RU2563890C2 - Nuclear reactor control drive - Google Patents

Nuclear reactor control drive Download PDF

Info

Publication number
RU2563890C2
RU2563890C2 RU2014101680/07A RU2014101680A RU2563890C2 RU 2563890 C2 RU2563890 C2 RU 2563890C2 RU 2014101680/07 A RU2014101680/07 A RU 2014101680/07A RU 2014101680 A RU2014101680 A RU 2014101680A RU 2563890 C2 RU2563890 C2 RU 2563890C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
nut
drive
housing
nuclear reactor
Prior art date
Application number
RU2014101680/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014101680A (en
Inventor
Петр Анатольевич Кучин
Сергей Владимирович Левчук
Евгений Николаевич Нелин
Игорь Яковлевич Нечаев
Игорь Всеволдович Никишин
Original Assignee
Петр Анатольевич Кучин
Сергей Владимирович Левчук
Евгений Николаевич Нелин
Игорь Яковлевич Нечаев
Игорь Всеволдович Никишин
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 Петр Анатольевич Кучин, Сергей Владимирович Левчук, Евгений Николаевич Нелин, Игорь Яковлевич Нечаев, Игорь Всеволдович Никишин filed Critical Петр Анатольевич Кучин
Priority to RU2014101680/07A priority Critical patent/RU2563890C2/en
Publication of RU2014101680A publication Critical patent/RU2014101680A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2563890C2 publication Critical patent/RU2563890C2/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

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: control drive includes an electric motor, a separating electromagnetic coupling, end point sensors, a top bearing, a power nut, a screw, a housing pipe and a tie-rod. The power nut housing is rigidly attached to the tie-rod made in the form of a moved hollow working stock, in which the screw with a no self-breaking thread and a bottom bearing provided with a centring bushing is arranged. The housing pipe is rigidly fixed on the reactor cover and provided from inside at least with two guide projections. The whole drive is provided on the outer side with a tight cap; with that, on the upper flange of the housing pipe there installed is an electric motor with a reduction gear and an electromagnetic brake, a separating electromagnetic coupling, and the top bearing, and on the housing of the power nut there are slots interacting with projections of the housing pipe, which align the power nut and provide the movable hollow working stock with back-and-forth movement.
EFFECT: improvement of vibration characteristics of the drive.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к атомной технике, а именно к конструктивным элементам реакторной установки и предназначено для перемещения органа регулирующего мощность ядерного реактора за счет изменения реактивности его активной зоны.The invention relates to nuclear technology, namely to the structural elements of a reactor installation and is intended to move an organ regulating the power of a nuclear reactor by changing the reactivity of its core.

Известен шарико-винтовой привод соосного расположения, содержащий герметичный корпус, электродвигатель, соединительную муфту, верхний подшипник, датчик конечных положений, силовую шариковую гайку, винт с несамотормозящейся резьбой, корпусную трубу и тягу. «Приводы регулирующих органов судовых энергетических реакторов», Ленинград, «Судостроение» 1965 г., стр. 53, рис. 24-6.Known ball screw drive coaxial arrangement containing a sealed housing, an electric motor, a coupling, an upper bearing, an end position sensor, a power ball nut, a screw with a non-self-locking thread, a housing pipe and a rod. “Drives of regulatory bodies of ship power reactors”, Leningrad, “Shipbuilding” 1965, p. 53, fig. 24-6.

Конструктивно рассмотренный шарико-винтовой привод соосного расположения для управления органом регулирующим мощность ядерного реактора наиболее близок к предлагаемой полезной модели и принят за прототип.The structurally considered coaxial ball screw drive for controlling an organ regulating the power of a nuclear reactor is closest to the proposed utility model and is taken as a prototype.

К недостаткам указанного шарико-винтового привода соосного расположения следует отнести то, что его датчики конечных положений предусматривают контроль только крайних положений органа регулирования, а его линейное перемещение не находится под постоянным контролем. Недостаточное раскрепление винта в нижней части привода приводит к возникновению вибрационных нагрузок и, как следствие, возможным заеданиям шарико-винтового привода при работе реакторной установки на определенных режимах. Это снижает эксплуатационную надежность работы привода, приводит к его преждевременному выходу из строя с последующей заменой во время проведения планово-предупредительных ремонтов и, соответственно, увеличивает время проведения ППР, а также дозозатраты обслуживающего персонала. Кроме того, к существенным недостаткам рассматриваемого шарико-винтового привода следует отнести отсутствие информации о конкретном положении органа регулирования в момент возникновения аварийной или нештатной ситуации.The disadvantages of this coaxial ball screw drive are the fact that its end position sensors provide for monitoring only the extreme positions of the regulatory body, and its linear movement is not under constant control. Insufficient fastening of the screw in the lower part of the drive leads to the occurrence of vibration loads and, as a result, possible jamming of the ball screw drive during operation of the reactor installation in certain modes. This reduces the operational reliability of the drive, leads to its premature failure with subsequent replacement during the scheduled preventive repairs and, accordingly, increases the time of the outage, as well as the dose of maintenance personnel. In addition, the lack of information about the specific position of the regulatory authority at the time of an emergency or emergency should be attributed to the significant disadvantages of the ball screw drive in question.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности и информативности работы привода управления ядерным реактором, его эксплуатационной надежности и увеличение ресурса предлагаемого привода управления ядерным реактором.The objective of the invention is to increase the efficiency and information content of the drive control nuclear reactor, its operational reliability and increase the resource of the proposed drive control nuclear reactor.

Техническим результатом изобретения является улучшение вибрационных характеристик привода управления ядерным реактором посредством размещения нижней части винта в полом перемещаемом штоке, что обеспечивает возможность центровки подшипника, установленного на нижнем торце винта шарико-винтового привода. Также за счет введения магнитных и немагнитных шунтов, взаимодействующих с блоком катушек, достигнута возможность задавать и постоянно контролировать положение регулирующего органа в режиме текущего времени и сохранять информацию о положении регулирующего органа в активной зоне ядерного реактора после обесточивания реакторной установки. Аналогичный контроль положения органа регулирующего мощность ядерного реактора можно осуществлять и с помощью магнитнострикционного датчика.The technical result of the invention is to improve the vibrational characteristics of the drive control nuclear reactor by placing the bottom of the screw in a hollow movable rod, which makes it possible to center the bearing mounted on the lower end of the screw of the ball screw drive. Also, by introducing magnetic and non-magnetic shunts interacting with the coil unit, it is possible to set and constantly monitor the position of the regulatory body in the current time mode and save information about the position of the regulatory body in the active zone of a nuclear reactor after de-energizing the reactor installation. A similar control of the position of the body regulating the power of a nuclear reactor can be carried out using a magnetostrictive sensor.

Технический результат достигается тем, что в приводе управления ядерным реактором, содержащем, электродвигатель, разделительную электромагнитную муфту, датчики конечных положений, верхний подшипник, силовую гайку, винт с несамотормозящейся резьбой, корпусную трубу, тягу, корпус силовой гайки жестко соединен с тягой, выполненной в виде полого перемещаемого рабочего штока, в котором размещен винт с несамотормозящейся резьбой и нижний подшипник, снабженный центрирующей втулкой, корпусная труба жестко закреплена на крышке реактора и внутри снабжена, как минимум, двумя направляющими выступами, а снаружи весь привод управления ядерным реактором снабжен герметичным колпаком, при этом на верхнем фланце корпусной трубы установлены электродвигатель с редуктором и электромагнитным тормозом, разделительная электромагнитная муфта, верхний подшипник, а на корпусе силовой гайки выполнены пазы, взаимодействующие с выступами корпусной трубы, центрирующими силовую гайку и обеспечивающими полому перемещаемому рабочему штоку только возвратно-поступательное движение, а сам привод снабжен датчиком положения полого перемещаемого рабочего штока, кроме того, нижняя часть корпусной трубы снабжена демпфирующим устройством, а нижний конец полого перемещаемого рабочего штока выполнен со специальным захватом.The technical result is achieved by the fact that in the control drive of a nuclear reactor comprising an electric motor, an electromagnetic isolation clutch, end position sensors, an upper bearing, a power nut, a non-self-locking thread screw, a housing pipe, a thrust, a power nut housing are rigidly connected to a thrust made in in the form of a hollow movable working rod, in which a screw with a non-self-locking thread is placed and a lower bearing equipped with a centering sleeve, the case tube is rigidly fixed to the reactor cover and inside and equipped with at least two guiding protrusions, and on the outside the entire drive for controlling the nuclear reactor is equipped with a sealed cap, while on the upper flange of the casing pipe there is an electric motor with a gearbox and an electromagnetic brake, an electromagnetic separation clutch, an upper bearing, and grooves are made on the power nut housing interacting with the projections of the casing pipe, centering the power nut and providing the hollow movable working rod only reciprocating movement, and the drive itself nabzhen encoder hollow movable operating rod, moreover, the lower part of the tube body is provided with a damping device, and the lower end of the hollow movable operating rod is provided with a special gripper.

