[發明專利]一種反應堆控制棒驅動機構

無效

• 申請號: 201110444900.1
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102568620A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 周濤;洪德訓;張蕾;李精精
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G21C7/14
• 分類號: G21C7/14
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于核電站安全設備技術領域，具體涉及一種基于自限溫電熱帶原理的反應堆控制棒驅動機構。

背景技術

控制棒驅動機構是一種步進式的提升機構，用來使控制棒組件在堆芯內提起、插入或保持在適當的位置，以實現反應性的控制。每個控制棒組件都是由單獨的控制棒驅動機構操作，它們位于壓力容器上方。反應堆控制和保護系統的指令，經過控制棒驅動機構傳達到控制棒組件，以保證反應堆的啟動、功率調節、功率保持、正常停堆和嚴重事故停堆等功能的實現，肩負著確保反應堆安全的重要使命。

正常運行停堆工況時，通過循環供電控制器控制電機，使得控制棒插入堆內，實現停堆。嚴重事故帶電停堆工況時，也是通過循環供電控制器控制電機，使得控制棒迅速插入堆內，實現停堆。嚴重事故斷電停堆工況時，控制棒驅動機構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動機構，當停堆信號輸入時，分配器使磁阻馬達的供電中斷，控制棒在自身重量和彈簧的雙重作用下，迅速插入堆芯，實現緊急停堆。其他的控制棒驅動機構有滾珠螺母絲杠和齒輪齒條的控制棒驅動機構。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類似。

在核電站需要停堆時，尤其是出現嚴重事故時，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，如控制系統出現故障或停堆控制信號無法正確傳達到控制棒驅動機構，那么就會使得控制棒無法落下，而可能引發嚴重的后果?；谧韵逌仉姛釒г淼姆磻芽刂瓢趄寗訖C構不同于傳統控制棒驅動機構的設計，在此設計中具有一套溫度控制機構，使之更加符合核電站安全設計原則，更加完善和可靠。

自限溫電熱帶是一種很復雜的高分子復合物，由多種材料和導電介質復合而成，經過特定的化學變化和物理處理之后擠出成型。材料內部半導體通道數量的變化-電阻發生驚人的正溫度系數(簡稱PTC效應)：當環境溫度升高時，高分子復合物微分子膨脹，炭粒漸漸分開，引起電路中斷，電阻上升，電流減??；當環境溫度降低時，高分子復合物微分子收縮，炭粒漸漸拉近，引起電路通暢，電阻減小，電流增大。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于電加熱帶原理的反應堆控制棒驅動機構。

一種反應堆控制棒驅動機構，反應堆的壓力容器頂蓋上的管座與帶有螺紋連結的承壓殼體作密封焊接，驅動桿1和銷爪組件裝在承壓殼體之內，電磁線圈和循環供電控制器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構成；循環供電控制器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環套提升磁極7，傳遞線圈3環套傳遞磁極8，夾持線圈4環套夾持磁極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的變化特性。

當嚴重事故停堆時，自限溫電熱帶5根據堆內溫度變化發生PTC效應，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對驅動桿不再有嚙合作用，實現控制棒自動落下停堆。

本發明的有益效果：本發明的控制棒驅動機構是基于傳統的控制棒驅動機構的設計，在利用其原來控制棒驅動機構的提起、插入或保持適當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需要將溫度信號轉換為電信號的環節，以及克服了停堆控制信號可能傳遞錯誤的可能性，具有響應快和可靠性高的特點。

附圖說明

圖1為本發明反應堆控制棒驅動機構示意圖。

圖中，1-驅動桿、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

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。

實施例1