一种高温气冷堆控制棒驱动机构制造技术

本发明专利技术提出一种高温气冷堆控制棒驱动机构，包括驱动电机、第一减速机构、电磁离合器、电磁阻尼器、第二减速机构和钢丝绳轮毂，驱动电机连接第一减速机构，第一减速机构的两个输出端均通过电磁离合器连接一个第二减速机构，电磁阻尼器连接于第二减速机构与电磁离合器之间，第二减速机构的输出端连接钢丝绳轮毂，钢丝绳轮毂上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的下端连接控制棒。本发明专利技术将两套控制棒驱动机构集成为一套控制棒驱动机构，可同时控制两套控制棒的提升和下插，在保证控制棒数量的同时，减少了驱动机构的数量，使堆顶结构布置更加紧凑，在有限空间内保证驱动机构的负载能力，且保证了两套控制棒运行的独立性和可靠性。套控制棒运行的独立性和可靠性。套控制棒运行的独立性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高温气冷堆控制棒驱动机构


[0001]本专利技术涉及反应堆工程
，尤其涉及一种高温气冷堆控制棒驱动机构。

技术介绍

[0002]模块式高温气冷堆是一种具备第四代反应堆特征的先进堆型，它具有固有安全性好、发电效率高、经济性好和用途广泛等优势，能够代替传统化石能源，实现经济和生态环境协调发展。高温气冷堆一般设置两套独立的反应性控制系统。主要反应性控制系统一般采用控制棒停堆系统，备用反应性控制系统一般采用吸收球停堆系统。根据结构形式，高温气冷堆控制棒驱动机构一般采用钢丝绳
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轮毂、环链
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链轮、丝杠
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螺母以及齿轮
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齿条等结构形式。
[0003]在HTR
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PM上采用的环链
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链轮形式的控制棒驱动机构在断电落棒情况出现多次驱动机构卡涩故障，主要故障点在于环链与链轮的配合不畅导致链轮卡死。环链传动主要依靠链轮与环链的卡扣配合，如果环链尺寸超差或受高温负载拉伸后变形，环链与链轮的卡涩故障概率会急剧增加。这也是环链传动的固有缺陷。
[0004]由于高温气冷堆的堆芯特性，控制棒一般放置在侧反射层中，导致单根控制棒的反应性较低，为了实现可靠的反应性控制，控制棒的数量相对较多，为了在堆芯顶部紧凑布置，需要严格限制控制棒驱动机构的尺寸。同时为了增大中子吸收截面，控制棒棒体的尺寸应尽可能做到最大，这对驱动机构的负载也提出了较高的要求。高负载相应带来了驱动机构尺寸大、功率要求高、发热量高等设计要求。为了解决紧凑布置和高负载的矛盾，需要设计一种高温气冷堆控制棒驱动机构的结构形式。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高温气冷堆控制棒驱动机构，实现球床式高温气冷堆堆顶结构的紧凑布置，并在有限空间内保证驱动机构的负载能力。
[0006]本申请实施例提出一种高温气冷堆控制棒驱动机构，包括驱动电机、第一减速机构、电磁离合器、电磁阻尼器、第二减速机构和钢丝绳轮毂，所述电磁离合器、电磁阻尼器、第二减速机构和钢丝绳轮毂均设有两组，驱动电机的输出端连接第一减速机构的输入端，第一减速机构的输出端设有两个，第一减速机构的每个输出端均通过电磁离合器的牙盘连接一个第二减速机构的输入端，第一减速机构的输出端设有与牙盘之间相啮合的齿盘，电磁离合器的电磁线圈控制牙盘和齿盘的啮合与脱离，牙盘的一侧设有啮合齿，牙盘的另一侧固定连接第二减速机构的输入端。
[0007]本专利技术将两套控制棒驱动机构集成为一套控制棒驱动机构，可同时控制两套控制棒的提升和下插，在保证控制棒数量的同时，减少了驱动机构的数量，使堆顶结构布置更加紧凑，在有限空间内保证驱动机构的负载能力，且保证了两套控制棒运行的独立性和可靠性。
[0008]电磁阻尼器连接于第二减速机构与电磁离合器之间，当电磁离合器的牙盘与第一
减速机构的齿盘脱离时，电磁阻尼器为第二减速机构的输入端提供阻尼，每个第二减速机构的输出端均键连接一个钢丝绳轮毂，钢丝绳轮毂上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的下端连接控制棒。
[0009]本专利技术设置有可调节电流的电磁阻尼器，通过调节电磁线圈的电流来调整落棒阻尼，可限制断电时落棒的棒速，降低对堆芯结构的损伤，也可以实现棒位的保持。
[0010]在一些实施例中，还包括钢丝绳张紧机构，所述钢丝绳张紧机构的一端安装在驱动机构的机壳内，钢丝绳张紧机构的另一端滑动连接钢丝绳。
