4, which operate in the solenoid mode.

Затем включается фиксирующий электромагнит 5 и якорь 9, перемещаясь до упора с неподвижным полюсом 11, закрывает фиксирующую защелку 14. Штанга 15 повисает на фиксирующей защелке. Обесточиванием запирающего электромагнита 4 и соответствующим перемещением вниз якоря 8 открывается подвижная защелка 13. Далее снижается ток в тянущем электромагните 3, что обеспечивает равномерное демпфирующее усилие на всем пути перемещений вниз тянущего якоря 7 и подвижной защелки 13. После завершения перемещения вниз тянущего якоря 7 и неподвижной защелки (до соприкосновения тянущего якоря 7 с немагнитным упором 12) тянущий электромагнит 3 обесточивается и привод возвращается в исходное положение. Then, the locking electromagnet 5 and the armature 9 are turned on, moving against the stop with the fixed pole 11, closes the locking latch 14. The rod 15 hangs on the locking latch. By de-energizing the locking electromagnet 4 and the corresponding downward movement of the armature 8, the movable latch opens 13. Further, the current in the pulling electromagnet 3 is reduced, which provides uniform damping force along the entire path of downward movement of the pulling armature 7 and the movable latch 13. After the downward movement of the pulling armature 7 and the fixed latches (until the pulling armature 7 is in contact with the non-magnetic focus 12), the pulling electromagnet 3 is de-energized and the drive returns to its original position.

Для осуществления перемещения штанги 15 на один шаг вниз из исходного положения подается напряжение на тянущий электромагнит 3. При этом тянущий якорь 7, полюс 10 и открытая подвижная защелка 13 поднимаются до соприкосновения полюса 10 с немагнитным упором 12. Затем подается напряжение на запирающий электромагнит 4, что вызывает перемещение якоря 8 до соприкосновения с полюсом 10 и закрытие подвижной защелки 13. Фиксирующий электромагнит 5 обесточивается, якорь 9 опускается и открывает фиксирующую защелку 14. Штанга 15 повисает на подвижной защелке 13. Затем снижается напряжение на тянущем электромагните 3 и при этом создается равномерное демпфирующее усилие на всем пути перемещения вниз тянущего якоря 7, подвижной защелки 13 и штанги 15. To carry out the movement of the rod 15 one step down from the initial position, the voltage is applied to the pulling electromagnet 3. In this case, the pulling armature 7, the pole 10 and the open movable latch 13 are raised until the pole 10 contacts the non-magnetic stop 12. Then, the voltage is applied to the locking electromagnet 4, which causes the armature 8 to come into contact with the pole 10 and close the movable latch 13. The locking electromagnet 5 is de-energized, the armature 9 is lowered and opens the locking latch 14. The rod 15 hangs on the movable latch 13. Then, the voltage on the pulling electromagnet 3 decreases and a uniform damping force is created along the entire way of moving downward the pulling armature 7, the movable latch 13 and the rod 15.

После завершения перемещения вниз тянущего якоря 7, подвижной защелки 13 и штанги 15 (до соприкосновения тянущего якоря 7 с немагнитным упором 12) подается напряжение на фиксирующий электромагнит 5, якорь 9 поднимается до соприкосновения с неподвижным полюсом 11 и закрывает фиксирующую защелку. Запирающий электромагнит 4 и тянущий электромагнит 3 обесточиваются, якорь 8 перемещается вниз и открывает подвижную защелку 13. Штанга 15 повисает на фиксирующей защелке 14, а привод возвращается в исходное положение. After moving downward the pulling armature 7, the movable latch 13 and the rod 15 (until the pulling armature 7 is in contact with the non-magnetic stop 12), voltage is applied to the locking electromagnet 5, the armature 9 rises to touch the fixed pole 11 and closes the locking latch. The locking electromagnet 4 and the pulling electromagnet 3 are de-energized, the armature 8 moves down and opens the movable latch 13. The rod 15 hangs on the locking latch 14, and the actuator returns to its original position.

По сигналу аварийной защиты все электромагниты обесточиваются, якоря 8 и 9 опускаются и защелки 13 и 14 открываются. Штанга 15 под собственным весом падает, вводя регулирующий орган в активную зону реактора. According to the emergency protection signal, all electromagnets are de-energized, the anchors 8 and 9 are lowered, and the latches 13 and 14 are opened. The rod 15 under its own weight falls, introducing a regulatory body into the reactor core.

