專利名稱:應(yīng)用于高溫氣冷堆吸收球停堆系統(tǒng)的非能動安全驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核反應(yīng)堆安全技術(shù)領(lǐng)域：
，是一種基于非能動安全理念設(shè)計(jì)并應(yīng)用于高
溫氣冷反應(yīng)堆吸收球備用停堆系統(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動裝置，屬于高溫氣冷反應(yīng)堆吸收球備用停堆 系統(tǒng)的重要組件。
背景技術(shù)：
高溫氣冷堆吸收球備用停堆系統(tǒng)是在控制棒失效時(shí)，通過向堆芯反射層注入碳化
硼吸收球?qū)崿F(xiàn)緊急停堆，在此過程中，吸收球備用停堆系統(tǒng)的落球閥閥頭能否正常下移決
定了吸收球是否能順利進(jìn)入堆芯反射層，而落球閥的升降是由機(jī)械驅(qū)動裝置控制的，因此
設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠的落球閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)對高溫堆運(yùn)行安全具有十分重要的意義。
非能動安全理念是為提高核反應(yīng)堆安全特性而提出的設(shè)計(jì)概念。與主動安全設(shè)計(jì)
理念不同，非能動安全設(shè)計(jì)理念主張盡量采用簡化的系統(tǒng)、更少的設(shè)備和成熟的技術(shù)，從而
盡量減少不確定因素對系統(tǒng)安全的影響，提高系統(tǒng)的安全性。
現(xiàn)有的高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆吸收球停堆驅(qū)動機(jī)構(gòu)由三相電動機(jī)、多功能套筒、導(dǎo)桿、落 球閥閥頭等組成。落球閥位于貯球罐下部端口的上方，落球閥提升、下落過程均需要電動機(jī) 驅(qū)動。落球閥下移到位把貯球罐下部端口關(guān)閉，三相電動機(jī)斷電，落球閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)。 能動停堆，安全性較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所涉及的非能動安全驅(qū)動裝置是為高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆吸收球備用停堆系統(tǒng) 研制的落球閥驅(qū)動裝置，該裝置基于非能動安全設(shè)計(jì)理念，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造、 工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可滿足故障安全的要求，斷電安全，非能動停堆，安全性較高。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。本驅(qū)動裝置位于吸收球備用停 堆系統(tǒng)儲球罐上部，由承壓殼1、吊籃2、步進(jìn)電機(jī)3、連軸器4、滾珠絲杠副5、導(dǎo)向架6、滑動 軸承7、彈簧組8、導(dǎo)桿9組成。本裝置的主要驅(qū)動機(jī)構(gòu)封裝在承壓殼l內(nèi)，主要驅(qū)動機(jī)構(gòu)由 步進(jìn)電機(jī)3、連軸器4、滾珠絲杠副5、導(dǎo)向架6、導(dǎo)桿9自上而下依次連接而成。步進(jìn)電機(jī)3 通過連軸器4與滾珠絲杠副5連接，經(jīng)滾珠絲杠副5傳動，使導(dǎo)桿9實(shí)現(xiàn)升降。導(dǎo)桿9下端 接落球閥閥頭，從而實(shí)現(xiàn)通過步進(jìn)電機(jī)控制落球閥閥頭升降的目的。
在反應(yīng)堆正常運(yùn)行工況下，落球閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)處于帶電保持狀態(tài)，與其 相連的導(dǎo)桿9將落球閥閥頭保持在提起的位置，使貯球罐下部的端口關(guān)閉。步進(jìn)電機(jī)觸發(fā) 斷電之后，滾珠螺母因不自鎖而沿著絲杠向下移動，導(dǎo)桿9隨之下移，落球閥閥頭落下，使 貯球罐下部的端口打開。
本發(fā)明的有益效果是l)滾珠絲杠副具有非自鎖特點(diǎn)，若在提升過程中出現(xiàn)斷 電，即使步進(jìn)電機(jī)不能正常工作，落球閥閥頭仍然能正常下落，從而保證吸收球能夠順利下 落，滿足緊急停堆的要求；2)提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造、穩(wěn)定可靠的落球閥驅(qū)動 機(jī)構(gòu)，為反應(yīng)堆事故工況下的安全停堆提供更可靠的手段。


圖1為高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆備用停堆系統(tǒng)落球閥驅(qū)動裝置示意圖
圖中1、承壓殼，2、吊籃，3、步進(jìn)電機(jī)，4、連軸器，5、滾珠絲杠副，6、導(dǎo)向架，7、滑動
軸承，8、彈簧組，9、導(dǎo)桿。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本實(shí)施例提供的是應(yīng)用于高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆備用停堆系統(tǒng)的落球閥驅(qū)動裝置。驅(qū)動 裝置主體是由步進(jìn)電機(jī)3、連軸器4、滾珠絲杠副5、導(dǎo)向架6、滑動軸承7、彈簧組8和導(dǎo)桿9 組成的傳動機(jī)構(gòu)。驅(qū)動裝置主體通過吊籃2以焊接的方式固定于承壓殼l內(nèi)。整個(gè)裝置安 裝于備用停堆系統(tǒng)儲球罐上部，步進(jìn)電機(jī)2導(dǎo)線通過承壓殼上方開孔引出，接遠(yuǎn)地控制開 關(guān)，導(dǎo)桿9深入下方儲球罐內(nèi)，與落球閥閥頭連接。導(dǎo)向架6和吊籃2的底部采用滑動軸承 7的連接方式，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向架相對于吊籃底部的相對運(yùn)動。導(dǎo)向架6的下端通過彈簧組與導(dǎo) 桿9相連接。
落球閥位于貯球罐下部端口的下方，落球閥提升、下落過程靠步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動；落球 閥關(guān)閉狀態(tài)靠步進(jìn)電機(jī)通電保持，如果斷電，落球閥則靠重力下落至貯球罐下部端口處于 打開狀態(tài)。
在反應(yīng)堆正常運(yùn)行工況下，落球閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)處于帶電保持狀態(tài)，與其 相連的導(dǎo)桿9將落球閥閥頭保持在提起的位置，使貯球罐下部的端口關(guān)閉，吸收球保持在 貯球罐的內(nèi)部。步進(jìn)電機(jī)觸發(fā)斷電之后，滾珠螺母沿著絲杠向下移動，導(dǎo)桿9隨之下移，落 球閥閥頭落下，使貯球罐下部的端口打開；貯存在貯球罐中的大量吸收球因重力而下落到 側(cè)反射層石墨塊內(nèi)的吸收球孔道之中，實(shí)現(xiàn)安全停堆的功能。
由于滾軸絲杠副5是非自鎖的，因此在步進(jìn)電機(jī)斷電時(shí)，它能夠順利下落，從而保
證儲球罐底部吸收球出口暢通。這樣就實(shí)現(xiàn)了裝置的非能動安全要求。
在重新開堆之前，首先通過驅(qū)動裝置控制落球閥閥頭上升，關(guān)閉儲球罐底部吸收
球出口 ，步進(jìn)電機(jī)重新置于帶電保持狀態(tài)，然后開啟備用停堆系統(tǒng)的羅茨風(fēng)機(jī)，將小球送回
儲球罐，為重新開堆做好準(zhǔn)備。
本驅(qū)動裝置的工作溫度為150°C。
權(quán)利要求
應(yīng)用于高溫氣冷堆吸收球停堆系統(tǒng)的非能動安全驅(qū)動裝置，其特征在于包括承壓殼(1)、固定在承壓殼(1)內(nèi)部的吊籃(2)、步進(jìn)電機(jī)(3)、連軸器(4)、具有非自鎖功能的滾珠絲杠副(5)、導(dǎo)向架(6)和導(dǎo)桿(9)；其中，在承壓殼(1)的內(nèi)部自上而下依次連接步進(jìn)電機(jī)(3)、連軸器(4)、滾珠絲杠副(5)、導(dǎo)向架(6)和導(dǎo)桿(9)，導(dǎo)桿(9)的下端與落球閥閥頭連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的應(yīng)用于高溫氣冷堆吸收球停堆系統(tǒng)的非能動安全驅(qū)動裝置， 其特征在于導(dǎo)向架(6)通過彈簧組(8)與導(dǎo)桿(9)相連接。
專利摘要
本發(fā)明是一種應(yīng)用于高溫氣冷堆吸收球停堆系統(tǒng)的非能動安全驅(qū)動裝置，屬于高溫氣冷反應(yīng)堆吸收球備用停堆系統(tǒng)的重要組件。包括有承壓殼(1)、固定在承壓殼(1)內(nèi)部的吊籃(2)、步進(jìn)電機(jī)(3)、連軸器(4)、具有非自鎖功能的滾珠絲杠副(5)、導(dǎo)向架(6)、滑動軸承(7)、彈簧組(8)和導(dǎo)桿(9)。其中，在承壓殼(1)的內(nèi)部自上而下依次連接有步進(jìn)電機(jī)、連軸器、滾珠絲杠副、導(dǎo)向架、彈簧組和導(dǎo)桿，導(dǎo)桿的下端與落球閥閥頭連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造、穩(wěn)定可靠的落球閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)，為反應(yīng)堆事故工況下的安全停堆提供更可靠的手段。
文檔編號G21C9/02GKCN101159172SQ200710177470
公開日2010年7月14日 申請日期2007年11月16日
發(fā)明者吳宗鑫, 張作義, 王大中, 董玉杰, 薄涵亮, 黃志勇 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3), 非專利引用 (1),