核电站反应堆控制棒驱动机构及其磁极结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种核电站反应堆控制棒驱动机构及其磁极结构，磁极结构包括固定连接的上部圆柱结构和下部齿状结构，上部圆柱结构和下部齿状结构之间形成有环形凹槽，且上部圆柱结构和下部齿状结构之间具有贯通的孔道，其中，下部齿状结构包括多个凸齿和沿轴向分布的与凸齿相间的凹槽。相对于现有技术，本实用新型专利技术磁极结构通过设置上部圆柱结构和下部齿状结构，减小了核电站反应堆控制棒驱动机构内部漏磁现象，减小了线圈部件与钩爪部件之间的磁阻，降低了线圈部件所需的电流值和发热量，提高了线圈部件的安全，同时保证冷却剂有足够的流道。

【技术实现步骤摘要】
核电站反应堆控制棒驱动机构及其磁极结构
本技术属于核电站反应堆控制棒驱动机构领域，更具体地说，本技术涉及一种核电站反应堆控制棒驱动机构及其磁极结构。
技术介绍
核电站反应堆控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆控制和保护系统中重要的伺服机构，所驱动的控制棒组件使快速调节反应性变化的重要部件，具有控制反应堆启动、功率调节以及停堆等功能。现有核电站反应堆控制棒驱动机构由驱动杆部件、钩爪部件、密封壳部件、线圈部件和棒位指示器部件组成。钩爪部件包括套管轴、提升磁极和移动磁极。当提升线圈通电时，提升磁极与移动磁极被磁化，在电磁力的作用下，移动磁极向提升磁极吸合。移动磁极为上下等直径的柱状结构，为保证移动磁极顺利动作，移动磁极与密封壳之间保留了较大间隙。现有核电站反应堆控制棒驱动机构存在一定的缺陷，主要体现在：移动磁极为柱状结构，在保证流体阻力不能太大的情况下，移动磁极与密封壳之间需要保留一定的间隙，造成磁阻及漏磁现象偏大，为保证一定的电磁力完成移动磁极向着提升磁极吸合的动作，提升线圈需要通入较大的电流，线圈中通入大电流时会产生大量的热量，而线圈部件的耐温能力有限，需要额外的冷却通风设备来降低线圈部件的温度。有鉴于此，确有必要提供一种磁极结构及其核电站反应堆控制棒驱动机构，减小核电站反应堆控制棒驱动机构内部漏磁现象，并减小线圈部件与钩爪部件之间的磁阻，提高核电站反应堆控制棒驱动机构的运行稳定性和使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种核电站反应堆控制棒驱动机构及其磁极结构，减小核电站反应堆控制棒驱动机构内部漏磁现象，并减小线圈部件与钩爪部件之间的磁阻，提高核电站反应堆控制棒驱动机构的运行稳定性和使用寿命。为了实现上述目的，本技术提供了一种磁极结构，包括固定连接的上部圆柱结构和下部齿状结构，所述上部圆柱结构和下部齿状结构之间形成有环形凹槽，且上部圆柱结构和下部齿状结构之间具有贯通的孔道，其中，所述下部齿状结构包括多个凸齿和沿轴向分布的与凸齿相间的凹槽。作为本技术磁极结构的一种改进，所述凸齿或凹槽的个数分别为3至12个。作为本技术磁极结构的一种改进，所述凹槽的深度为1～10mm。作为本技术磁极结构的一种改进，所述下部齿状结构凸齿的外径大于上部圆柱结构外径，下部齿状结构凹槽槽底的外径小于上部圆柱结构外径。作为本技术磁极结构的一种改进，所述多个凸齿的宽度相同，所述凹槽的宽度相同。为了实现上述目的，本技术提供了一种核电站反应堆控制棒驱动机构，包括：耐压壳部件、线圈部件和钩爪部件，所述线圈部件安装在耐压壳部件外侧，所述耐压壳部件包括棒行程套管和密封壳，所述钩爪部件装于密封壳内，所述钩爪部件包括提升磁极、套管轴、移动磁极、移动衔铁、移动钩爪、固定磁极、固定衔铁和固定钩爪，所述移动磁极和移动衔铁套装在套管轴上，所述固定磁极安装在移动衔铁下部，并与套管轴固定连接，所述固定衔铁位于固定磁极的下方，套装在套管轴上，所述移动磁极为上述所述的磁极结构。作为本技术核电站反应堆控制棒驱动机构的一种改进，所述上部圆柱结构与密封壳之间的流体流通截面积与下部齿状结构与密封壳之间的流体流通截面积相等。作为本技术核电站反应堆控制棒驱动机构的一种改进，所述线圈部件包括从上至下依次设置的提升线圈、移动线圈和固定线圈。作为本技术核电站反应堆控制棒驱动机构的一种改进，所述提升磁极包括上部圆柱结构和下部齿状结构，下部齿状结构包括多个凸齿和沿轴向分布的与凸齿相间的凹槽，并通过定位台阶吊装在密封壳上，下部通过螺纹与套管轴相连。作为本技术核电站反应堆控制棒驱动机构的一种改进，所述提升磁极、移动磁极、固定磁极、移动衔铁和固定衔铁与所述耐压壳部件之间存在有间隙。作为本技术核电站反应堆控制棒驱动机构的一种改进，所述固定磁极为整体齿状结构，包括多个凸齿和沿轴向分布的与凸齿相间的凹槽。