[0011]在一些实施例中，所述钢丝绳张紧机构包括套环、连接杆、导向筒、弹簧和接触开关，弹簧和接触开关内置于导向筒内，导向筒的一端水平固定连接于机壳内，套环固定连接于连接杆的朝外一端，连接杆的朝内一端水平伸入导向筒内，钢丝绳在竖直方向穿过套环，弹簧套设于连接杆外，连接杆上设有向导向筒内挤压弹簧的压块，当钢丝绳张紧而挤压套环时，连接杆向导向筒内移动，挤压弹簧直至连接杆触发接触开关；当钢丝绳松弛时，弹簧将连接杆向导向筒外顶出，接触开关不触发。
[0012]本专利技术设置钢丝绳张紧机构，可通过钢丝绳的张紧或松弛来监测控制棒是否在线，以警示可能发生的钢丝绳脱扣故障，提高反应堆的安全性。
[0013]在一些实施例中，所述电磁阻尼器为摩擦片式电磁阻尼器，包括阻尼器电磁线圈和摩擦片，当电磁离合器的牙盘的一端与第一减速机构的齿盘脱离后，摩擦片与电磁离合器的牙盘的另一端相贴合。
[0014]在一些实施例中，所述第二减速机构的输出端连接有棒位测量装置。
[0015]在一些实施例中，所述驱动机构的机壳内安装有用于判定控制棒是否提升至上限位的上限位探测器，机壳底部开设有用于控制棒穿过的控制棒孔，上限位探测器位于控制棒孔的两侧。
[0016]本专利技术通过设置上限位探测器来实现棒位校准，修正因高温蠕变等原因导致的钢丝绳伸长，使反应性控制更为精准。
[0017]在一些实施例中，所述第二减速机构的输出端通过传动机构连接有棒位限位装置，棒位限位装置包括滑块、轨道、丝杠、上限位开关和下限位开关，传动机构的输出端键连接于丝杠的一端并带动丝杠旋转，丝杠的另一端通过轴承连接于机壳内，轨道水平安装于机壳内，滑块沿着轨道水平移动，丝杠贯穿滑块，滑块螺纹连接于丝杠并随着丝杠的转动而水平移动，上限位开关和下限位开关分别设于丝杠的两端。
[0018]在一些实施例中，所述控制棒为链节式结构，包括若干个棒节，相邻两个棒节之间通过铰关节或链节连接。
[0019]在一些实施例中，所述控制棒的上端与钢丝绳之间连接有缓冲机构。
[0020]在一些实施例中，所述钢丝绳轮毂的两侧设有护板，钢丝绳的一端固定在护板上。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022](1)本专利技术将两套控制棒驱动机构集成为一套控制棒驱动机构，可同时控制两套控制棒的提升和下插，在保证控制棒数量的同时，减少了驱动机构的数量，使堆顶结构布置更加紧凑，在有限空间内保证驱动机构的负载能力，且保证了两套控制棒运行的独立性和可靠性。
[0023](2)本专利技术设置有可调节电流的电磁阻尼器，通过调节电磁线圈的电流来调整落
棒阻尼，可限制断电时落棒的棒速，降低对堆芯结构的损伤，也可以实现棒位的保持。
[0024](3)本专利技术设置钢丝绳张紧机构，可通过钢丝绳的张紧或松弛来监测控制棒是否在线，以警示可能发生的钢丝绳脱扣故障，提高反应堆的安全性。
[0025](4)本专利技术通过设置上限位探测器来实现棒位校准，修正因高温蠕变等原因导致的钢丝绳伸长，使反应性控制更为精准。
附图说明
[0026]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，
[0027]其中：
[0028]图1为本专利技术实施例中的高温气冷堆控制棒驱动机构的内部结构示意图；
[0029]图2为图1的俯视方向的结构示意图；
[0030]图3为图1中钢丝绳松弛状态下的钢丝绳张紧机构的结构示意图；
[0031]图4为图1中钢丝绳张本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温气冷堆控制棒驱动机构，其特征在于，包括驱动电机、第一减速机构、电磁离合器、电磁阻尼器、第二减速机构和钢丝绳轮毂，所述电磁离合器、电磁阻尼器、第二减速机构和钢丝绳轮毂均设有两组，驱动电机的输出端连接第一减速机构的输入端，第一减速机构的输出端设有两个，第一减速机构的每个输出端均通过电磁离合器的牙盘连接一个第二减速机构的输入端，第一减速机构的输出端设有与牙盘之间相啮合的齿盘，电磁离合器的电磁线圈控制牙盘和齿盘的啮合与脱离，牙盘的一侧设有啮合齿，牙盘的另一侧固定连接第二减速机构的输入端；电磁阻尼器连接于第二减速机构与电磁离合器之间，当电磁离合器的牙盘与第一减速机构的齿盘脱离时，电磁阻尼器为第二减速机构的输入端提供阻尼，每个第二减速机构的输出端均键连接一个钢丝绳轮毂，钢丝绳轮毂上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的下端连接控制棒。2.根据权利要求1所述的高温气冷堆控制棒驱动机构，其特征在于，还包括钢丝绳张紧机构，所述钢丝绳张紧机构的一端安装在驱动机构的机壳内，钢丝绳张紧机构的另一端滑动连接钢丝绳。3.根据权利要求2所述的高温气冷堆控制棒驱动机构，其特征在于，所述钢丝绳张紧机构包括套环、连接杆、导向筒、弹簧和接触开关，弹簧和接触开关内置于导向筒内，导向筒的一端水平固定连接于机壳内，套环固定连接于连接杆的朝外一端，连接杆的朝内一端水平伸入导向筒内，钢丝绳在竖直方向穿过套环，弹簧套设于连接杆外，连接杆上设有向导向筒内挤压弹簧的压块，当钢丝绳张紧而挤压套环时，连接杆向导向筒内移动，挤压弹簧直至连接杆触发接触开关；当钢丝绳松弛时，弹簧将连接杆向导向筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振鲁，许杰，雷伟俊，孙惠敏，
申请(专利权)人：华能核能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：