一种反应堆安全棒水力驱动机构制造技术

一种反应堆安全棒水力驱动机构，涉及水冷反应堆安全棒驱动装置。该水力驱动机构由水力驱动缸、外缸和水力驱动回路组成。水力驱动缸包括活塞、连杆和缸套，缸套的内壁与连杆和活塞之间采用非接触密封，在缸套上部设有沿圆周均布的至少三个溢流孔。外缸顶端封闭，与缸套同心布置；水力驱动回路含有取水管和排水管，取水管和排水管的一端分别与反应堆压力容器的内腔相通，取水管和排水管的另一端与水力驱动缸连通，在取水管上安装有循环泵和流量调节阀，在所述的排水管上安装有电磁阀。本发明专利技术不仅表现出良好的安全可靠性能，同时因为其结构简单，所以也具有良好的经济性。与压水堆控制棒用磁力提升器相比其成本为磁力提升器的１／３～１／５。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种反应堆安全棒水力驱动机构，特别涉及水冷反应堆安全棒驱动装置的结构设计，属于核反应堆设备

技术介绍
反应堆安全棒驱动机构是关系反应堆的运行和安全的重要部件，用于反应堆安全棒的驱动，实现安全棒的提棒、保持和落棒等功能。现有的反应堆都使用控制棒驱动机构(如绳轮机构、齿轮齿条机构、磁力提升机构等)兼用作安全棒驱动机构。但是，由于安全棒只有提出堆芯、保持和落棒三种工作状态，要比控制棒驱动机构的驱动要求简单得多，但其可靠性则要求得更为严格。因此从安全性和经济性的角度来看，这样做并不合适。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种反应堆安全棒水力驱动机构，即以流体动压为动力的水力驱动机构来代替普通控制棒驱动机构驱动反应堆安全棒，以简化安全棒驱动机构，进而提高安全棒驱动机构的可靠性、安全性，降低安全棒驱动机构的成本。 本专利技术的技术方案如下一种反应堆安全棒水力驱动机构， 其特征在于所述的水力驱动机构包括水力驱动缸、外缸和设置在反应堆压力容器外部的水力驱动回路；所述的水力驱动缸由活塞、与安全棒刚性连接的连杆和缸套组成，缸套由缸套头和缸套筒两部分构成，在缸套头的上部活塞行程的终点处设有沿圆周均布的至少三个溢流孔；所述缸套筒的内壁和连杆之间以及活塞与缸套头的内壁之间采用非接触密封；所述外缸顶端封闭，与缸套同心布置，且两者之间留有间隙，该外缸的下部通过法兰与反应堆压力容器连接；所述的水力驱动回路含有取水管和排水管，取水管和排水管的一端分别与反应堆压力容器内腔相通，取水管和排水管的另一端与水力驱动缸内部连通，在所述的取水管上安装有循环泵和调解阀，在所述的排水管上安装有电磁阀。 本专利技术所述的反应堆安全棒水力驱动机构，其特征还在于该安全棒水力驱动机构还含有一根通气管，该通气管的一端与外缸顶部的内腔相通，另一端与反应堆压力容器的内腔相通。 本专利技术的另一优选技术方案是该安全棒水力驱动机构还含有一根通气管，并在法兰上设有通气孔，所述的通气管一端与外缸顶部的内腔相通，另一端通过法兰上的通气孔与反应堆压力容器的内腔相通。 本专利技术所述的非接触式密封可采用间隙式或迷宫式结构。 本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果利用本专利技术所提供的反应堆安全棒水力驱动机构来代替现有技术中利用控制棒驱动机构兼作安全瓣驱动机构，不仅表现出良好的安全可靠性能，而且具有良好的经济性；水力驱动缸与水力驱动回路之间只有一根进水管相连，是在反应堆主回路边界以内结构最简单的安全棒驱动机构，因此将给反应堆带来良好的运行可靠性。加之，在反应堆断电时，安全棒可以依靠重力自动落入堆芯，停止反应堆的运行，因此具有良好的固有安全性。同时本专利技术与现有的机电控制棒驱动机构相比，不仅结构简单，而且成本低，例如与压水堆控制棒用磁力提升器相比其成本为磁力提升器的1/3～1/5。 附图说明 图1为本专利技术提供的安全棒水力驱动机构的结构示意图。 图2为水力驱动缸的结构示意图。 其中1-堆芯；2-安全棒；3-循环泵；4-电磁阀；5-流量调节阀；6-安全棒水力驱动缸；7-反应堆压力容器；8-外缸；9-溢流孔；10-缸套；11-活塞；12-进水口；13-缓冲器；14-连杆；15-取水管；16-排水管；17-通气管；18-缸套头；19—缸套筒。 具体实施方式 下面结合附图对本专利技术的具体结构、工作过程作进一步的说明。 图1、图2为本专利技术提供的安全棒水力驱动机构的结构示意图。该水力驱动机构包括水力驱动缸6、外缸8和设置在反应堆压力容器外部的水力驱动回路三部分，所述的水力驱动缸由活塞11、与安全棒刚性连接的连杆14和缸套10组成，缸套由缸套头18和缸套筒19两部分构成，在缸套头的上部活塞行程的终点处设有沿圆周均布的至少三个溢流孔9；所述缸套筒19的内壁和连杆14之间以及活塞11与缸套头18的内壁之间采用非接触密封，非接触密封可采用间隙式或迷宫式结构；外缸8的顶端为封闭式，与缸套10应保持同心布置，且两者之间留有间隙，该外缸8的下部通过法兰与反应堆压力容器7连接；水力驱动缸的水力驱动回路设置在反应堆压力容器7的外部，包括取水管15和排水管16，取水管和排水管的一端分别与反应堆压力容器内腔相通，取水管和排水管的另一端通过进水口12与缸套10内部连通，在所述的取水管上安装有循环泵3和流量调节阀5，在所述的排水管16上安装有电磁阀4，该电磁阀可采用常开电磁阀。