專利名稱:一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核電站安全設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種基于自限溫電熱帶原理的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
控制棒驅(qū)動機構(gòu)是一種步進(jìn)式的提升機構(gòu)，用來使控制棒組件在堆芯內(nèi)提起、插入或保持在適當(dāng)?shù)奈恢茫詫崿F(xiàn)反應(yīng)性的控制。每個控制棒組件都是由單獨的控制棒驅(qū)動機構(gòu)操作，它們位于壓力容器上方。反應(yīng)堆控制和保護(hù)系統(tǒng)的指令，經(jīng)過控制棒驅(qū)動機構(gòu)傳達(dá)到控制棒組件，以保證反應(yīng)堆的啟動、功率調(diào)節(jié)、功率保持、正常停堆和嚴(yán)重事故停堆等功能的實現(xiàn)，肩負(fù)著確保反應(yīng)堆安全的重要使命。
正常運行停堆工況時，通過循環(huán)供電控制器控制電機，使得控制棒插入堆內(nèi)，實現(xiàn)停堆。嚴(yán)重事故帶電停堆工況時，也是通過循環(huán)供電控制器控制電機，使得控制棒迅速插入堆內(nèi)，實現(xiàn)停堆。嚴(yán)重事故斷電停堆工況時，控制棒驅(qū)動機構(gòu)的銷爪組件的三個磁極線圈失去控制電流，各個磁極間的作用力不再存在，銷爪不再與驅(qū)動桿齒槽嚙合，控制棒靠重力落入堆芯?？刂瓢魪淖罡呶恢寐涞阶畹臀恢米铋L時間需要約3s ；實際過程中，從得到停堆信號到控制棒插入堆芯的緊急停堆時間不超過2s。如磁力提升式控制棒驅(qū)動機構(gòu)，當(dāng)停堆信號輸入時，分配器使磁阻馬達(dá)的供電中斷，控制棒在自身重量和彈簧的雙重作用下，迅速插入堆芯，實現(xiàn)緊急停堆。其他的控制棒驅(qū)動機構(gòu)有滾珠螺母絲杠和齒輪齒條的控制棒驅(qū)動機構(gòu)。信號是目前控制棒運動的重要控制手段，且信號的傳輸需要時間。目前，我國二代核電均采用磁力提升式，而三代核電也與二代核電采用的控制棒提升機構(gòu)類似。
在核電站需要停堆時，尤其是出現(xiàn)嚴(yán)重事故時，使得控制棒能夠落下并且迅速插入堆芯是非常重要的。而一旦由于某些原因，如控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或停堆控制信號無法正確傳達(dá)到控制棒驅(qū)動機構(gòu)，那么就會使得控制棒無法落下，而可能引發(fā)嚴(yán)重的后果?；谧韵逌仉姛釒г淼姆磻?yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)不同于傳統(tǒng)控制棒驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計，在此設(shè)計中具有一套溫度控制機構(gòu)，使之更加符合核電站安全設(shè)計原則，更加完善和可靠。
自限溫電熱帶是一種很復(fù)雜的高分子復(fù)合物，由多種材料和導(dǎo)電介質(zhì)復(fù)合而成， 經(jīng)過特定的化學(xué)變化和物理處理之后擠出成型。材料內(nèi)部半導(dǎo)體通道數(shù)量的變化-電阻發(fā)生驚人的正溫度系數(shù)(簡稱PTC效應(yīng))當(dāng)環(huán)境溫度升高時，高分子復(fù)合物微分子膨脹，炭粒漸漸分開，引起電路中斷，電阻上升，電流減??；當(dāng)環(huán)境溫度降低時，高分子復(fù)合物微分子收縮，炭粒漸漸拉近，引起電路通暢，電阻減小，電流增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于電加熱帶原理的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)。
—種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，反應(yīng)堆的壓力容器頂蓋上的管座與帶有螺紋連結(jié)的承壓殼體作密封焊接，驅(qū)動桿1和銷爪組件裝在承壓殼體之內(nèi)，電磁線圈和循環(huán)供電控制器6裝在承壓殼體之外，銷爪組件由提升磁極7、傳遞磁極8、傳遞銷爪9、夾持磁極10和夾持銷爪11構(gòu)成；電磁線圈由自限溫電熱帶5、提升線圈2、傳遞線圈3和夾持線圈4構(gòu)成；循環(huán)供電控制器6和自限溫電熱帶5分別安裝在提升線圈2、傳遞線圈3和夾持線圈4的引出線上，提升線圈2環(huán)套提升磁極7，傳遞線圈3環(huán)套傳遞磁極8，夾持線圈4環(huán)套夾持磁極 10，傳遞磁極8位于傳遞銷爪9上方，夾持磁極10位于夾持銷爪11上方。
所述自限溫電熱帶具有正溫度系數(shù)的變化特性。
當(dāng)嚴(yán)重事故停堆時，自限溫電熱帶5根據(jù)堆內(nèi)溫度變化發(fā)生PTC效應(yīng)，提升線圈2、 傳遞線圈3和夾持線圈4電流減小，提升磁極7、傳遞磁極8和夾持磁極10的磁力作用減小，使得夾持銷爪9和傳遞銷爪11對驅(qū)動桿不再有嚙合作用，實現(xiàn)控制棒自動落下停堆。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的控制棒驅(qū)動機構(gòu)是基于傳統(tǒng)的控制棒驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計，在利用其原來控制棒驅(qū)動機構(gòu)的提起、插入或保持適當(dāng)位置的機械功能的同時，不需要靠傳遞停堆控制信號的方式來停堆，溫度本身就是直接的停堆控制信號，省去了以往的控制系統(tǒng)需要將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的環(huán)節(jié)，以及克服了停堆控制信號可能傳遞錯誤的可能性，具有響應(yīng)快和可靠性高的特點。