Предлагается силовую гайку выполнить в виде силовой шариковой или роликовой гайки, а направляющие выступы корпусной трубы выполнить симметрично оси привода, при этом демпфирующее устройство выполнить пружинным или шариковым а датчик положения магнитноиндукционным или магнитострикционным.It is proposed that the power nut be made in the form of a power ball or roller nut, and the guide projections of the casing pipe are made symmetrically to the axis of the drive, while the damping device is spring or ball and the position sensor is magnetically induction or magnetostrictive.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

На фиг. 1 - общий вид привода управления ядерным реактором с полым перемещаемым рабочим штоком, перемещенным в крайнее верхнее положение;In FIG. 1 is a General view of the control drive of a nuclear reactor with a hollow movable working rod, moved to its highest position;

На фиг. 2 - общий вид привода управления ядерным реактором с полым перемещаемым рабочим штоком, перемещенным в крайнее нижнее положение;In FIG. 2 is a general view of a control drive for a nuclear reactor with a hollow movable working rod moved to its lowest position;

На фиг. 3 - сечение А-А привода управления ядерным реактором в зоне верхнего фланца корпусной трубы;In FIG. 3 is a section AA of a nuclear reactor control drive in the area of the upper flange of the body pipe;

сечение Б-Б в средней части привода управления ядерным реактором по корпусной трубе в зоне ее направляющих выступов;section B-B in the middle part of the drive for controlling a nuclear reactor through a hull pipe in the area of its guide projections;

сечение В-В в нижней части привода управления ядерным реактором по корпусной трубе и силовой гайке.cross-section BB in the lower part of the drive for controlling a nuclear reactor through a hull pipe and a power nut.

Привод управления ядерным реактором содержит электродвигатель с редуктором 1, разделительную электромагнитную муфту 2, датчики конечных положений 3. Верхний подшипник 4, силовая гайка 5, которая взаимодействует с винтом 6, снабженным несамотормозящейся резьбой 7 образуют механическую часть предлагаемого привода управления ядерным реактором, например шарико-винтовой привод. В корпусной трубе 8 размещена тяга 9, выполненная в виде полого перемещаемого рабочего штока 10. Корпус силовой шариковой гайки 5 жестко соединен с полым перемещаемым рабочим штоком 10. Винт 6 установлен в полом перемещаемом рабочем штоке 10 с возможностью вращения вокруг своей вертикальной оси. Нижний конец винта 6 снабжен нижним подшипником 11 и центрирующей втулкой 12. Корпусная труба 8 снабжена внутри двумя выступами 13, а с наружной стороны герметичным колпаком 14. На верхнем фланце 15 корпусной трубы 8 установлены электродвигатель с редуктором 1 и электромагнитным тормозом 16, разделительная электромагнитная муфта 2, верхний подшипник 4. На корпусе силовой шариковой гайки 5 выполнены пазы 17, взаимодействующие с направляющими выступами 13 корпусной трубы 8, центрирующие силовую шариковую гайку 5, связанный с ней полый перемещаемый рабочий шток 10 и обеспечивающие этим элементам привода управления ядерным реактором возвратно-поступательное движение вдоль его вертикальной оси. Датчик линейного положения 18 состоит из блока катушек 19 и набора взаимодействующих с катушками магнитных и немагнитных шунтов 20. Демпфирующее устройство 21 расположено в зоне нижнего фланца 22 корпусной трубы 8 и выполнено в виде пружинного блока 23. Направляющие выступы 13 корпусной трубы 8, фиксирующие направление полого перемещаемого рабочего штока 10, выполнены симметрично оси привода, а нижний конец полого перемещаемого рабочего штока 10 выполнен со специальным захватом 24. Также датчик положения полого перемещаемого рабочего штока может быть выполнен магнитострекционным 25 и закреплен на нижнем фланце 22.The nuclear reactor control drive comprises an electric motor with a gearbox 1, an electromagnetic isolation clutch 2, end position sensors 3. The upper bearing 4, a power nut 5, which interacts with a screw 6 equipped with a non-self-locking thread 7 form the mechanical part of the proposed nuclear reactor control drive, for example, screw drive. A rod 9 is placed in the body tube 8, made in the form of a hollow movable working rod 10. The housing of the power ball nut 5 is rigidly connected to the hollow movable working rod 10. The screw 6 is mounted in the hollow movable working rod 10 with the possibility of rotation around its vertical axis. The lower end of the screw 6 is equipped with a lower bearing 11 and a centering sleeve 12. The housing pipe 8 is equipped with two protrusions 13 inside and an outer cap 14. On the upper flange 15 of the housing pipe 8 there is an electric motor with gearbox 1 and an electromagnetic brake 16, an electromagnetic isolation clutch 2, the upper bearing 4. On the case of the power ball nut 5, grooves 17 are made, interacting with the guide projections 13 of the housing pipe 8, centering the power ball nut 5, the hollow movable slave associated with it Chii rod 10 and these elements provide a nuclear reactor control actuator reciprocates along its vertical axis. The linear position sensor 18 consists of a block of coils 19 and a set of magnetic and non-magnetic shunts interacting with the coils 20. The damping device 21 is located in the area of the lower flange 22 of the housing pipe 8 and is made in the form of a spring unit 23. The guide projections 13 of the housing pipe 8, fixing the direction of the hollow the movable working rod 10 is made symmetrically to the axis of the drive, and the lower end of the hollow movable working rod 10 is made with a special grip 24. Also, the position sensor of the hollow movable working rod can be made magnetostrictive 25 and mounted on the lower flange 22.

Принцип работы привода управления ядерным ректором заключается в преобразовании вращательного движения ротора электродвигателя 1 в поступательное движение полого перемещаемого рабочего штока 10, сцепленного специальным захватом 24 с органом, регулирующим мощность ядерного реактора, например регулирующим стержнем.The principle of operation of the drive control of the nuclear reactor is to convert the rotational motion of the rotor of the electric motor 1 into the translational motion of a hollow movable working rod 10, coupled by a special grip 24 with the body that regulates the power of the nuclear reactor, for example, a control rod.

Это достигается следующим образом. При подаче электрического тока на обмотки электродвигателя 1, его редуктор посредством электромагнитной разделительной муфты 2 сообщает вращательное движение винту 6,закрепленному в верхнем 4 и нижнем подшипнике 11. При этом силовая шариковая гайка 5, корпус которой жестко связан с тягой 9, выполненной в виде полого перемещаемого рабочего штока 10, совершает совместное перемещение по винту 6 в ту или другую сторону. Для исключения вибрационных нагрузок, возникающих на разных режимах работы установки, винт 6 снабжен в верхней части верхним подшипником 4 и нижним подшипником 11 с центрирующей втулкой 12. Весь механизм шарико-винтового привода (в который входят верхний подшипник 4, силовая шариковая гайка 5 с пазами 17, корпус которой жестко связан с полым перемещаемым рабочим штоком 10, винт 6 с несамотормозящейся резьбой 7, и нижний подшипник 11, снабженный центрирующей втулкой 12) размещен в корпусной трубе 8. Корпусная труба 8, снабженная выступами 13, устанавливается на крышке реакторной установки, а на ее верхнем фланце 15 размещают электродвигатель с редуктором 1 и электромагнитным тормозом 15, разделительную электромагнитную муфту 2, верхний подшипник 11, который фиксирует винт 6, герметичный колпак 14, изолирующий распространение радиоактивных газов и частиц из внутреннего объема реактора. Корпус шариковинтовой гайки 5 имеет пазы 17, взаимодействующие с выступами 13 корпусной трубы 8, которые фиксируют силовую шариковую гайку 5 в строго определенном положении, центрируют ее совместно с полым перемещаемым рабочим штоком 10 и сообщают последним возвратно поступательное движение по несамотормозящейся резьбе 7 при вращении винта 6. Таким образом происходит преобразование вращательного движения ротора электродвигателя 1 в возвратно поступательное движение силовой шариковой гайки 5, полого перемещаемого рабочего штока 10, захвата 24, перемещающих орган, регулирующий мощность ядерного реактора, вдоль оси активной зоны реактора. Кроме того, орган, регулирующий мощность ядерного реактора может быть зафиксирован электромагнитным тормозом 16,входящим в состав привода управления ядерным ректором, в любом заданным оператором положении. Для обеспечения целостности органа, регулирующего реактивность активной зоны ядерного реактора (на чертеже не показан), и сохранения его работоспособности при резком перемещении в активной зоне (фактически падением) привод управления ядерным ректором снабжен демпфирующим устройством 21, выполненным в виде пружинного или шарикового блока 23, установленного в зоне нижнего фланца 22 корпусной трубы 8.This is achieved as follows. When applying electric current to the windings of the electric motor 1, its gearbox, by means of an electromagnetic isolation clutch 2, rotates the screw 6 fixed in the upper 4 and lower bearing 11. In this case, the power ball nut 5, the housing of which is rigidly connected to the rod 9, made in the form of a hollow movable working rod 10, makes a joint movement on the screw 6 in one direction or another. To exclude vibration loads arising at different operating modes of the installation, screw 6 is equipped in the upper part with an upper bearing 4 and a lower bearing 11 with a centering sleeve 12. The entire mechanism of a ball screw drive (which includes an upper bearing 4, a