相对于现有技术，本技术磁极结构及其核电站反应堆控制棒驱动机构具有以下有益技术效果：1)本技术磁极结构通过设置上部圆柱结构和下部齿状结构，减小了核电站反应堆控制棒驱动机构内部漏磁现象，减小了线圈部件与钩爪部件之间的磁阻，在提供同等大小电磁力的情况下，降低了线圈部件所需的电流值，降低了线圈部件的发热量，提高了线圈部件的安全性；2)本技术磁极结构通过设置上部圆柱结构和下部齿状结构，降低了线圈部件的发热量，有助于取消堆顶通风设备，简化堆顶布置，降低成本；3)本技术磁极结构通过设置上部圆柱结构和下部齿状结构，不会改变流体对钩爪部件运动件(磁极/衔铁)的影响，不改变核电站反应堆控制棒驱动机构的运动特性，能够保证冷却剂有足够的流道。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本技术磁极结构及其核电站反应堆控制棒驱动机构进行详细说明，其中：图1为本技术磁极结构的主视图。图2为本技术磁极结构的轴测图。图3为本技术磁极结构的俯视图。图4为本技术核电站反应堆控制棒驱动机构的结构示意图。图5为本技术核电站反应堆控制棒驱动机构的B-B向剖视图。图6为本技术核电站反应堆控制棒驱动机构的C-C向剖视图。附图标注：10-磁极结构；100-上部圆柱结构；102-下部齿状结构；1020-凸齿；1022-凹槽；104-凹槽；106-孔道；20-核电站反应堆控制棒驱动机构；200-耐压壳部件；2000-棒行程套管；2002-密封壳；202-钩爪部件；2020-提升磁极；2021-套管轴；2022-移动磁极；2023-移动衔铁；2024-移动钩爪；2025-固定磁极；2026-固定衔铁；2027-固定钩爪；204-线圈部件；2040-提升线圈；2042-移动线圈；2044-固定线圈。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本技术，并非为了限定本技术。请参阅图1至图6所示，本技术磁极结构10包括固定连接的上部圆柱结构100和下部齿状结构102，上部圆柱结构100和下部齿状结构102之间形成有环形凹槽104，且上部圆柱结构100和下部齿状结构102之间具有贯通的孔道106，其中，下部齿状结构102包括若干个凸齿1020和沿轴向分布的与凸齿1020相间的凹槽1022。如此设置，使得下部齿状结构102在保证有足够流道的前提下，可以减小磁阻和漏磁现象；凹槽1022可以用来隔断磁极结构10上下部分的磁路。在图示实施方式中，磁极结构10通过铸造一体成型，上部圆柱结构100的外径介于下部齿状结构102齿顶(凸齿1020的外壁)外径和齿底(凹槽1022槽底)之间。下部齿状结构102的凸齿1020或凹槽1022的个数分别为3至12个，优选4至6个，凹槽1022从下部齿状结构102的顶部一直延伸至底部。进一步地，凸齿1020的宽度相同，凹槽1022的宽度也相同。更进一步地，凹槽的深度为1～10mm，每个凹槽的深度相同。请参阅图4至图6所示，本技术核电站反应堆控制棒驱动机构20包括耐压壳部件200、线圈部件204和钩爪部件202，线圈部件204安装在耐压壳部件200外侧，耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁极结构，其特征在于，包括固定连接的上部圆柱结构和下部齿状结构，所述上部圆柱结构和下部齿状结构之间形成有环形凹槽，且上部圆柱结构和下部齿状结构之间具有贯通的孔道，其中，所述下部齿状结构包括多个凸齿和沿轴向分布的与凸齿相间的凹槽。

【技术特征摘要】
1.一种磁极结构，其特征在于，包括固定连接的上部圆柱结构和下部齿状结构，所述上部圆柱结构和下部齿状结构之间形成有环形凹槽，且上部圆柱结构和下部齿状结构之间具有贯通的孔道，其中，所述下部齿状结构包括多个凸齿和沿轴向分布的与凸齿相间的凹槽。2.根据权利要求1所述的磁极结构，其特征在于，所述凸齿或凹槽的个数分别为3至12个。3.根据权利要求1所述的磁极结构，其特征在于，所述凹槽的深度为1～10mm。4.根据权利要求1所述的磁极结构，其特征在于，所述下部齿状结构凸齿的外径大于上部圆柱结构的外径，下部齿状结构凹槽槽底的外径小于上部圆柱结构外径。5.根据权利要求1所述的磁极结构，其特征在于，所述多个凸齿的宽度相同，所述凹槽的宽度相同。6.一种核电站反应堆控制棒驱动机构，包括：耐压壳部件、线圈部件和钩爪部件，所述线圈部件安装在耐压壳部件外侧，所述耐压壳部件包括棒行程套管和密封壳，所述钩爪部件装于密封壳内，所述钩爪部件包括提升磁极、套管轴、移动磁极、移动衔铁、移动钩爪、固定磁极、固定衔铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张飞，李跃忠，赵毛毛，吴和北，刘言午，魏乔苑，董杨，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44