圖1為本發(fā)明反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)示意圖。
圖中，1-驅(qū)動桿、2-提升線圈、3-傳遞線圈、4-夾持線圈、5-自限溫電熱帶、6_循環(huán)供電控制器、7-提升磁極、8-傳遞磁極、9-傳遞銷爪、10-夾持磁極、11-夾持銷爪。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實施例1
一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)(如圖1所示)，反應(yīng)堆的壓力容器頂蓋上的管座與帶有螺紋連結(jié)的承壓殼體作密封焊接，驅(qū)動桿1和銷爪組件裝在承壓殼體之內(nèi)，電磁線圈和循環(huán)供電控制器6裝在承壓殼體之外，銷爪組件由提升磁極7、傳遞磁極8、傳遞銷爪9、夾持磁極10和夾持銷爪11構(gòu)成；電磁線圈由自限溫電熱帶5、提升線圈2、傳遞線圈3和夾持線圈4構(gòu)成；循環(huán)供電控制器6和自限溫電熱帶5分別安裝在提升線圈2、傳遞線圈3和夾持線圈4的引出線上，提升線圈2環(huán)套提升磁極7，傳遞線圈3環(huán)套傳遞磁極8，夾持線圈4環(huán)套夾持磁極10，傳遞磁極8位于傳遞銷爪9上方，夾持磁極10位于夾持銷爪11上方；自限溫電熱帶具有正溫度系數(shù)的變化特性。
正常運行和正常停堆時，自限溫電熱帶的作用不會發(fā)揮出來，而采用循環(huán)供電控制器6，進(jìn)行控制棒提起、插入、保持原位和落入堆芯的操作；而嚴(yán)重事故工況時，堆內(nèi)溫度升高，電阻升高控制電流以實現(xiàn)驅(qū)動桿落下停堆。具體實施過程如下
正常運行停堆工況時，堆內(nèi)溫度不會突升，自限溫電熱帶不會發(fā)生PTC效應(yīng)，其作用與一般的導(dǎo)線無異，可以正常的傳導(dǎo)控制信號和電流。循環(huán)供電控制器按設(shè)計程序?qū)μ嵘€圈2、傳遞線圈3、夾持線圈(4)進(jìn)行通電激磁和斷電去磁，從而使銷爪機構(gòu)投入工作狀態(tài)，并使驅(qū)動桿部件帶動控制棒組件處于提升、插入、保持或掉入。
當(dāng)嚴(yán)重事故工況時，反應(yīng)堆內(nèi)溫度升高。自限溫電熱帶5發(fā)生電阻正溫度系數(shù)變化。自限溫電熱帶內(nèi)電流幾乎為零，所以提升線圈2、傳遞線圈3、夾持線圈4的控制電流和信號也幾乎沒有，提升磁極7、傳遞磁極8和夾持磁極11不再有磁力作用，銷爪組件的夾持銷爪10和傳遞銷爪12都對驅(qū)動桿1沒有控制作用，驅(qū)動桿部件失去夾持力，于是桿、棒組合件在重力作用下自由落下，使控制棒組件迅速插入堆芯，即可使得控制棒落下，使得反應(yīng)堆停堆。事故后，溫度恢復(fù)正常，自限溫電熱帶內(nèi)電流恢復(fù)正常，可以利用正常電流控制模式，恢復(fù)反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)正常運行。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，反應(yīng)堆的壓力容器頂蓋上的管座與帶有螺紋連結(jié)的承壓殼體作密封焊接，驅(qū)動桿(1)和銷爪組件裝在承壓殼體之內(nèi)，電磁線圈和循環(huán)供電控制器(6)裝在承壓殼體之外，其特征在于，銷爪組件由提升磁極(7)、傳遞磁極(8)、傳遞銷爪 (9)、夾持磁極(10)和夾持銷爪(11)構(gòu)成；電磁線圈由自限溫電熱帶(5)、提升線圈O)、傳遞線圈⑶和夾持線圈⑷構(gòu)成；循環(huán)供電控制器(6)和自限溫電熱帶(5)分別安裝在提升線圈O)、傳遞線圈(3)和夾持線圈的引出線上，提升線圈(2)環(huán)套提升磁極(7)，傳遞線圈(3)環(huán)套傳遞磁極(8)，夾持線圈(4)環(huán)套夾持磁極(10)，傳遞磁極(8)位于傳遞銷爪(9)上方，夾持磁極(10)位于夾持銷爪(11)上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，所述自限溫電熱帶具有正溫度系數(shù)的變化特性。
專利摘要
本發(fā)明公開了屬于核電站安全設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域：
的一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)。循環(huán)供電控制器和自限溫電熱帶分別安裝在提升線圈、傳遞線圈和夾持線圈的引出線上，提升線圈環(huán)套提升磁極，傳遞線圈環(huán)套傳遞磁極，夾持線圈環(huán)套夾持磁極，傳遞磁極位于傳遞銷爪上方，夾持磁極位于夾持銷爪上方。本發(fā)明的控制棒驅(qū)動機構(gòu)不需要靠傳遞停堆控制信號的方式來停堆，溫度本身就是直接的停堆控制信號，省去了控制系統(tǒng)需要將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的環(huán)節(jié)，克服停堆控制信號可能傳遞錯誤的可能性，具有響應(yīng)快和可靠性高的特點。
文檔編號G21C7/14GKCN102568620SQ201110444900
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月27日
發(fā)明者周濤, 張蕾, 李精精, 洪德訓(xùn) 申請人:華北電力大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan