RU52243U1 - SERVO ACTUATOR OF AUTOMATIC AND MANUAL CONTROL OF MOVEMENT OF ABSORBING ROD AND EMERGENCY PROTECTION OF ATOMIC REACTOR TYPE RBMK - Google Patents
SERVO ACTUATOR OF AUTOMATIC AND MANUAL CONTROL OF MOVEMENT OF ABSORBING ROD AND EMERGENCY PROTECTION OF ATOMIC REACTOR TYPE RBMK Download PDFInfo
- Publication number
- RU52243U1 RU52243U1 RU2005128715/22U RU2005128715U RU52243U1 RU 52243 U1 RU52243 U1 RU 52243U1 RU 2005128715/22 U RU2005128715/22 U RU 2005128715/22U RU 2005128715 U RU2005128715 U RU 2005128715U RU 52243 U1 RU52243 U1 RU 52243U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- selsyn
- absorbing rod
- gear
- electromagnetic clutch
- Prior art date
Links
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
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Сервопривод автоматического и ручного управления перемещением поглощающего стержня и аварийной защиты атомного реактора типа РБМК относится к управлению ядерными реакциями в реакторах с помощью поглощающих стержней. Сервопривод содержит электродвигатель 1 с электромагнитным тормозом (ЭМТ), вал которого через понижающий редуктор 2 связан с электромагнитной муфтой сцепления 3, имеющую термистор 20, а через нее и промежуточный редуктор 4 - с валом 5 барабана перемещения стержня, который связан с гидротормозом 6, состоящим из шестеренчатого насоса 7 и нагрузочного регулирующего дросселя 8. Вал 5 соединен через предохранительную муфту 14 с редуктором сельсина 15, сельсином 16, кулачковым механизмом 17 и микровыключателем 18. Вал 5 также соединен со съемным механизмом ручного перемещения 12 специальной формы. Детали электромагнитной муфты сцепления 3 отделены от остальных цепей электродвигателя, тормозного механизма, сельсина, микровыключателя. Торцевое соединение с валом шестеренчатого насоса 7 гидротормоза 6 выполнено в виде крестовидной муфты.A servo-drive for automatic and manual control of the movement of the absorbing rod and emergency protection of an RBMK-type nuclear reactor refers to the control of nuclear reactions in reactors using absorbing rods. The servo drive contains an electric motor 1 with an electromagnetic brake (EMT), the shaft of which through a reduction gear 2 is connected to an electromagnetic clutch 3 having a thermistor 20, and through it and an intermediate gear 4 to a shaft 5 of the rod displacement drum, which is connected to the hydraulic brake 6, consisting from a gear pump 7 and a load control inductor 8. The shaft 5 is connected via a safety clutch 14 to a selsyn gearbox 15, selsyn 16, a cam mechanism 17 and a microswitch 18. The shaft 5 is also connected to a removable mechanism manual movement 12 of special shape. Details of the electromagnetic clutch 3 are separated from the remaining circuits of the electric motor, brake mechanism, selsyn, microswitch. The end connection with the shaft of the gear pump 7 of the hydraulic brake 6 is made in the form of a cross-shaped coupling.
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к управлению ядерными реакциями в реакторах с помощью поглощающих стержней, конкретно - к устройствам для перемещения поглощающих стержней в каналах активной зоны реактора для управления цепной реакцией и быстрого останова реактора в режиме аварийной защиты. Изобретение предназначено для использования в канальных реакторах типа РБМК большой мощности.The invention relates to the management of nuclear reactions in reactors using absorbing rods, and in particular, to devices for moving absorbing rods in the channels of the reactor core to control a chain reaction and to quickly shut down the reactor in emergency protection mode. The invention is intended for use in high power RBMK type reactors.
Уровень техники.The prior art.
Сложной задачей при построении силовых ядерных установок является разработка и изготовление надежных механизмов управления ядерными реакторами и их аварийной защиты, поскольку эти механизмы работают вблизи активной зоны реактора, где на них воздействуют высокие давления, влажность, высокая температура, радиация, вибрация и ударные нагрузки. Механизмы управления и защиты должны обеспечивать надежное, перемещение поглощающих стержней и безопасность реакторной установки.The challenge in building nuclear power plants is the development and manufacture of reliable control mechanisms for nuclear reactors and their emergency protection, since these mechanisms work near the reactor core, where they are affected by high pressures, humidity, high temperature, radiation, vibration and shock loads. Control and protection mechanisms should ensure reliable, movement of the absorbing rods and the safety of the reactor installation.
Надежность приводов поглощающих стержней повышают путем упрощения кинематических схем, применения специальных материалов, совершенствования технологии изготовления и эксплуатации.Reliability of drives of absorbing rods is increased by simplifying kinematic schemes, using special materials, improving manufacturing and operating technology.
Аналогом заявляемого технического решения может быть устройство, описанное в работе И.Я.Емельянова и др. - Основы проектирования механизмов управления ядерных реакторов. М. Атомиздат, 1978. стр.46-47. Реактор размещен в бетонной An analogue of the claimed technical solution may be the device described in the work of I. Ya. Emelyanov et al. - Fundamentals of design of control mechanisms for nuclear reactors. M. Atomizdat, 1978. p. 46-47. The reactor is placed in concrete
шахте. Он представляет собой цилиндрическую кладку высотой 8 метров, состоящую из вертикальных графитовых колонн, в отверстиях которых расположены технологические (с ядерным топливом) и специальные каналы, а также каналы для перемещения поглощающих стержней системы управления и защиты (СУЗ). Эта система стержней должна обеспечить пуск и остановку реактора, устойчивое автоматическое поддержание мощности на заданном уровне, компенсацию выгорания топлива, противоаварийную защиту. Механизм управления установлен в каналах СУЗ, по которым сверху вниз циркулирует вода с температурой 40-70°С. Температура воздуха над каналом СУЗ - 60°С (в аварийных ситуациях за 1 час достигает 250°С), относительная влажность воздуха - 98%.mine. It is a cylindrical masonry 8 meters high, consisting of vertical graphite columns, in the openings of which are technological (with nuclear fuel) and special channels, as well as channels for moving the absorbing rods of the control and protection system (CPS). This system of rods should provide starting and stopping of the reactor, stable automatic maintenance of power at a given level, compensation for fuel burn-out, emergency protection. The control mechanism is installed in the channels of the control system, through which water with a temperature of 40-70 ° C circulates from top to bottom. The air temperature above the CPS channel is 60 ° С (in emergency situations it reaches 250 ° С in 1 hour), relative air humidity - 98%.
На валу смонтирован барабан, на который наматывается (или сматывается) гибкая тяга с поглощающим стержнем. Вал получает вращение от электродвигателя через редуктор, с которым связаны также сельсин контроля положения стержня и кулачки, воздействующие на концевые выключатели. Детали привода отделены от охлаждающей канал воды манжетными уплотнителями на валу барабана. На валу сельсина установлен циферблат со стрелкой - указателем положения поглощающих стержней. Вал двигателя оснащен упором для сцепления с поводком ручного привода, которым можно воспользоваться для стопорения или подъема поглощающих стержней в случае выхода из строя электродвигателя или отключения электропитания. Привод приводится в движение электродвигателем постоянного тока. Электродвигатель через редукторную передачу передает вращение на барабан, на который наматывается (с которого сматывается) гибкая тяга с поглощающим стержнем. Через упомянутую выше связь вращение вала передается сельсину-датчику и кулачкам, воздействующим на микровыключатели крайнего верхнего и нижнего положения поглощающего стержня.A drum is mounted on the shaft onto which a flexible rod with an absorbing rod is wound (or wound). The shaft receives rotation from the electric motor through a gearbox, to which are also connected a selsyn of control of the position of the rod and cams acting on the limit switches. The drive parts are separated from the cooling water channel by lip seals on the drum shaft. A dial with an arrow is installed on the selsyn shaft — an indicator of the position of the absorbing rods. The motor shaft is equipped with a stop for engaging with a manual drive leash, which can be used to lock or lift the absorbing rods in case of failure of the electric motor or power failure. The drive is driven by a DC motor. An electric motor transmits rotation through a gear transmission to a drum onto which a flexible rod with an absorbing rod is wound (from which it is wound). Through the aforementioned connection, the rotation of the shaft is transmitted to the synchro-sensor and the cams acting on the microswitches of the extreme upper and lower positions of the absorbing rod.
Также известен сервопривод, подробно описанный, в Техническом описании и Инструкции по эксплуатации РБМ-К7 Сб.151 Also known is a servo drive, described in detail in the Technical Description and Operating Instructions RBM-K7 Sat.151
ТО и ИЭ, 1983 г., завод «Большевик», г. Ленинград. Он использует в основном ту же кинематическую схему, что и ранее описанный аналог, но имеет и ряд важных отличий. Этот сервопривод, обеспечивающий ручное и автоматическое управление и аварийную защиту атомного реактора типа РБМК, содержит понижающий зубчатый редуктор, жестко соединенный с валом электродвигателя. Его выходная шестерня соединена с входной шестерней вала барабана перемещения поглощающего стержня. Редуктор четырехступенчатый, содержит цилиндрические и конические шестерни.MOT and IE, 1983, the Bolshevik plant, Leningrad. It uses basically the same kinematic scheme as the previously described analogue, but it also has a number of important differences. This servo-drive, which provides manual and automatic control and emergency protection of an RBMK-type nuclear reactor, contains a gear reduction gearbox that is rigidly connected to the motor shaft. Its output gear is connected to the input gear of the shaft of the drum moving the absorbing rod. The gearbox is four-stage, contains cylindrical and bevel gears.
Ось входной шестерни барабана перемещения стержня сдвинута относительно оси выходной шестерни редуктора на сумму радиусов насаженных на них шестерен. Шестерни расположены в одной плоскости и сцеплены непосредственно. Вал электродвигателя связан с валом устройства ручного привода посредством разъемной сцепки, состоящей из двух соосных дисков, один из которых жестко соединен с валом двигателя, второй - с валом механизма ручного привода, причем диски имеют встречно расположенные выступы для взаимной сцепки, а один из дисков установлен с возможностью перемещения вдоль оси вала.The axis of the input gear of the drum moving the rod is shifted relative to the axis of the output gear of the gearbox by the sum of the radii of the gears mounted on them. Gears are located in one plane and are directly coupled. The motor shaft is connected to the shaft of the manual drive device by means of a detachable coupling consisting of two coaxial disks, one of which is rigidly connected to the motor shaft, the second to the shaft of the manual drive mechanism, the disks having opposite protrusions for mutual coupling, and one of the disks is mounted with the ability to move along the axis of the shaft.
Кроме перечисленного, сервопривод содержит сельсин-датчик для соединения с устройствами контроля положения стержня, концевых и путевых выключателей и другие элементы, необходимые для работы сервопривода.In addition to the above, the servo drive contains a synchro sensor for connection with rod position control devices, limit and travel switches, and other elements necessary for the operation of the servo drive.
С учетом современных требований к безопасности реакторной установки такой сервопривод недостаточно надежен и долговечен, сложен в наладке, слабо защищен от отказов в режиме ручного управления, не обеспечивает высокого быстродействия.Taking into account modern requirements for the safety of a reactor installation, such a servo drive is not sufficiently reliable and durable, difficult to set up, poorly protected from failures in the manual control mode, and does not provide high performance.
Известен сервопривод автоматического и ручного управления и защиты ядерного реактора типа РБМК, содержащий электродвигатель, силовой редуктор, барабан с лентой, подтормаживающее устройство, электромагнитную муфту и гидравлическое тормозное устройство в виде гидробуфера, которое выполнено отдельно от привода и размещено с возможностью функционирования только после полного A known servo-drive for automatic and manual control and protection of a RBMK-type nuclear reactor, comprising an electric motor, a power reducer, a drum with a tape, a braking device, an electromagnetic clutch and a hydraulic brake device in the form of a hydrobuffer, which is made separately from the drive and placed with the possibility of functioning only after full
входа стержня в активную зону атомного реактора (патентная заявка RU 2003113497/06).the entry of the rod into the active zone of a nuclear reactor (patent application RU 2003113497/06).
В связи с постоянным повышением требований к быстродействию приводов и появлением быстродействующих кластерных стержней, скорость вращения шестерен редуктора значительно увеличена. Зубчатые соединения редуктора, систем контроля, ручного управления, соединения с барабаном перемещения, при этих скоростях вращения, нагрузках и агрессивной среде, в которой они работают, быстро изнашиваются. Их отказы снижают надежность привода при аварийной защите. Кроме того, момент инерции этих элементов не позволяет быстро разогнать и остановить кластерный стержень, а также приводит к наматыванию тяги на барабан в обратном направлении и ее излому. Это проявилось при испытаниях, например, второй системы останова на 2-ом блоке ИАЭС.Due to the constant increase in requirements for the speed of drives and the emergence of high-speed cluster rods, the speed of rotation of the gears of the gearbox is significantly increased. Gear connections of the gearbox, control systems, manual control, connections to the movement drum, at these speeds of rotation, loads and the aggressive environment in which they operate, wear out quickly. Their failures reduce the reliability of the drive during emergency protection. In addition, the moment of inertia of these elements does not allow you to quickly disperse and stop the cluster rod, and also leads to winding thrust on the drum in the opposite direction and its kink. This was manifested during tests, for example, of the second shutdown system at the 2nd block of the INPP.
Отказы механизма ручного привода или схемы сигнализации о его включении снижают безопасность реактора, не позволяя вводить стержени в активную зону реактора.Failures of the manual drive mechanism or signaling circuit of its inclusion reduce the safety of the reactor, preventing the introduction of rods into the reactor core.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и большинству существенных признаков является сервопривод системы управления и защиты ядерного реактора, содержащий электродвигатель, кинематически связанный через понижающий редуктор, электромагнитную муфту сцепления и первый вал промежуточного редуктора с валом барабана, на тягу которого намотана гибкая лента, на конце которой прикреплен поглощающий стержень, сельсин контроля положения поглощающего стержня с кулачковым механизмом, воздействующим на концевые выключатели, гидротормозной узел электродвигателя и механизм ручного управления (патент SU 1748545, заявленный 1989 г.).The closest to the claimed technical solution in terms of technical essence and most of the essential features is a servo drive for the control and protection system of a nuclear reactor, containing an electric motor kinematically connected through a reduction gear, an electromagnetic clutch and a first intermediate gearbox shaft with a drum shaft, onto which a flexible tape is wound, at the end of which an absorbing rod is attached, a selsyn of controlling the position of the absorbing rod with a cam mechanism acting on the main switches, hydraulic brake assembly of the electric motor and manual control mechanism (patent SU 1748545, claimed 1989).
Этому сервоприводу, как и другим вышеописанным, присущи выше упомянутые недостатки, а именно:This servo, as well as the others described above, has the abovementioned disadvantages, namely:
- недостаточная надежность привода в режиме аварийного ввода стержня-поглотителя,- insufficient reliability of the drive in emergency input mode of the absorber rod,
- недостаточное быстродействие привода в режиме аварийного ввода стержня-поглотителя,- insufficient drive performance in emergency input mode of the absorber rod,
- сложность его сборки.- the complexity of its assembly.
Эти недостатки прототипа обусловлены следующим:These disadvantages of the prototype are due to the following:
- муфта останова соединена с гидротормозом редуктором из пары конических шестерен, а с барабаном - через редуктор из пары конических и пары цилиндрических шестерен. Применение дополнительных конических пар снижает надежность привода. Величина конечного участка торможения определяется положением дросселирующего отверстия на корпусе цилиндра, которое перекрывается гайкой гидротормоза и может быть изменено только при замене цилиндра.- the stop clutch is connected to the hydraulic brake by a reducer from a pair of bevel gears, and with a drum through a reducer from a pair of bevel gears and a pair of cylindrical gears. The use of additional conical pairs reduces the reliability of the drive. The magnitude of the final braking portion is determined by the position of the throttling hole on the cylinder body, which is blocked by the hydraulic brake nut and can only be changed when replacing the cylinder.
Целью изобретения является повышение надежности, быстродействия, универсальности, обеспечение автономности торможения при полном обесточении привода, а также обеспечение ручного управления приводом и упрощение его сборки.The aim of the invention is to increase reliability, speed, versatility, ensuring autonomy of braking with complete blackout of the drive, as well as providing manual control of the drive and simplifying its assembly.
Указанная цель достигается тем, что сервопривод ручного и автоматического управления и аварийной защиты атомного реактора типа РБМК, содержит электродвигатель, кинематически связанный через понижающий редуктор, электромагнитную муфту сцепления и первый вал промежуточного редуктора с валом барабана, на который намотана гибкая лента, на конце которой прикреплен поглощающий стержень, сельсин контроля положения поглощающего стержня с кулачковым механизмом, воздействующим на концевые выключатели, гидротормозной узел барабана с лентой, и механизм ручного управления. Новым является то, что упомянутая электромагнитная муфта сцепления наружными фрикционными дисками через понижающий редуктор соединена с валом электродвигателя, а внутренними фрикционными дисками через второй вал промежуточного редуктора соединена через тормозной узел с кулачковым механизмом, который через редуктор сельсина соединен с сельсином. Редуктор сельсина через дополнительно введенную предохранительную муфту соединен с первым валом промежуточного редуктора, причем в цепь катушки возбуждения электромагнитной муфты сцепления последовательно включен нелинейный термистор.This goal is achieved by the fact that the servomotor of manual and automatic control and emergency protection of an RBMK type nuclear reactor contains an electric motor kinematically connected through a reduction gear, an electromagnetic clutch and a first intermediate gear shaft with a drum shaft, onto which a flexible tape is wound, at the end of which is attached absorbing rod, selsyn of control of the position of the absorbing rod with a cam mechanism acting on the limit switches, a brake drum assembly with a tape, manual control mechanism. What is new is that the said electromagnetic clutch with external friction discs is connected to the motor shaft through a reduction gear, and internal friction discs are connected through the second shaft of the intermediate gear via a brake assembly to the cam mechanism, which is connected to selsyn via a selsyn gear. The selsyn reducer is connected via an additional safety clutch to the first shaft of the intermediate gearbox, and a non-linear thermistor is connected in series to the excitation coil circuit of the electromagnetic clutch.
Упомянутый гидротормозной узел помещен в общем объеме гидравлической жидкости и содержит шестеренчатый насос, который соединен со вторым валом промежуточного редуктора, имеет обратный клапан и через регулирующий дроссель соединен с упомянутым кулачковым механизмом. Такой гидротормоз на основе шестеренчатого насоса с нелинейным нагрузочным дросселем и обратным клапаном, размещенные в одном объеме, служит для обеспечения торможения в режиме аварийной защиты.The said hydraulic brake unit is placed in the total volume of the hydraulic fluid and contains a gear pump, which is connected to the second shaft of the intermediate gearbox, has a check valve and is connected via the control choke to the said cam mechanism. Such a hydraulic brake based on a gear pump with a non-linear load choke and a check valve, placed in one volume, serves to provide braking in emergency protection mode.
Для повышения скорости ввода и предохранения стержней от разрушения используется изменение настройки регулирующего дросселя от кулачкового механизма для дополнительного уменьшения скорости в нижнем положении стержня-поглотителя.To increase the input speed and protect the rods from destruction, a change in the control throttle setting from the cam mechanism is used to further reduce the speed in the lower position of the absorber rod.
Для повышения надежности и безопасности ручного управления механизм ручного перемещения, соединенный через третий вал промежуточного редуктора с валом барабана, на котором прикреплен поглощающий стержень, выполнен съемным, имеющим специальную форму в подстыкованном состоянии, служащую механическим сигнализатором пристыковки.To increase the reliability and safety of manual control, the manual movement mechanism connected through the third shaft of the intermediate gearbox to the drum shaft on which the absorbing rod is attached is made removable, having a special shape in the docked state, which serves as a mechanical docking indicator.
Ввиду высоких требований к надежности срабатывания муфты останова, нельзя допустить, чтобы с ней были связаны другие элементы, отказ которых может привести к отказу аварийного сброса. Поэтому второстепенные элементы отделены от важных цепей и поэтому детали электромагнитной муфты сцепления отделены от остальных цепей электродвигателя, тормозного механизма, сельсина, микровыключателя.Due to the high requirements for the reliability of the operation of the stop clutch, it must not be allowed that other elements are connected with it, the failure of which can lead to the failure of an emergency reset. Therefore, the secondary elements are separated from the important circuits and therefore the details of the electromagnetic clutch are separated from the remaining circuits of the electric motor, brake mechanism, selsyn, microswitch.
Торцевое соединение с валом шестеренчатого насоса гидротормоза, выполненное в виде крестовидной муфты, обеспечивает выбор эксцентриситета и удобство сборки.The end connection with the shaft of the gear pump of the hydraulic brake, made in the form of a cross-shaped coupling, provides a choice of eccentricity and ease of assembly.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 представлена кинематическая схема предлагаемого сервопривода.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the kinematic diagram of the proposed servo.
Сервопривод ручного и автоматического управления и аварийной защиты атомного реактора типа РБМК, содержит электродвигатель 1 с электромагнитным тормозом (ЭМТ), вал которого через понижающий редуктор 2 связан с электромагнитной муфтой сцепления 3, а через нее и второй (II) вал промежуточного редуктора 4 - с валом 5 барабана перемещения стержня. Вал 5 барабана перемещения стержня связан с гидротормозом 6, состоящим из шестеренчатого насоса 7 и интегрированного регулирующего дросселя 8. Для устранения торможения перемещению поглощающего стержня 9 вверх предусмотрен обратный клапан 10. Вал 5 барабана перемещения поглощающего стержня 9 устроен вращать барабан 11 с лентой, к которой присоединен поглощающий стержень 9.A servomotor for manual and automatic control and emergency protection of an RBMK type nuclear reactor contains an electric motor 1 with an electromagnetic brake (EMT), the shaft of which is connected via an reducing gear 2 to the electromagnetic clutch 3, and through it the second (II) shaft of the intermediate gear 4 shaft 5 of the drum moving the rod. The shaft 5 of the rod displacement drum is connected to the hydraulic brake 6, which consists of a gear pump 7 and an integrated control throttle 8. To eliminate the inhibition of the upward movement of the absorbing rod 9, a check valve 10 is provided. The shaft 5 of the displacement rod 9 moving drum is arranged to rotate the drum 11 with a tape to which attached to the absorbing rod 9.
Вал 5 барабана перемещения поглощающего стержня 9 через третий (III) вал промежуточного редуктора 4 соединен со съемным механизмом ручного перемещения 12. Подсоединение съемного механизма ручного перемещения 12 контролируется электрическим сигнализатором пристыковки 13, и сам ручной привод имеет специальную форму в подстыкованном состоянии, служащую механическим показателем наличия пристыковки. Например, механизм ручного перемещения 12 выполнен съемным с габаритами, не позволяющими устанавливать защитные плиты, когда ручной привод используется на приводе.The shaft 5 of the drum for moving the absorbing rod 9 through the third (III) shaft of the intermediate gearbox 4 is connected to a removable mechanism for manual movement 12. The connection of the removable mechanism for manual movement 12 is controlled by an electrical signaling device 13, and the manual drive has a special shape in a docked state, which serves as a mechanical indicator the presence of a dock. For example, the manual movement mechanism 12 is removable with dimensions that do not allow the installation of protective plates when the manual drive is used on the drive.
Вал 5 барабана перемещения поглощающего стержня 9 через первый (I) вал промежуточного редуктора 4 и через предохранительную муфту 14 соединен с редуктором сельсина 15. Редуктор сельсина 15 обеспечивает указание положения поглощающего стержня 9 сельсином 16 и сигнализацию крайних положений поглощающего стержня 9 с помощью кулачкового механизма 17 и микровыключателей 18. Кулачковый механизм 17 также обеспечивает изменение степени торможения гидротормоза 6 при подходе поглощающего стержня 9 к выбранному положению путем изменения значения гидравлического сопротивления интегрированного регулирующего дросселя 8. Сервопривод The shaft 5 of the drum for moving the absorbing rod 9 through the first (I) shaft of the intermediate gearbox 4 and through the safety clutch 14 is connected to the syncron reducer 15. The syncron reducer 15 provides an indication of the position of the absorbing rod 9 by the synchro 16 and signaling the extreme positions of the absorbing rod 9 using a cam mechanism 17 and microswitches 18. The cam mechanism 17 also provides a change in the degree of braking of the hydraulic brake 6 when the absorbing rod 9 approaches the selected position by changing the hydraulic value Cesky integrated resistance regulating throttle 8. Servo
помещен в корпусе 19, с исключением механизма ручного перемещения 12.placed in the housing 19, with the exception of the manual movement mechanism 12.
В цепь катушки возбуждения (на чертеже не показана) электромагнитной муфты сцепления 3 последовательно включен нелинейный термистор 20.In the circuit of the excitation coil (not shown) of the electromagnetic clutch 3, a nonlinear thermistor 20 is sequentially connected.
Промежуточный редуктор 4 трехступенчатый, содержит только цилиндрические шестерни (для уменьшения момента кинематической инерции). Зубья шестерен промежуточного редуктора 4 и понижающего редуктора 2 - прямые. В связи с ограниченными габаритами сервопривода зубчатые шестерни редуктора, систем контроля, соединения с барабаном 11 выполнены с максимально мелким модулем и шириной зуба, а для увеличения прочности и износостойкости зубья шестерен азотированы.The intermediate gearbox 4 is three-stage, contains only cylindrical gears (to reduce the moment of kinematic inertia). The gear teeth of the intermediate gearbox 4 and the reduction gearbox 2 are straight. Due to the limited dimensions of the servo drive, the gears of the reducer, control systems, and connections to the drum 11 are made with the smallest module and tooth width, and to increase the strength and wear resistance, the gear teeth are nitrided.
Предложенный сервопривод работает следующим образом.The proposed servo operates as follows.
Режим регулирования - (ВВОД И ВЫВОД) поглощающего стержня.Regulation mode - (INPUT AND OUTPUT) of the absorbing rod.
Съемный механизм ручного перемещения 12 отстыкован от привода, сигнализатор 13 дает в схему управления разрешение на автоматическое управление приводом.The removable manual movement mechanism 12 is undocked from the drive, the signaling device 13 gives permission to the automatic control of the drive to the control circuit.
При поступлении команды на подъем поглощающего стержня 9 (команда - ВЫВОД) подается напряжение на электродвигатель 1, отключается ЭМТ. Вращательное движение вала двигателя через редуктор 2, электромагнитную муфту сцепления 3 передается на вал 5 барабана 11 перемещения поглощающего стержня 9. При вращении барабана 11 на него наматывается лента, выводящая поглощающий стержень 9 из активной зоны реактора. В гидротормозе 6 шестеренчатый насос 7 получает гидравлическую жидкость через обратный клапан 10, работает без нагрузки и сопротивления перемещению поглощающего стержня 9 не оказывает. Кулачковый механизм 17, при достижении стержнем 9 верхнего положения, вызывает срабатывание верхнего конечного выключателя 18, приводящее к снятию команды. Когда команда ВЫВОД снимается, электродвигатель 1 отключается, его вращение и, соответственно, поднятие стержня 9 прекращается, а ЭМТ включается.When a command is received to lift the absorbing rod 9 (command - OUTPUT), voltage is applied to the electric motor 1, the EMT is switched off. The rotational movement of the motor shaft through the gearbox 2, the electromagnetic clutch 3 is transmitted to the shaft 5 of the drum 11 of the movement of the absorbing rod 9. When the drum 11 is rotated, a tape is wound around it, leading the absorbing rod 9 out of the reactor core. In the hydraulic brake 6, the gear pump 7 receives hydraulic fluid through the check valve 10, operates without load and does not provide resistance to the movement of the absorbing rod 9. The cam mechanism 17, when the rod 9 reaches the upper position, triggers the upper limit switch 18, leading to the withdrawal of the command. When the OUTPUT command is removed, the motor 1 is turned off, its rotation and, accordingly, the lifting of the rod 9 is stopped, and the EMT is turned on.
При команде ВВОД электродвигатель 1 обесточивается и поглощающий стержень 9, подвешенный к ленте барабана 11, падает вниз, силой собственного веса разматывая ленту и раскручивая кинематику сервопривода. Включается система электродинамического торможения электродвигателем 1, ограничивая скорость опускания поглощающего стержня 9. При достижении поглощающим стержнем 9 заданного нижнего положения или снятии команды ВВОД включают ЭМТ и опускание прекращается. В гидротормозе 5 шестеренчатый насос 7 прокачивает гидравлическую жидкость через интегрированный регулирующий дроссель 8. Ввиду низкой скорости ввода поглощающего стержня 9 в автоматическом режиме и малой скорости вращения вала шестеренчатого насоса 7, расход через интегрированный регулирующий дроссель 8 мал, и он не оказывает существенного сопротивления на ввод поглощающего стержня 9.With the ENTER command, the electric motor 1 is de-energized and the absorbing rod 9, suspended from the tape of the drum 11, falls down, unwinding the tape by the force of its own weight and untwisting the kinematics of the servo drive. The system of electrodynamic braking by the electric motor 1 is turned on, limiting the speed of lowering the absorbing rod 9. When the absorbing rod 9 reaches a predetermined lower position or removing the ENTER command, the EMT is turned on and the lowering stops. In the hydraulic brake 5, the gear pump 7 pumps hydraulic fluid through the integrated control throttle 8. Due to the low input speed of the absorbing rod 9 in automatic mode and the low speed of the gear pump shaft 7, the flow rate through the integrated control throttle 8 is small and does not have significant resistance to input absorbing rod 9.
При поступлении команды АВАРИЙНАЯ ЗАЩИТА (A3), независимо от состояния электродвигателя 1 и его электромагнитного тормоза, электромагнитную муфту сцепления 3 выключают, поглощающий стержень 9 падает, силой собственного веса разматывая ленту барабана 11 и раскручивая кинематику сервопривода. Ввиду отключенной электромагнитной муфты сцепления 3, двигатель 1 и редуктор 2 не раскручиваются. После разгона до высокой скорости движения стержня 9, шестеренчатый насос 7 гидротормоза 6 обеспечивает большой расход через интегрированный регулирующий дроссель 8. Дроссель 8, имеющий нелинейную характеристику, обеспечивает повышенное сопротивление на выходе шестеренчатого насоса 7 для гидравлической жидкости, тем самым обеспечивая эффективное торможение поглощающего стержня 9 до нужного значения скорости ввода. При достижении поглощающим стержнем 9 заранее заданного положения (внизу активной зоны), кулачковым механизмом 17 включается режим увеличения гидравлического сопротивления интегрированного регулирующего дросселя 8 до максимального, что обеспечивает плавное увеличение торможения поглощающего стержня 9 и безударное достижение им дна канала Upon receipt of the EMERGENCY PROTECTION command (A3), regardless of the state of the electric motor 1 and its electromagnetic brake, the electromagnetic clutch 3 is turned off, the absorbing rod 9 falls, unwinding the tape of the drum 11 by the force of its own weight and untwisting the kinematics of the servo drive. Due to the disconnected electromagnetic clutch 3, the engine 1 and gearbox 2 are not untwisted. After accelerating to a high speed of movement of the rod 9, the gear pump 7 of the hydraulic brake 6 provides a large flow rate through the integrated control throttle 8. The throttle 8, having a non-linear characteristic, provides increased resistance at the output of the gear pump 7 for hydraulic fluid, thereby providing effective braking of the absorbing rod 9 to the desired input speed. When the absorbing rod 9 reaches a predetermined position (at the bottom of the active zone), the cam mechanism 17 activates the mode of increasing the hydraulic resistance of the integrated control choke 8 to the maximum, which provides a smooth increase in braking of the absorbing rod 9 and its impactless reaching the bottom of the channel
реактора. Снижение механических нагрузок на стержень 9 увеличивает его ресурс.the reactor. Reducing mechanical loads on the rod 9 increases its resource.
Ток срабатывания электромагнитной муфты сцепления 3 гораздо больше тока, который необходим для уже сработанной муфты в состоянии поджатия фрикционных дисков (нет воздушного зазора между полюсами электромагнита муфты). Поэтому, после срабатывания электромагнитной муфты сцепления 3 ток уменьшается с помощью термистора 20 с положительным температурным коэффициентом. Если придет, даже кратковременный, сигнал на прерывание тока в муфте по аварийной защите, то стержень будет введен в реактор, даже если напряжение на электромагнитной муфте сцепления 3 восстановится. Так как постоянная времени термистора 20 больше, чем время ввода стержня 9 в реактор, он не успеет остыть (тока через него нет), и снизить свое сопротивление. Поэтому в цепь катушки возбуждения электромагнитной муфты сцепления 3 последовательно включен нелинейний термистор 20.The response current of the electromagnetic clutch 3 is much greater than the current that is necessary for the already worked clutch in the state of compression of the friction discs (there is no air gap between the poles of the clutch solenoid). Therefore, after the operation of the electromagnetic clutch 3, the current is reduced by a thermistor 20 with a positive temperature coefficient. If even a short-term signal comes to interrupt the current in the clutch for emergency protection, then the rod will be introduced into the reactor, even if the voltage on the electromagnetic clutch 3 is restored. Since the time constant of the thermistor 20 is longer than the time the rod 9 was introduced into the reactor, it will not have time to cool down (there is no current through it) and reduce its resistance. Therefore, a non-linear thermistor 20 is sequentially included in the excitation coil circuit of the electromagnetic clutch 3.
В цепь катушки многодисковой электромагнитной фрикционной муфты 3 последовательно включенный нелинейный термистор 20 обеспечивает снижение тока через катушку электромагнитной муфты сцепления 3 после притягивания ее дисков, тем самым повышая надежность ввода стержня 9 в режиме А3 («запоминание» режима A3). Снижение тока через электромагнитную муфту сцепления 3 уменьшает ее сопротивление и температуру привода, что дополнительно увеличивает надежность работы привода.In a coil circuit of a multi-plate electromagnetic friction clutch 3, a non-linear thermistor 20 connected in series provides a decrease in current through the coil of the electromagnetic clutch 3 after pulling its disks, thereby increasing the reliability of input of the rod 9 in mode A3 (“remembering” mode A3). The decrease in current through the electromagnetic clutch 3 reduces its resistance and temperature of the drive, which further increases the reliability of the drive.
При регламентных работах привод переводят в режим ручного управления. Для этого съемный механизм ручного перемещения 12 подсоединяют к сервоприводу. При этом сигнализатор 13 подает команду запрет на схему управления электродвигателем 1. Теперь с сервопривода можно полностью снимать питание. Удержание поглощающего стержня 9, при выключенных тормозной муфте 14 и электромагнитной муфты сцепления 3, обеспечивает самотормозящийся механизм ручного перемещения 12. При ручном управлении оператор вручную вращает вал механизма ручного During routine maintenance, the drive is put into manual control mode. For this, a removable manual movement mechanism 12 is connected to the servo drive. In this case, the signaling device 13 instructs the ban on the control circuit of the motor 1. Now you can completely remove power from the servo drive. Holding the absorbing rod 9, when the brake clutch 14 and the electromagnetic clutch 3 are turned off, provides a self-braking mechanism for manual movement 12. During manual operation, the operator manually rotates the shaft of the manual mechanism
перемещения 12, который через редуктор 4 вращает вал 5 барабана перемещения поглощающего стержня 9 в реакторе.moving 12, which through the gear 4 rotates the shaft 5 of the drum moving the absorbing rod 9 in the reactor.
Таким образом, по сравнению с прототипом, наблюдается совокупный положительный эффект:Thus, in comparison with the prototype, there is a cumulative positive effect:
- поскольку электромагнитная муфта сцепления 3 непосредственно соединена с гидротормозом 6 без промежуточного редуктора и соединена с барабаном через редуктор из двух цилиндрических шестерен, из-за снижения количества деталей и упрощения компоновки привода получаем более высокую надежность, простоту изготовления. Благодаря снижению количества деталей снижается также момент инерции кинематической схемы привода, работающей при отключении электромагнитной муфты сцепления 3 - в режиме АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ. За счет этого достигается более высокое быстродействие привода, снижаются требования к величине тормозного усилия от гидротормоза 6, гидротормоз 6 является более компактным.- since the electromagnetic clutch 3 is directly connected to the hydraulic brake 6 without an intermediate gearbox and connected to the drum through a gearbox of two cylindrical gears, due to the reduction in the number of parts and simplification of the drive layout, we obtain higher reliability, ease of manufacture. Due to the reduction in the number of parts, the moment of inertia of the kinematic drive circuit operating when the electromagnetic clutch 3 is disconnected is also reduced in the EMERGENCY PROTECTION mode. Due to this, a higher speed of the drive is achieved, the requirements for the amount of braking force from the hydraulic brake 6 are reduced, and the hydraulic brake 6 is more compact.
В цепь катушки многодисковой электромагнитной фрикционной муфты 3 последовательно включен нелинейный термистор 20, обеспечивающий снижение тока через катушку муфты после притягивания ее дисков, тем самым повышающий надежность ввода стержня в режиме А3(«запоминание» режима A3) и снижение температуры привода.A non-linear thermistor 20 is sequentially included in the coil circuit of a multi-disk electromagnetic friction clutch 3, which provides a decrease in current through the clutch coil after pulling its disks, thereby increasing the reliability of the rod input in A3 mode (“remembering” of A3 mode) and lowering the drive temperature.
Кроме этого, в изобретении начало перекрытия регулирующего дросселя 8 в гидротормозе 6 для максимального торможения в конце хода стержня 9 по положению в активной зоне реактора обеспечивается связью с кулачковым механизмом 17. Величина конечного участка максимального торможения легко регулируется перестройкой кулачкового механизма 17. В прототипе величина конечного участка торможения определяется положением дросселирующего отверстия на корпусе цилиндра, которое перекрывается гайкой гидротормоза и может быть изменено только при замене цилиндра. Поэтому изобретение позволяет использовать сервопривод для разных типов поглощающих стержней, т.е. обеспечивает универсальность привода.In addition, in the invention, the beginning of the overlap of the regulating throttle 8 in the hydraulic brake 6 for maximum braking at the end of the stroke of the rod 9 in position in the reactor core is ensured by communication with the cam mechanism 17. The value of the final section of maximum braking is easily controlled by the restructuring of the cam mechanism 17. In the prototype, the value of the final the braking area is determined by the position of the throttle hole on the cylinder body, which is blocked by the hydraulic brake nut and can only be changed when replacing cylinder. Therefore, the invention allows the use of a servo drive for different types of absorbent rods, i.e. provides versatility of the drive.
В изобретении используемый гидротормоз 6 на основе шестеренчатого насоса 7 многократно прокачивает объем гидрожидкости через регулирующий дроссель 8, что позволяет снизить объем гидравлической жидкости и уменьшить габариты гидротормоза 6. (В прототипе за время рабочего хода объем гидравлической жидкости прокачивается однократно). За счет достижения большей скорости движения жидкости изобретение позволяет обеспечить увеличенные сечения в интегрированном регулирующем дросселе 8 и снизить в нем рабочее давление, уменьшить объем гидравлической жидкости.In the invention, the used hydraulic brake 6 based on the gear pump 7 repeatedly pumps the volume of hydraulic fluid through the control throttle 8, which allows to reduce the volume of hydraulic fluid and reduce the dimensions of the hydraulic brake 6. (In the prototype, during the working stroke, the volume of hydraulic fluid is pumped once). By achieving a higher fluid velocity, the invention allows for increased cross-sections in the integrated control choke 8 and to reduce the working pressure in it, to reduce the volume of hydraulic fluid.
Увеличение сечений в дросселе обеспечивает более надежную работу при возможных загрязнениях гидравлической жидкости. Уменьшение рабочего давления позволяет уменьшить размеры и вес интегрированного регулирующего дросселя 8. Уменьшение количества гидравлической жидкости позволяет уменьшить общие размеры гидротормоза 6 и упростить компоновку привода.The increase in cross sections in the throttle provides more reliable operation in case of possible contamination of the hydraulic fluid. Reducing the working pressure allows you to reduce the size and weight of the integrated control throttle 8. A decrease in the amount of hydraulic fluid allows you to reduce the overall dimensions of the hydraulic brake 6 and simplify the layout of the drive.
Для обеспечения торможения в режиме аварийной защиты используется гидротормоз на основе шестеренчатого насоса, отличающийся интегрированным нелинейным регулировочно-нагрузочным дросселем и обратным клапаном, размещенными в одном объеме, что позволяет упростить изготовление и повысить надежность гидротормоза и уменьшить габариты.To provide braking in emergency protection mode, a hydraulic brake based on a gear pump is used, which is characterized by an integrated nonlinear control and loading throttle and a non-return valve located in the same volume, which allows to simplify the manufacture and increase the reliability of the hydraulic brake and reduce the size.
Предохранительная муфта, включенная между барабаном с лентой и редуктором сельсина служит для повышения надежности и устранения влияния отказов второстепенных кинематических цепей на ввод стержня в режиме АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ.A safety clutch connected between the drum with the tape and the selsyn gearbox serves to increase reliability and eliminate the influence of failures of secondary kinematic chains on the input of the rod in the EMERGENCY PROTECTION mode.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LT2005032A LT5302B (en) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | An accident prevention and transposition automatic and manual servomotor for absorbing stick of rbmk reactor |
LT2005032 | 2005-03-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU52243U1 true RU52243U1 (en) | 2006-03-10 |
Family
ID=35249180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005128715/22U RU52243U1 (en) | 2005-03-31 | 2005-09-15 | SERVO ACTUATOR OF AUTOMATIC AND MANUAL CONTROL OF MOVEMENT OF ABSORBING ROD AND EMERGENCY PROTECTION OF ATOMIC REACTOR TYPE RBMK |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ16099U1 (en) |
LT (1) | LT5302B (en) |
RU (1) | RU52243U1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516876C2 (en) * | 2008-11-28 | 2014-05-20 | Бернард Контролс | Servo drive with separable units |
RU2540441C2 (en) * | 2013-06-26 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") | Indicator of position of absorbing rod in reactor core |
WO2015065234A1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Drive of an emergency safety rod |
RU2630231C2 (en) * | 2012-06-22 | 2017-09-06 | Аума Ристер Гмбх Унд Ко. Кг | Servo-drive, servo-driving device, method of operation of servo-drive and method of operation of servo-driving device |
-
2005
- 2005-03-31 LT LT2005032A patent/LT5302B/en not_active IP Right Cessation
- 2005-08-10 CZ CZ200516897U patent/CZ16099U1/en not_active IP Right Cessation
- 2005-09-15 RU RU2005128715/22U patent/RU52243U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516876C2 (en) * | 2008-11-28 | 2014-05-20 | Бернард Контролс | Servo drive with separable units |
RU2630231C2 (en) * | 2012-06-22 | 2017-09-06 | Аума Ристер Гмбх Унд Ко. Кг | Servo-drive, servo-driving device, method of operation of servo-drive and method of operation of servo-driving device |
RU2630231C9 (en) * | 2012-06-22 | 2017-09-26 | Аума Ристер Гмбх Унд Ко. Кг | Servo-drive, servo-driving device, method of operation of servo-drive and method of operation of servo-driving device |
RU2540441C2 (en) * | 2013-06-26 | 2015-02-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") | Indicator of position of absorbing rod in reactor core |
WO2015065234A1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Drive of an emergency safety rod |
RU2566299C2 (en) * | 2013-10-31 | 2015-10-20 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Scram rod actuator |
CN105723466A (en) * | 2013-10-31 | 2016-06-29 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | Drive of an emergency safety rod |
KR101844910B1 (en) | 2013-10-31 | 2018-05-18 | 조인트 스탁 컴퍼니 ″아크메-엔지니어링″ | Drive of an emergency safety rod |
EA029753B1 (en) * | 2013-10-31 | 2018-05-31 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Drive of an emergency safety rod |
US10204711B2 (en) | 2013-10-31 | 2019-02-12 | Joint Stock Company “Akme-Engineering” | Control rod drive includes an electric drive and a toothed rack |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LT2005032A (en) | 2005-10-25 |
LT5302B (en) | 2005-12-27 |
CZ16099U1 (en) | 2006-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102588971B1 (en) | Electric actuator with fail-safe operating mode | |
JP4695995B2 (en) | Sluice drive device for opening and closing the flow path | |
US4635491A (en) | Fail-safe motor-driven cylinder for lifting apparatus | |
RU52243U1 (en) | SERVO ACTUATOR OF AUTOMATIC AND MANUAL CONTROL OF MOVEMENT OF ABSORBING ROD AND EMERGENCY PROTECTION OF ATOMIC REACTOR TYPE RBMK | |
US6202803B1 (en) | Output load limiter | |
US10163530B2 (en) | Nuclear reactor with screw-nut drive of core reactivity control members | |
CN102491173B (en) | Crane and closed type winch negative power control system for crane | |
CN1023148C (en) | Servo drive for safety valve and control valve | |
KR101893760B1 (en) | Winch for Floodgate | |
KR102423314B1 (en) | Floodgate winch with smart fast shutoff function and that can be remotely operated to switch between electric mode and manual mode | |
KR102602257B1 (en) | Actuator for valve opening and closing | |
CN1173130C (en) | Load driver | |
US3089839A (en) | Control rod drive mechanism for a nuclear reactor | |
KR100647425B1 (en) | Emergency Descendable Actuator | |
JP5851278B2 (en) | Emergency gate device | |
CN212801440U (en) | Hydraulic buffering quick-closing hoist for emergency gate | |
US5232656A (en) | Fast-acting nuclear reactor control device | |
KR101658827B1 (en) | Emergency Descendable Actuator | |
JP4351219B2 (en) | Sluice drive device for opening and closing the flow path | |
CN114321405A (en) | Pneumatic butterfly valve | |
KR102604384B1 (en) | self-weight descending emergency cut-off gate with manual action function | |
RU2244965C2 (en) | Actuating mechanism of nuclear reactor control and protection system | |
CN202468501U (en) | Motor control circuit and control valve | |
CN114171214B (en) | Control rod system for critical device | |
KR200380457Y1 (en) | Emergency Descendable Actuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090916 |