申请/专利权人：中广核研究院有限公司;中国广核集团有限公司;中国广核电力股份有限公司

申请日：2018-07-25

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN108922638B

主分类号：G21C7/14

分类号：G21C7/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2018.12.25#实质审查的生效;2018.11.30#公开

摘要：本发明提供一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其包括：棒位探测器组件安装于驱动杆行程套管上；线圈组件与所述棒位探测器组件的下端相连；套在所述驱动杆行程套管内部的驱动杆组件；安装在所述耐压壳组件钩爪室内的钩爪组件；所述驱动杆组件从所述钩爪组件中穿过，下端通过拆接头与所述控制棒的行星架相连；位于所述控制棒驱动机构下端的辅助落棒装置，所述辅助落棒装置上端面与所述钩爪组件的下端面接触，下端面与控制棒的导向筒上端面接触。该驱动机构缩短了落棒时间；能实现控制棒倾斜和摇摆工况下的落棒动作；能在地震或者紧急事故工况下满足快速落棒停堆；并能适用于海洋浮动平台上。

主权项：1.一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，至上而下包括：棒位探测器组件安装于驱动杆行程套管上；线圈组件与所述棒位探测器组件的下端相连；套在所述驱动杆行程套管内部的驱动杆组件；安装在耐压壳组件钩爪室内的钩爪组件，所述钩爪组件两端采用缩颈结构；所述驱动杆组件从所述钩爪组件中穿过，下端通过拆接头与所述控制棒的行星架相连；位于所述控制棒驱动机构下端的辅助落棒装置，所述辅助落棒装置上端面与所述钩爪组件的下端面接触，下端面与控制棒的导向筒上端面接触；所述辅助落棒装置至上而下由上弹簧座、落棒弹簧、下弹簧座以及喇叭罩构成；所述落棒弹簧安装在所述钩爪组件的下端，整个所述落棒弹簧套在所述驱动杆组件的驱动杆上，至上而下竖直穿过所述耐压壳组件的下段、所述上弹簧座、CRDM管座以及所述喇叭罩，最终套在所述下弹簧座的内管上；上弹簧座安装在耐压壳组件的下段内腔中，上弹簧座的轴向位置由钩爪组件下端的定位环进行限制，上弹簧的颈向位置则靠耐压壳组件进行限位；下弹簧座则坐落在控制棒导向筒的上表面，下弹簧座的内管至下而上穿过喇叭罩延伸至耐压壳组件内部；下弹簧座的内管套在驱动杆组件的驱动杆上；使得落棒弹簧的上段依靠耐压壳组件进行外导向；所述上弹簧座周向上开有贯通的流水槽，开槽的方向垂直于所述上弹簧座的轴线；所述下弹簧座周向上开有贯通的流水槽，开槽的方向垂直于所述下弹簧座的轴线；所述驱动杆组件的驱动杆设计为阶梯轴肩结构；所述落棒弹簧正常工况下处于压缩蓄能状态。

全文数据：一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构技术领域[0001]本发明涉及核电设备技术领域，尤其涉及一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构。背景技术[0002]所谓核电控制棒一般是由硼和镉等易于吸收中子的材料制成的。核反应压力容器外有一套机械装置可以操纵控制棒。控制棒完全插入反应中心时，能够吸收大量中子，以阻止裂变链式反应的进行。如果把控制棒拔出一点，反应堆就开始运转，链式反应的速度达到一定的稳定值;如果想增加反应堆释放的能量，只需将控制棒再抽出一点，这样被吸收的中子减少，有更多的中子参与裂变反应。要停止链式反应的进行，将控制棒完全插入核反应中心吸收掉大部分中子即可。在核反应控制过程中，控制棒的驱动机构起着至关重要的作用。[0003]目前国内使用的磁力提升型控制棒驱动机构，落棒时依靠控制棒及驱动杆等部件自重实现落棒，没有其他外加辅助落棒结构，在正常工作状态时可以满足落棒要求，但是在地震、倾斜或摇摆等复杂工况下，由于控制棒驱动机构处于失重或者倾斜状态，依靠自重无法满足落棒时间要求，甚至无法落棒。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，解决现有控制棒驱动机构在摇摆、倾斜等工况时无法实现快速落棒的问题。[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其可包括：棒位探测器组件安装于驱动杆行程套管上；线圈组件与所述棒位探测器组件的下端相连；套在所述驱动杆行程套管内部的驱动杆组件；安装在所述耐压壳组件钩爪室内的钩爪组件，所述钩爪组件两端采用缩颈结构；所述驱动杆组件从所述钩爪组件中穿过，下端通过拆接头与所述控制棒的行星架相连；位于所述控制棒驱动机构下端的辅助落棒装置，所述辅助落棒装置上端面与所述钩爪组件的下端面接触，下端面与控制棒的导向筒上端面接触。[0006]在可选的实施例中，所述辅助落棒装置至上而下由上弹簧座、落棒弹簧、下弹簧座以及喇叭罩构成。[0007]在可选的实施例中，所述落棒弹簧安装在所述钩爪组件的下端，整个所述落棒弹簧套在所述驱动杆组件的驱动杆上，至上而下竖直穿过所述耐压壳组件的下段、所述上弹簧座、CRDM管座以及所述喇叭罩，最终套在所述下弹簧座的内管上。[0008]在可选的实施例中，所述落棒弹簧的参数根据控制棒的型号不同对应选择。[0009]在可选的实施例中，所述上弹簧座安装在所述耐压壳组件下段的内腔中。[0010]在可选的实施例中，在所述下弹簧座坐落在所述控制棒的导向筒上表面，所述下弹簧座的内管至下而上穿过所述喇叭罩并延伸至所述耐压壳组件内部;所述下弹簧座的所述内管套在所述驱动杆组件的驱动杆上。^[0011]在可选的实施例中，所述落棒弹簧的上段依靠所述耐压壳组件进行外导向，下段依靠所述下弹簧座进行内导向。[0012]在可选的实施例中，所述上弹簧座周向上开有贯通的流水槽，开槽的方向垂直于所述上弹簧座的轴线。[0013]在可选的实施例中，所述上弹簧座外圆周上沿环向开有螺旋槽，所述落棒弹簧旋装于所述螺旋槽上。[0014]在可选的实施例中，所述落棒弹簧焊接在所述上弹簧座上。[0015]在可选的实施例中，所述下弹簧座周向上开有贯通的流水槽，开槽的方向垂直于所述下弹簧座的轴线。[0016]在可选的实施例中，所述下弹簧座外圆周上沿环向开有螺旋槽，所述落棒弹簧旋装于所述螺旋槽上。[0017]在可选的实施例中，所述落棒弹簧焊接在所述下弹簧座上。[0018]在可选的实施例中，所述驱动杆组件的驱动杆设计为阶梯轴肩结构。[0019]在可选的实施例中，所述落棒弹簧正常工况下处于压缩蓄能状态。[0020]在可选的实施例中，所述上弹簧座和下弹簧座的内孔两端设计为倒角或者圆角结构。[0021]在可选的实施例中，所述钩爪组件的缩颈结构用以限制所述驱动杆组件的晃动；所述钩爪组件内设调节环，对于所述驱动杆组件行程过程进行缓冲调节。[0022]综上可知，本发明实施例的有益效果在于:本发明的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，缩短了落棒时间;能实现控制棒倾斜和摇摆工况下的落棒动作;能在地震或者紧急事故工况下满足快速落棒停堆;并能适用于海洋浮动平台上。附图说明[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0024]图1是本发明一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构的一个实施例的装配示意图。[0025]图2是本发明一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构的一个实施例中辅助落棒装置示意图。[0026]图3是图2中的上弹簧座的横向剖视图以及纵向剖视图。[0027]图4是图2中的下弹簧座的横向剖视图以及纵向剖视图。具体实施方式[0028]以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。[0029]本发明的实施例提供一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，如图1的装配图所示，至上而下可包括以下组件构成：棒位探测器组件3、驱动杆行程套管4、耐压壳组件5、钩爪组件6、线圈组件7、驱动杆组件8以及辅助落棒装置9;在工作状态下通过控制棒驱动机构上端的RPI电连接器1和工作线圈电连接器2连接工作电源。[0030]其中，棒位探测器组件3安装于驱动杆行程套管4上，棒位探测器组件3的下端与线圈组件7相连，线圈组件7的磁辄衬套支撑着整个棒位探测器组件3;驱动杆行程套管4套在驱动杆组件8的外部;钩爪组件6安装在耐压壳组件5的钩爪室内，驱动杆组件8从钩爪组件6中穿过，驱动杆组件8的下端通过拆接头与控制棒未标准）的行星架相连;辅助落棒装置9位于控制棒驱动机构的下端，辅助落棒装置9的上端面与钩爪组件6的下端面接触，辅助落棒装置9的下端面与控制棒的导向筒未标注上端面接触。[0031]本发明的钩爪组件6的两端均采用缩颈结构，可有效地保证驱动杆组件8在提升和下插的过程中的稳定性，避免配合间隙过大引起的驱动杆组件8的晃动，以使得控制棒能够适应各类复杂的工况。在本实施例中，在驱动杆组件8的上段开有均匀的齿槽，钩爪组件6在线圈组件7通断电的控制下，摆入或摆出驱动杆组件8的齿槽，从而实现对驱动杆组件8的提升、下插和落棒动作。当然为了安全考虑，必须在钩爪组件6中设置调节环，对于所述驱动杆组件行程过程进行缓冲调节。[0032]进一步，如图2所示，辅助落棒装置9主要构件有:上弹簧座91、落棒弹簧92、下弹簧座93以及喇叭罩94。其中，落棒弹簧92的上端安装在钩爪组件6的下端，整个落棒弹簧92套在驱动杆组件8的驱动杆上，至上而下竖直穿过耐压壳组件5的下段、上弹簧座91、CRDM管座11以及喇叭罩94，最终套在下弹簧座93的内管上。上弹簧座91安装在耐压壳组件5的下段内腔中，上弹簧座91的轴向位置由钩爪组件6下端的定位环进行限制，上弹簧座91的颈向位置则靠耐压壳组件5进行限位;下弹簧座93则坐落在控制棒导向筒10的上表面，下弹簧座93的内管至下而上穿过喇叭罩94延伸至耐压壳组件5内部；下弹簧座93的内管套在驱动杆组件8的驱动杆上。这样的结构使得落棒弹簧92的上段依靠耐压壳组件5进行外导向，落棒弹簧92的下段依靠下弹簧座93进行内导向，而下弹簧座93依靠喇叭罩94进行导向和限制偏心，在落棒过程中，有限解决了落棒弹簧92过长而造成的失稳和偏心问题。[0033]进一步，如图3所示，在上弹簧座91的圆周上开有流水槽911，该流水槽911为通槽，其开槽方向垂直于上弹簧座91的轴线;在本实施例中，流水槽911共有4个，均匀排布在上弹簧座91的圆周上。另外，在上弹簧座91的外圆周上沿环向开有多个螺旋槽912,各螺旋槽912之间的节距与落棒弹簧92的节距不同，将落棒弹簧92旋进该螺旋槽912即可将落棒弹簧92安装在上弹簧座91上；当然在其他实施例中，该落棒弹簧92还可以直接焊接在上弹簧座91上，为了进一步防止落棒弹簧92从上弹簧座91上脱落，还可以在落棒弹簧92的顶圈圆周与上弹簧座91接触面上点焊多个焊点以增加牢固度。[0034]进一步，如图4所示，在下弹簧座93的圆周上开有流水槽931，该流水槽931为通槽，其开槽方向垂直于下弹簧座93的轴线;在本实施例中，流水槽931共有4个，均匀排布在下弹簧座93的圆周上。另外，在下弹簧座93的外圆周上沿环向开有多个螺旋槽932,各螺旋槽932之间的节距与落棒弹簧92的节距不同，将落棒弹簧92旋进该螺旋槽932即可将落棒弹簧92安装在下弹簧座93上；当然在其他实施例中，该落棒弹簧92还可以直接焊接在下弹簧座93上，为了进一步防止落棒弹簧92从下弹簧座93上脱落，还可以在落棒弹簧92的底圈圆周与下弹簧座93接触面上点焊多个焊点以增加牢固度。下弹簧座93的流水槽931与上弹簧座91的流水槽911之间可建立水流通道。[0035]进一步，驱动杆上设计有阶梯轴肩结构，工作状态下，可为下弹簧挡环未标注提供支撑;在驱动杆在电磁作用下提升过程中，落棒弹簧92在驱动杆阶梯轴肩的作用下被压缩蓄能，一旦发生断电或者紧急事件需要进行落棒停堆时，落棒弹簧92释放压力能，产生沿驱动线向下的推动力，加速落棒从而降低发生事故的几率。另外当控制棒处于海洋浮动平台或者地震等导致的倾斜或摇摆工况下时，以上的辅助落棒装置9的结构足以解决现有技术依靠自重无法满足落棒的问题。在本实施例中，在上弹簧座91和下弹簧座93的内孔两端设计为倒角或者圆角结构，可以避免驱动杆在上下运动过程中的碰撞。当然在需要控制不同型号的控制棒时，该控制棒驱动机构内的落棒弹簧92的参数需要根据各种运行工况下的落棒时间计算进行合理选取，既须满足落棒时间要求，又须保证不造成过大的冲击。[0036]综上，将本发明的驱动机构安装在核反应堆压力容器顶盖控制棒驱动机构管座上，通过控制指令来实现对堆芯内控制棒进行提升、下插、落棒等操作，从而调节反应堆运行功率，并且在需要紧急停堆或反应堆供电系统突然断电等事故工况下，可以实现迅速落棒，使反应堆迅速停堆，避免造成事故。[0037]通过上述说明可知，本发明的有益效果在于:本发明的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，缩短了落棒时间；能实现控制棒倾斜和摇摆工况下的落棒动作;能在地震或者紧急事故工况下满足快速落棒停堆;并能适用于海洋浮动平台上。[0038]以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而己，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

权利要求：1.一种带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，至上而下包括：棒位探测器组件安装于驱动杆行程套管上；线圈组件与所述棒位探测器组件的下端相连；套在所述驱动杆行程套管内部的驱动杆组件；安装在所述耐压壳组件钩爪室内的钩爪组件，所述钩爪组件两端采用缩颈结构；所述驱动杆组件从所述钩爪组件中穿过，下端通过拆接头与所述控制棒的行星架相连；位于所述控制棒驱动机构下端的辅助落棒装置，所述辅助落棒装置上端面与所述钩爪组件的下端面接触，下端面与控制棒的导向筒上端面接触。2.根据权利要求1所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述辅助落棒装置至上而下由上弹簧座、落棒弹簧、下弹簧座以及喇叭罩构成。3.根据权利要求2所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述落棒弹簧安装在所述钩爪组件的下端，整个所述落棒弹簧套在所述驱动杆组件的驱动杆上，至上而下竖直穿过所述耐压壳组件的下段、所述上弹簧座、CRDM管座以及所述喇叭罩，最终套在所述下弹簧座的内管上。4.根据权利要求3所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述落棒弹簧的参数根据控制棒的型号不同对应选择。5.根据权利要求2所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述上弹簧座安装在所述耐压壳组件下段的内腔中。6.根据权利要求2所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，在所述下弹簧座坐落在所述控制棒的导向筒上表面，所述下弹簧座的内管至下而上穿过所述喇叭罩并延伸至所述耐压壳组件内部;所述下弹簧座的所述内管套在所述驱动杆组件的驱动杆上。7.根据权利要求3所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述落棒弹簧的上段依靠所述耐压壳组件进行外导向，下段依靠所述下弹簧座进行内导向。8.根据权利要求2所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述上弹簧座周向上开有贯通的流水槽，开槽的方向垂直于所述上弹簧座的轴线。9.根据权利要求2所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述上弹簧座外圆周上沿环向开有螺旋槽，所述落棒弹簧旋装于所述螺旋槽上;所述洛棒弹簧焊接在所述上弹箸座上。10.根据I又利要求2所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述下弹簧座周向上开有贯通的流水槽，开槽的方向垂直于所述下弹簧座的轴线。11.根据权利要求2所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述下弹簧座外酬±沿环向开有纟赚槽，所述落棒弹賛旋装于所述纟赚槽上;所述洛棒弹簧焊接在所述下弹簧座上。12.根据权利要求1所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述驱动杆组件的驱动杆设计为阶梯轴肩结构;所述落棒弹簧正吊工况下处于压缩蓄能状态。13.根据权利要求2所述的带有辅助落棒装置的^制棒驱动机构，其特征在于，所述上弹簧座和下弹簧座的内孔两端设计为倒角或者圆角结构。14.根据权利要求1至13任一项所述的带有辅助落棒装置的控制棒驱动机构，其特征在于，所述钩爪组件的缩颈结构用以限制所述驱动杆组件的晃动;所述钩爪组件内设调节环，对于所述驱动杆组件行程过程进行缓冲调节。

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