【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及反应堆，更具体地涉及一种非能动紧急停堆系统装置。
技术介绍
1、核反应堆是一种利用核燃料等材料维持可控自持链式反应的装置。在常见的反应堆堆型结构中，反应堆内链式反应的强弱，通常使用控制棒组件(内含中子吸收体)来加以控制。在正常工况下，驱动机构带动控制棒组件运动来实现反应堆的正常启动、功率调节和停堆；在事故工况下，紧急投入控制棒组件实现反应堆的紧急停堆。为避免发生共因性故障，增加反应堆运行的安全性，常见的反应堆堆型大多设置结构原理和传动方式完全不同的两套停堆系统，第一停堆系统实现正常工况下等的反应堆启停、功率调节和安全停堆，第二停堆系统实现事故工况下的紧急停堆。
2、目前，清华建造的htr-10采用吸收球作为第二停堆系统，在需要紧急停堆时，吸收球系统运行，落球机构动作，通过丝杠、阀杆的传动，阀头被提起，使贮存在贮球罐中的碳化硼吸收球靠自重下落，进入堆芯，实现安全停堆。在重新启堆时，阀头关闭，气流流经堆芯底部送料器，携带吸收球进入输球管，吸收球随着气流流动向上提升，返回储球罐。压水堆在事故严重时，则采用向堆芯紧急注入硼水的方式来实现安全停堆。无论是htr-10还是压水堆，第二停堆系统均在一回路压力边界以内。
3、上海应用物理研究所在2mwt液态燃料钍基熔盐实验堆中，建造了一套钢丝绳卷筒控制棒驱动机构，采用电机驱动，电磁离合器吸合时，带动钢丝绳卷筒运转，实现钢丝绳及其连带的控制棒组件上下运动。当需要紧急停堆时，电磁离合器断电脱开，控制棒组件依靠自重下落，掉入堆芯，实现紧急停堆。这里的控制棒组件重量
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中的第二停堆系统运行时对一回路造成影响以及控制棒组件在快速落棒时存在驱动机构高温缓冲等问题，本专利技术提供一种非能动紧急停堆系统装置。
2、根据本专利技术的非能动紧急停堆系统装置，其包括驱动机构、重物挡块、储存筒、内套管、外套管和毒物小球，其中，重物挡块与驱动机构连接以在驱动机构的作用下实现移动或停止，储存筒包括储存区和通过谷口与储存区连通的肚口，储存区的上方设置有装球管，内套管连接在肚口的下方，外套管围绕着内套管的中下部设置并通过其外套管法兰固定在反应堆压力容器法兰上，外套管顶部通过焊接固定在内套管外壁上；当重物挡块在驱动机构的作用下向上移动到谷口时，毒物小球通过装球管装入储存区；在重物挡块离开谷口进入肚口时，毒物小球经过肚口的内壁与重物挡块之间的间隙依靠自重落入到内套管中以实现紧急停堆；当需要解除停堆状态时，毒物小球通过气动输送方式返回储存区。
3、优选地，进入内套管的惰性气体通过导气管直接进入内套管的底部，然后通过导气口将毒物小球吹起至内套管和外套管之间的间隙中，然后通过回球接管吹回至储存区。
4、优选地，该非能动紧急停堆系统装置还包括气体进口接管，其设置在肚口的下方以朝向内套管吹入惰性气体。
5、优选地，容纳在内套管中的导气管的底端通过锥形板固定安装在外套管内。
6、优选地，导气口分布在锥形板上。
7、优选地，驱动机构包括电机、电磁离合器、卷筒、钢丝绳、圆柱齿轮和支撑架，其中，支撑架安装固定在储存筒的上方，钢丝绳通过卷筒驱动并与重物挡块连接以移动重物挡块，电机固定安装在支撑架上，被电机驱动的圆柱齿轮通过电磁离合器与卷筒连接以驱动钢丝绳。
8、优选地，当驱动机构通电时，电机通电转动，电机将驱动力矩传递至电磁离合器，电磁离合器通电吸合，从而通过电机的驱动力矩驱动卷筒运动，使得钢丝绳带动重物挡块向上运动；当驱动机构断电时，电磁离合器脱离，卷筒失去保持力矩，重物挡块由于自重从谷口下落至肚口。
9、优选地，驱动机构还包括位置测量系统和限位挡块，卷筒将转动角度传递至位置测量系统以在位置测量系统的指示下使得重物挡块向上刚好到达谷口，卷筒靠限位挡块实现静止以使得重物挡块不再下落。
10、优选地，驱动机构还包括滚珠丝杠，在卷筒转动的过程中，由于卷筒与滚珠丝杠的丝杠螺母连接，卷筒左右移动以确保钢丝绳始终位于卷筒的绳槽内。
11、优选地，重物挡块的运行距离介于100mm～300mm之间。
12、根据本专利技术的非能动紧急停堆系统装置，适用于高温堆，运行时不对一回路造成影响，并能规避控制棒组件在快速落棒时驱动机构高温缓冲技术难题，能在一回路压力边界以外长期运行。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，该非能动紧急停堆系统装置包括驱动机构、重物挡块、储存筒、内套管、外套管和毒物小球，其中，重物挡块与驱动机构连接以在驱动机构的作用下实现移动或停止，储存筒包括储存区和通过谷口与储存区连通的肚口，储存区的上方设置有装球管，内套管连接在肚口的下方，外套管围绕着内套管的中下部设置并通过其外套管法兰固定在反应堆压力容器法兰上，外套管顶部通过焊接固定在内套管外壁上；当重物挡块在驱动机构的作用下向上移动到谷口时，毒物小球通过装球管装入储存区；在重物挡块离开谷口进入肚口时，毒物小球经过肚口的内壁与重物挡块之间的间隙依靠自重落入到内套管中以实现紧急停堆；当需要解除停堆状态时，毒物小球通过气动输送方式返回储存区。