power ball nut 5 with grooves 17, the housing of which is rigidly connected with a hollow movable working rod 10, a screw 6 with a non-self-locking thread 7, and a lower bearing 11 provided with a centering sleeve 12) is placed in the housing pipe 8. The housing pipe 8, equipped with protrusions 13, is installed is placed on the cover of the reactor installation, and on its upper flange 15 there is placed an electric motor with a gearbox 1 and an electromagnetic brake 15, an electromagnetic separation clutch 2, an upper bearing 11 that secures a screw 6, a sealed cap 14 that insulates the spread of radioactive gases and particles from the internal volume of the reactor . The case of a ball screw nut 5 has grooves 17 interacting with the protrusions 13 of the housing pipe 8, which fix the power ball nut 5 in a strictly defined position, center it together with the hollow movable working rod 10 and inform the reciprocating movement along the non-self-locking thread 7 when the screw 6 is rotated Thus, the rotational movement of the rotor of the electric motor 1 is converted into the reciprocating motion of the power ball nut 5, the hollow movable working rod 10, capture 2 4, moving the body that controls the power of a nuclear reactor along the axis of the reactor core. In addition, the authority regulating the power of a nuclear reactor can be fixed by an electromagnetic brake 16, which is part of the drive control of a nuclear reactor, in any position specified by the operator. To ensure the integrity of the body that regulates the reactivity of the core of a nuclear reactor (not shown in the drawing), and maintain its operability during a sudden movement in the core (actually falling), the nuclear reactor control actuator is equipped with a damping device 21 made in the form of a spring or ball unit 23, installed in the area of the lower flange 22 of the housing pipe 8.

Для контроля положения и перемещения органа регулирующего реактивность активной зоны ядерного реактора привод управления ядерным реактором дополнительно снабжен датчиком линейного положения 18, который контролирует положение полого перемещаемого рабочего штока 10. Датчик линейного положения 18 состоит из блока катушек 19 и набора взаимодействующих с катушками магнитных и немагнитных шунтов 20, размещенных на наружной поверхности полого перемещаемого рабочего штока 10. Таким образом, оператор контролирует нужное положение органа регулирующего мощность ядерного реактора в режиме текущего времени, а удержание регулирующего органа в заданном положении обеспечивается электромагнитным тормозом 16, входящим в состав привода управления ядерным реактором. Контроль крайнего верхнего и нижнего положения обеспечивается датчиком конечных положений 3, расположенным внутри корпусной трубы 8. Кроме того, контроль перемещения органа регулирующего реактивность активной зоны реактора может осуществляться и магнитострекционным датчиком 25.To control the position and movement of the reactor core reactivity regulating core, the nuclear reactor control drive is additionally equipped with a linear position sensor 18, which monitors the position of the hollow movable working rod 10. The linear position sensor 18 consists of a block of coils 19 and a set of magnetic and non-magnetic shunts interacting with the coils 20, located on the outer surface of the hollow movable working rod 10. Thus, the operator controls the desired position of the regulating body the power of the nuclear reactor in the current time mode, and the retention of the regulatory body in a predetermined position is provided by the electromagnetic brake 16, which is part of the nuclear reactor control drive. The control of the extreme upper and lower positions is provided by the end position sensor 3 located inside the body tube 8. In addition, the movement of the reactor core regulating the reactivity of the reactor core can also be controlled by the magnetostrictive sensor 25.

При эксплуатации предлагаемого привода управления ядерным реактором обеспечиваются следующие требования ядерной безопасности:When operating the proposed drive control nuclear reactor provides the following nuclear safety requirements:

- в конструкции механической части привода управления ядерным реактором применена шарико-винтовая или ролико-винтовая пара, которые длительное время применяются в приводах АЭС, обладают высокой надежностью и обеспечивают заданную скорость перемещения регулирующего органа;- in the design of the mechanical part of the drive for controlling the nuclear reactor, a ball screw or roller screw pair is used, which is used for a long time in NPP drives, has high reliability and provides a given speed of movement of the regulatory body;

- привод управления ядерным реактором обеспечивает постоянную информацию о положении органа, регулирующего мощность активной зоны ядерного реактора. Это позволяет контролировать заданное положение регулирующего органа в активной зоне реакторной установки. Контроль положения достигается путем постоянного взаимодействия магнитных шунтов 20 с блоком катушек 19, вывода этих данных на пульт оператора и сохранения этих данных в случае обесточивания РУ. Либо для этих целей может быть использован магнитнострикционный датчик;- the nuclear reactor control drive provides constant information about the position of the authority regulating the power of the core of the nuclear reactor. This allows you to control the specified position of the regulatory body in the reactor core. The position control is achieved by constant interaction of the magnetic shunts 20 with the coil unit 19, outputting these data to the operator console and storing these data in case of power failure. Or for these purposes a magnetostrictive sensor can be used;

- работа привода управления ядерным реактором в аварийной ситуации не зависит от каких-либо внешних источников питания. Конструкция привода управления ядерным реактором в таких случаях обеспечивает плавное перемещение регулирующего органа в активную зону реактора, что увеличивает отрицательную реактивность активной зоны и прекращает цепную ядерную реакцию.- the operation of the drive control nuclear reactor in an emergency does not depend on any external power sources. The design of the drive control nuclear reactor in such cases provides a smooth movement of the regulatory body in the active zone of the reactor, which increases the negative reactivity of the active zone and stops the nuclear chain reaction.

В случае возникновения перегрузок, вызванных сейсмическими воздействиями - привод управления ядерным реактором обеспечивает удержание регулирующего органа в заданном положении с помощью электромагнитного тормоза 16.In the event of overloads caused by seismic influences, the nuclear reactor control drive ensures that the regulatory body is held in position by means of an electromagnetic brake 16.

При обесточивании перемещение регулирующего органа в активную зону обеспечивается срабатыванием электромагнитной муфты 2, которая выводит из зацепления ротор электродвигателя 1 с винтом 6. При этом силовая шариковая гайка 5 и все связанные с ней элементы привода управления ядерным реактором, в том числе и регулирующий орган, получают импульс к самоходному перемещению вниз по не самотормозящейся резьбе 7 винта 6 под действием собственной силы тяжести. Выталкивающая сила среды, в которую погружается орган управления, например регулирующий стержень, меньше его массы и массы связанных с ним элементов, это позволяет обеспечить плавное погружение органа управления в активную зону из любой точки, в которой он находился до возникновения аварийной ситуации. Гашение развиваемой динамической нагрузки в конце сброса осуществляется демпфирующим устройством 21, которое в данном случае выполнено в виде блока пружин 23. Надежность рассматриваемого привода управления ядерным реактором обеспечивается шагом, углом наклона и формой винтовой нарезки 7 на винте 6, а также способом нагрузки между витками и стабилизацией положения гайки 5, что обеспечивает минимальный радиальный люфт и исключает перекосы оси гайки относительно винта 6.When de-energized, the movement of the regulatory body to the active zone is ensured by the operation of the electromagnetic clutch 2, which disengages the rotor of the electric motor 1 with screw 6. In this case, the power ball nut 5 and all associated elements of the drive control nuclear reactor, including the regulatory body, receive an impulse for self-propelled movement down a non-self-braking thread 7 of screw 6 under the action of its own gravity. The buoyancy force of the medium into which the control body is immersed, for example, the control rod, is less than its mass and the mass of the elements connected with it, this allows for a smooth immersion of the control body in the active zone from any point where it was before the emergency. The developed dynamic load is damped at the end of the discharge by a damping device 21, which in this case is made in the form of a spring block 23. The reliability of the nuclear reactor control drive under consideration is provided by the pitch, tilt angle and shape of the screw thread 7 on screw 6, as well as the load method between the turns and stabilization of the position of the nut 5, which ensures minimal radial play and eliminates distortions of the axis of the nut relative to the screw 6.

По сравнению с базовым объектом, в качестве которого выбран прототип, предлагаемый привод управления ядерным реактором имеет более широкие технологические возможности, а именно способен выполнять функции, более точного регулирования реактивности активной зоны ядерного реактора за счет информации о конкретном расположении органа регулирования в любой временной отрезок.Compared with the base object, for which the prototype was chosen, the proposed drive for controlling a nuclear reactor has wider technological capabilities, namely it is able to perform functions of more precisely regulating the reactivity of the core of a nuclear reactor due to information about the specific location of the regulatory body at any time interval.

При обесточивании реакторной установки привод управления ядерным реактором обеспечивает перемещение органа регулирования реактивности в активную зону реактора и, совместно со стержнями аварийной защиты, способствует прекращению цепной ядерной реакции.When the reactor installation is de-energized, the nuclear reactor control drive moves the reactivity control body to the reactor core and, together with the emergency protection rods, helps to stop the nuclear chain reaction.

Кроме того, улучшение вибрационных характеристик привода управления ядерным реактором позволяет повысить его рабочий ресурс и эксплуатационную надежность.In addition, improving the vibrational characteristics of the drive control nuclear reactor can increase its working life and operational reliability.

Claims (6)

1. Привод управления ядерным реактором, содержащий электродвигатель, разделительную электромагнитную муфту, датчики конечных положений, верхний подшипник, силовую гайку, винт с несамотормозящейся резьбой, корпусную трубу, тягу, отличающийся тем, что корпус силовой гайки жестко соединен с тягой, выполненной в виде полого перемещаемого рабочего штока, в котором размещен винт с несамотормозящейся резьбой и нижний подшипник, снабженный центрирующей втулкой, корпусная труба жестко закреплена на крышке реактора и внутри снабжена как минимум двумя направляющими выступами, а снаружи весь привод снабжен герметичным колпаком, при этом на верхнем фланце корпусной трубы установлены электродвигатель с редуктором и электромагнитным тормозом, разделительная электромагнитная муфта, верхний подшипник, а на корпусе силовой гайки выполнены пазы, взаимодействующие с выступами корпусной трубы, центрирующими силовую гайку и обеспечивающими полому перемещаемому рабочему штоку только возвратно-поступательное движение, а сам привод дополнительно снабжен датчиком положения полого перемещаемого рабочего штока, кроме того, нижняя часть корпусной трубы дополнительно снабжена демпфирующим устройством, а нижний конец полого перемещаемого рабочего штока выполнен с захватом.1. A nuclear reactor control drive comprising an electric motor, an electromagnetic isolation clutch, end position sensors, an upper bearing, a power nut, a non-self-locking thread screw, a housing pipe, a thrust, characterized in that the power nut housing is rigidly connected to the thrust made in the form of a hollow a movable working rod, in which a screw with a non-self-locking thread is placed and a lower bearing equipped with a centering sleeve, the casing pipe is rigidly fixed to the reactor cover and provided with at least two guiding protrusions, and on the outside the entire drive is equipped with a sealed cap, while on the upper flange of the casing pipe there is an electric motor with a gearbox and an electromagnetic brake, an electromagnetic separation coupling, an upper bearing, and grooves are made on the housing of the power nut interacting with the protrusions of the casing pipe that center the power a nut and providing only a reciprocating movement to the hollow movable working rod, and the actuator itself is additionally equipped with a hollow ac position sensor In addition, the lower part of the casing pipe is additionally equipped with a damping device, and the lower end of the hollow movable working rod is made with a grip. 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что силовая гайка может быть выполнена в виде силовой шариковой гайки.2. The drive according to claim 1, characterized in that the power nut can be made in the form of a power ball nut. 3. Привод по п. 1, отличающийся тем, что силовая гайка может быть выполнена в виде силовой роликовой гайки.3. The drive according to claim 1, characterized in that the power nut can be made in the form of a power roller nut. 4. Привод по п. 1, отличающийся тем, что демпфирующее устройство выполнено пружинным или шариковым и установлено в зоне нижнего фланца корпусной трубы.4. The drive according to claim 1, characterized in that the damping device is made spring or ball and is installed in the area of the lower flange of the body pipe. 5. Привод по п. 1, отличающийся тем, что направляющие выступы корпусной трубы выполнены симметрично оси привода.5. The drive according to claim 1, characterized in that the guiding protrusions of the housing pipe are made symmetrically to the axis of the drive. 6. Привод по п. 1, отличающийся тем, что датчик положения полого перемещаемого рабочего штока выполнен магнитнострикционным. 6. The drive according to claim 1, characterized in that the position sensor of the hollow movable working rod is made magnetostrictive.
RU2014101680/07A 2014-01-22 2014-01-22 Nuclear reactor control drive RU2563890C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014101680/07A RU2563890C2 (en) 2014-01-22 2014-01-22 Nuclear reactor control drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014101680/07A RU2563890C2 (en) 2014-01-22 2014-01-22 Nuclear reactor control drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014101680A RU2014101680A (en) 2015-07-27
RU2563890C2 true RU2563890C2 (en) 2015-09-27

Family

ID=53761792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014101680/07A RU2563890C2 (en) 2014-01-22 2014-01-22 Nuclear reactor control drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2563890C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197316U1 (en) * 2019-12-31 2020-04-21 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" Device for fixing the working body of a nuclear reactor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244965C2 (en) * 2003-05-07 2005-01-20 Открытое акционерное общество "ГОЗ Обуховский завод" Actuating mechanism of nuclear reactor control and protection system
KR101169731B1 (en) * 2011-05-20 2012-07-31 한국원자력연구원 Hybrid bottom mounted control rod drive device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244965C2 (en) * 2003-05-07 2005-01-20 Открытое акционерное общество "ГОЗ Обуховский завод" Actuating mechanism of nuclear reactor control and protection system
KR101169731B1 (en) * 2011-05-20 2012-07-31 한국원자력연구원 Hybrid bottom mounted control rod drive device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU197316U1 (en) * 2019-12-31 2020-04-21 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" Device for fixing the working body of a nuclear reactor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014101680A (en) 2015-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2787836C (en) Sealed transmission device for helium space of high temperature gas cooled reactor and drive device thereof
EP3065138B1 (en) Drive of an emergency safety rod
CN107924721B (en) Screw-nut driven nuclear reactor with core reaction control member
RU2563890C2 (en) Nuclear reactor control drive
JP2016206180A (en) Device for handling absorbent control rod of nuclear reactor
US20120148006A1 (en) Nuclear reactor control rod drive mechanism
KR101548060B1 (en) Bottom mounted control rod drive device having permanent magnet inside electromagnet casing
CN205722806U (en) A kind of floating type reactor control rod driving mechanism
JP5279192B2 (en) Fast reactor
US3741867A (en) Control rod drive system
US20220059246A1 (en) Control drum assembly and associated nuclear reactors and methods
JP2006145233A (en) Top-part installed control rod driving unit
US3599498A (en) Control rod drive mechanism
Choi et al. Basic design of the top-mounted CRDM for a reactor with plate type fuels
JP2008020405A (en) Control rod driving mechanism
JPH1078492A (en) Control rod drive mechanism of reactor and its controller and operation method
CN111326266B (en) Control rod driving mechanism based on square barrel type linear induction motor
CN111431373B (en) Control rod driving mechanism based on polygonal linear reluctance motor
US20220059247A1 (en) Control rod system for reactor applications
EP2302640A1 (en) Installation unit for indexing device
KR840002467B1 (en) Screw and nut mechant for controlling a nuclear reactor
JP2014160010A (en) Clearance expansion method of drive screw, and control rod drive mechanism using drive screw
KR20190105794A (en) Wave generating device
JP2014115239A (en) Smoothening processor, and control rod driving mechanism using smoothening method for the same
IE50729B1 (en) Screw and nut mechanism for controlling a nuclear reactor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180123