在电磁阀4通电关闭的情况下，加压后的水进入缸套10内部，当流量足够大时，流经活塞11上下两端的动压差所形成的提升力大于运动件的总负荷后，活塞11带动连杆14和安全棒2向上运动，直至上终点(溢流孔9处)。当活塞11的下沿高于溢流孔9后，缸套10内的压力水将通过溢流孔9、外缸8返回到反应堆压力容器7，活塞11将保持在终点的位置上。 当电磁阀4断电打开时，水力驱动缸6内的水将通过电磁阀4和排水管16返回到反应堆压力容器7内，安全棒2将迅速落入堆芯1。另外在驱动系统断电后，循环泵3将停止、同时电磁阀4将同时断电，安全棒2将更为迅速落入堆芯1中。 安全棒水力驱动机构的工作过程如下1)安全棒提升状态电磁阀通电使电磁阀4呈关闭状态，反应堆压力容器7中的水，经循环泵3加压后，通过调节阀5，经进水口12进入安全棒水力驱动缸。当流量大于临界保持流量后，在水流的推动下，活塞11向上运动，并带动与之刚结的安全棒2向上运动，直至活塞的下沿到达溢流孔9。 2)安全棒保持状态当活塞的下沿到达溢流孔9后，水流将通过溢流孔9返回到反应堆压力容器7内，活塞11将停止在该位置上。这时安全棒将保持在反应堆堆芯以上。 3)落棒状态电磁阀4在提升和保持状态时是通电关闭的，当落棒操作时，电磁阀4断电，呈开启状态。活塞11下部的水将通过该电磁阀4和排水管16返回到反应堆压力容器7。这样的设置符合反应堆的失事安全的原则。 落棒状态可以是通过切断电磁阀4的电源达到，也可以通过切断系统的总电源来达到，但因为后种状态电磁阀4和循环泵3同时被切断电源，所以落棒的速度更快一些。 图2为水力驱动缸的结构示意图，由图2可以看出，水力驱动缸6的结构非常简单，且在缸壁和活塞之间及活塞杆和缸头之间采用非接触式密封，水力驱动缸与水力驱动回路之间只有一根进水管相连，是在反应堆主回路边界以内结构最简单的安全棒驱动机构，因此将给反应堆带来良好的运行可靠性。另外该安全棒水力驱动机构还含有一根通气管17，通气管的连接方式可通过以下两种方式实现一种连接方式是该通气管17的一端与外缸顶部的内腔相通，另一端与反应堆压力容器的内腔相通。另一种连接方式是在外缸下面的法兰上设置通气孔，将通气管17的一端与外缸顶部的内腔相通，另一端通过法兰上的通气孔与反应堆压力容器的内腔相通。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应堆安全棒水力驱动机构，其特征在于：所述的水力驱动机构包括水力驱动缸（６）、外缸（８）和设置在反应堆压力容器（７）外部的水力驱动回路组成；所述的水力驱动缸由活塞（１１）、与安全棒刚性连接的连杆（１４）和缸套（１０）组成，缸套由缸套头（１８）和缸套筒（１９）两部分构成，在缸套头的上部活塞行程的终点处设有沿圆周均布的至少三个溢流孔（９）；所述缸套筒（１９）的内壁和连杆（１４）之间以及活塞（１１）与缸套头（１８）的内壁之间采用非接触式密封；所述外缸（８）顶端封闭，与缸套（１０）同心布置，且两者之间留有间隙，该外缸的下部通过法兰与反应堆压力容器（７）连接；所述的水力驱动回路含有取水管（１５）和排水管（１６），取水管和排水管的一端分别与反应堆压力容器的内腔相通，取水管和排水管的另一端与水力驱动缸连通，在所述的取水管（１５）上安装有循环泵（３）和调解阀（５），在所述的排水管（１６）上安装有电磁阀（４）。

【技术特征摘要】
1.一种反应堆安全棒水力驱动机构，其特征在于所述的水力驱动机构包括水力驱动缸(6)、外缸(8)和设置在反应堆压力容器(7)外部的水力驱动回路组成；所述的水力驱动缸由活塞(11)、与安全棒刚性连接的连杆(14)和缸套(10)组成，缸套由缸套头(18)和缸套筒(19)两部分构成，在缸套头的上部活塞行程的终点处设有沿圆周均布的至少三个溢流孔(9)；所述缸套筒(19)的内壁和连杆(14)之间以及活塞(11)与缸套头(18)的内壁之间采用非接触式密封；所述外缸(8)顶端封闭，与缸套(10)同心布置，且两者之间留有间隙，该外缸的下部通过法兰与反应堆压力容器(7)连接；所述的水力驱动回路含有取水管(15)和排水管(16)，取水管和排水管的一端分别与反应堆压力容器的内腔相通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴元强，阎慧杰，吴莘馨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]