2.根据权利要求1所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，进入内套管的惰性气体通过导气管直接进入内套管的底部，然后通过导气口将毒物小球吹起至内套管和外套管之间的间隙中，然后通过回球接管吹回至储存区。
3.根据权利要求2所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，该非能动紧急停堆系统装置还包括气体进口接管，其设置在肚口的下方
4.根据权利要求2所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，容纳在内套管中的导气管的底端通过锥形板固定安装在外套管内。
5.根据权利要求4所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，导气口分布在锥形板上。
6.根据权利要求1所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，驱动机构包括电机、电磁离合器、卷筒、钢丝绳、圆柱齿轮和支撑架，其中，支撑架安装固定在储存筒的上方，钢丝绳通过卷筒驱动并与重物挡块连接以移动重物挡块，电机固定安装在支撑架上，被电机驱动的圆柱齿轮通过电磁离合器与卷筒连接以驱动钢丝绳。
7.根据权利要求6所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，当驱动机构通电时，电机通电转动，电机将驱动力矩传递至电磁离合器，电磁离合器通电吸合，从而通过电机的驱动力矩驱动卷筒运动，使得钢丝绳带动重物挡块向上运动；当驱动机构断电时，电磁离合器脱离，卷筒失去保持力矩，重物挡块由于自重从谷口下落至肚口。
8.根据权利要求7所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，驱动机构还包括位置测量系统和限位挡块，卷筒将转动角度传递至位置测量系统以在位置测量系统的指示下使得重物挡块向上刚好到达谷口，卷筒靠限位挡块实现静止以使得重物挡块不再下落。
9.根据权利要求6所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，驱动机构还包括滚珠丝杠，在卷筒转动的过程中，由于卷筒与滚珠丝杠的丝杠螺母连接，卷筒左右移动以确保钢丝绳始终位于卷筒的绳槽内。
10.根据权利要求1所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，重物挡块的运行距离介于100mm～300mm之间。
...【技术特征摘要】
1.一种非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，该非能动紧急停堆系统装置包括驱动机构、重物挡块、储存筒、内套管、外套管和毒物小球，其中，重物挡块与驱动机构连接以在驱动机构的作用下实现移动或停止，储存筒包括储存区和通过谷口与储存区连通的肚口，储存区的上方设置有装球管，内套管连接在肚口的下方，外套管围绕着内套管的中下部设置并通过其外套管法兰固定在反应堆压力容器法兰上，外套管顶部通过焊接固定在内套管外壁上；当重物挡块在驱动机构的作用下向上移动到谷口时，毒物小球通过装球管装入储存区；在重物挡块离开谷口进入肚口时，毒物小球经过肚口的内壁与重物挡块之间的间隙依靠自重落入到内套管中以实现紧急停堆；当需要解除停堆状态时，毒物小球通过气动输送方式返回储存区。
2.根据权利要求1所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，进入内套管的惰性气体通过导气管直接进入内套管的底部，然后通过导气口将毒物小球吹起至内套管和外套管之间的间隙中，然后通过回球接管吹回至储存区。
3.根据权利要求2所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，该非能动紧急停堆系统装置还包括气体进口接管，其设置在肚口的下方以朝向内套管吹入惰性气体。
4.根据权利要求2所述的非能动紧急停堆系统装置，其特征在于，容纳在内套管中的导气管的底端通过锥形板固定安装在外套管内。
5.根据权利要求4所述的非能动紧急停堆系统装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱世峰，李林玉，翟利芳，徐博，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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