Введение немагнитного упора 12 (вместо магнитного упора в прототипе) обеспечивает работу тянущего и запирающего электромагнитов 3 и 4 в режиме соленоида, за счет чего выравнивается тяговая характеристика привода. Введение магнитного полюса 16 и выполнение торцов магнитного полюса 16 и тянущего якоря 7 в форме конусов, обращенных острием к тянущему якорю 7, повышает тяговое усилие привода, оставляя его равномерным. The introduction of a non-magnetic stop 12 (instead of a magnetic stop in the prototype) ensures the operation of the pulling and locking electromagnets 3 and 4 in the solenoid mode, due to which the traction characteristic of the drive is leveled. The introduction of the magnetic pole 16 and the execution of the ends of the magnetic pole 16 and the pulling armature 7 in the form of cones, point to the pulling armature 7, increases the traction force of the drive, leaving it uniform.

Совместная работа двух электромагнитов тянущего и запирающего 3 и 4 обеспечивает высокое и равномерное тяговое усилие и равномерное усилие демпфирования обратного хода тянущего якоря 7 с подвижной защелкой 13 и штангой 15. Тяговое усилие предлагаемого привода, полученное на макетных испытаниях, показано на фиг. 4 (зависимость б). Там же показано тяговое усилие прототипа (зависимость а), которое имеет неравномерный характер, в результате чего работа привода сопровождается возникновением значительных динамических усилий в механизме, а демпфирование током обратного хода (вниз) тянущего якоря 7 неэффективно. Равномерность тягового усилия в предлагаемом приводе обеспечивает снижение величины ударных усилий взаимодействия тянущего якоря 7 с немагнитным упором 12 и соответственно увеличивает ресурс и надежность работы привода. Увеличение тягового усилия привода позволяет применять более тяжелые регулирующие органы и тем самым повысить надежность аварийной защиты, соответственно повысить безопасность реактора. Таким образом, проведенные стендовые испытания подтвердили выполнение задачи изобретения, а также достижение технического результата. The combined operation of the two pulling and locking electromagnets 3 and 4 provides a high and uniform pulling force and a uniform damping force of the backward pull of the pulling arm 7 with the movable latch 13 and the rod 15. The pulling force of the proposed drive, obtained in prototype tests, is shown in FIG. 4 (dependence b). It also shows the traction of the prototype (dependence a), which is uneven, as a result of which the drive is accompanied by significant dynamic forces in the mechanism, and damping by the reverse current (down) of the pulling armature 7 is ineffective. The uniformity of traction in the proposed drive reduces the magnitude of the shock forces of the interaction of the pulling armature 7 with a non-magnetic focus 12 and, accordingly, increases the resource and reliability of the drive. An increase in the drive traction makes it possible to use heavier regulatory bodies and thereby increase the reliability of emergency protection and, accordingly, increase the safety of the reactor. Thus, the bench tests carried out confirmed the fulfillment of the objectives of the invention, as well as the achievement of the technical result.

Claims (3)

1. ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащий кожух, тянущий, фиксирующий и запирающий электромагниты, зубчатую штангу, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями, тянущий якорь, связанный с полюсом запирающего электромагнита и с подвижной защелкой, несущую трубу, на которой установлен неподвижный полюс фиксирующего электромагнита, отличающийся тем, что на несущей трубе на расстоянии рабочего шага до полюса запирающего электромагнита установлен немагнитный упор, взаимодействующий с полюсом запирающего электромагнита при ходе тянущего якоря вверх. 1. DRIVE OF THE REGULATORY BODY OF THE NUCLEAR REACTOR, comprising a casing pulling, fixing and locking electromagnets, a gear rod, a movable and fixing latch connected to the anchors, a pulling anchor connected to the pole of the locking electromagnet and with a movable latch on which the pipe is mounted a pole of the fixing electromagnet, characterized in that a non-magnetic stop is installed on the carrier pipe at a distance of the working step to the pole of the locking electromagnet, interacting with the pole of the locking electromagnet Romagnet during the course of the pulling anchor up. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что внутри кожуха над тянущим якорем с осевым зазором, превышающим ход тянущего якоря и полюса запирающего электромагнита до немагнитного упора, установлен неподвижный магнитный полюс. 2. The drive according to claim 1, characterized in that inside the casing above the pulling armature with an axial clearance exceeding the stroke of the pulling armature and the pole of the locking electromagnet to a non-magnetic stop, a fixed magnetic pole is installed. 3. Привод по п.2, отличающийся тем, что торцы тянущего якоря и неподвижного магнитного полюса, взаимодействующие между собой, выполнены в форме конуса, обращенного острием к тянущему якорю. 3. The drive according to claim 2, characterized in that the ends of the pulling armature and the stationary magnetic pole, interacting with each other, are made in the form of a cone, which points to the pulling armature.
RU9393042535A 1993-08-25 1993-08-25 Drive of controlling element of nuclear reactor RU2059301C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9393042535A RU2059301C1 (en) 1993-08-25 1993-08-25 Drive of controlling element of nuclear reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9393042535A RU2059301C1 (en) 1993-08-25 1993-08-25 Drive of controlling element of nuclear reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93042535A RU93042535A (en) 1996-04-10
RU2059301C1 true RU2059301C1 (en) 1996-04-27

Family

ID=20146936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9393042535A RU2059301C1 (en) 1993-08-25 1993-08-25 Drive of controlling element of nuclear reactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2059301C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580820C2 (en) * 2010-03-12 2016-04-10 Бэбкок Энд Вилкокс Нуклеар Оперейшнз Груп, Инк. Control rod drive mechanism in nuclear reactor
WO2020171737A1 (en) * 2019-02-18 2020-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Detachable connection
RU2811134C1 (en) * 2023-06-13 2024-01-11 Роман Евгеньевич Тишин Nuclear reactor control drive

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 435717, кл. G 21C 7/12, 1979. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2580820C2 (en) * 2010-03-12 2016-04-10 Бэбкок Энд Вилкокс Нуклеар Оперейшнз Груп, Инк. Control rod drive mechanism in nuclear reactor
WO2020171737A1 (en) * 2019-02-18 2020-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Detachable connection
RU2744781C2 (en) * 2019-02-18 2021-03-15 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Detachable connection
US11756697B2 (en) 2019-02-18 2023-09-12 State Atomic Energy Corporation “Rosatom” On Behalf Of The Russian Federation Detachable connection in nuclear reactor control system
RU2811134C1 (en) * 2023-06-13 2024-01-11 Роман Евгеньевич Тишин Nuclear reactor control drive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0217490A (en) Antibouncer for preventing multiple collision of mobile object impacting other element
KR100568906B1 (en) Electromagnetic actuator
AU2005222962B2 (en) Wave energy converter (WEC) with magnetic braking
KR102354698B1 (en) Control method of electromagnetic brake using controllable armature disc movement
RU2059301C1 (en) Drive of controlling element of nuclear reactor
KR910005137B1 (en) Rotating device control cluster
GB2140626A (en) Electromagnetic actuator incorporating anti-chatter device
KR20200089751A (en) Rotating device available for control drum units in nuclear environments
KR101482480B1 (en) Electromagnetic brake device for elevator
CN105788427A (en) Lifting device for hydraulics simulation
KR101444729B1 (en) High speed switch apparatus and method
RU2217821C1 (en) Nuclear reactor control element drive
US4597934A (en) Multi-function magnetic jack control drive mechanism
RU2237298C2 (en) Nuclear reactor control element drive
RU2157007C1 (en) Nuclear reactor control element actuator
RU2381528C2 (en) Method of generating seismic waves and device to this end
KR101032975B1 (en) solenoid valve
DE102010041728B4 (en) Magneto-mechanical actuator, switching arrangement and method for operating a magneto-mechanical actuator
RU2025277C1 (en) Electromagnetic press
CN101920901A (en) Lifting device and method for using same
SU846876A1 (en) Normally closed brake pusher
RU2138091C1 (en) Electromagnet
RU2065659C1 (en) Linear electric motor
CN114458503B (en) High-response high-speed electromagnetic valve with multiple permanent magnet-electromagnetic coupling magnetic circuits
DE3336813A1 (en) Device for combating voles

Legal Events

Date Code Title Description
HK4A Changes in a published invention