[發明專利]控制棒驅動機構及控制棒驅動方法

有效

• 申請號: 201310527042.6
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103559919A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 喻杰
• 申請（專利權）人: 四川華都核設備制造有限公司
• 主分類號: G21C7/10
• 分類號: G21C7/10;G21C7/14;G21C7/16;G21C17/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術領域

本發明涉及核工業領域，具體涉及控制棒驅動機構及控制棒驅動方法。

背景技術

在反應堆的運行過程中，需要對控制棒的工作進行控制，涉及到控制棒的插入，抽出，換料等工作。出于安全的考慮，控制棒的插入，抽出，換料等工作無法直接采用人工方式進行。出于工作效率的考慮，采用人工方式進行控制棒的插入，抽出，換料等工作也不是較好的選擇。因此，需要一種能夠對控制棒進行插入，抽出，換料等操作的裝置。

發明內容

本發明的目的即在于克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，制造難度低，動作可靠的控制棒驅動機構。

本發明的另一個目的即在于提供一種控制棒驅動方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

控制棒驅動機構，包括如下部件：固定式外筒；活動設置于固定式外筒內的活動式內筒；驅動活動式內筒上下運動的第一驅動裝置；設置于固定式外筒內且位于活動式內筒下方的驅動軸；設置于活動式內筒底端并能夠卡緊驅動軸頂端的鉤爪；驅動鉤爪開合的第一控制機構；設置于驅動軸底端的抓手；驅動抓手開合的第二控制機構。

本發明的工作原理如下：

移動步驟：第二控制機構驅動抓手抓緊控制棒操作頭，第一控制機構驅動鉤爪張開并卡緊驅動軸，第一驅動裝置驅動活動式內筒上下運動，使控制棒運動至預定位置；

快速落棒步驟：第一控制機構驅動鉤爪合攏，鉤爪脫離驅動軸，驅動軸與控制棒一起快速落棒插入堆芯；

控制棒提升步驟：第一驅動裝置驅動活動式內筒向下運動至行程最下端，第一控制機構驅動鉤爪張開并卡緊驅動軸，第一驅動裝置驅動活動式內筒向上運動將控制棒提起；

換料步驟：第二控制機構控制抓手張開釋放控制棒操作頭，第一驅動結構驅動活動式內筒向上運動至最高位；移動控制棒驅動機構至需要夾持的控制棒上方，第一驅動結構驅動活動式內筒向下運動至最低位，抓手扣入控制棒操作頭中。

上述步驟按先后順序進行，并不斷重復，即可持續的對控制棒進行操作。

本發明結構簡單，制造容易，適合批量生產，且工作過程簡單，對工作人員的要求較低。?

進一步的，所述第一驅動裝置包括主驅動電機，主驅動電機固定在所述固定式外筒的頂端；所述第一驅動裝置還包括與主驅動電機的輸出端連接的絲桿，設置于所述活動式內筒頂部的螺母，絲桿與螺母螺紋配合。

本發明采用絲桿與螺母的配合，實現活動式內筒的上下移動。絲桿與螺母的配合較為可靠，結構簡單，制造成本低。

進一步的，所述鉤爪的上部內表面設置有上梯形凹槽，所述鉤爪的下部內表面設置有下梯形凹槽，所述鉤爪通過鉤爪銷軸轉動固定活動式內筒底端，所述驅動軸的頂部設置有與所述鉤爪下端配合的卡槽；所述第一控制機構包括固定于所述活動式內筒內的拉簧支架，固定于所述活動式內筒內的電磁線圈，設置于拉簧支架與電磁線圈之間的電磁銜鐵，連接電磁銜鐵頂部與拉簧支架的拉簧，電磁銜鐵的底部設置有與上梯形凹槽配合的梯形凸起。

當電磁線圈失電時，拉簧拉動電磁銜鐵向上運動，電磁銜鐵下端的凸起向上運動，電磁銜鐵下端的凸起脫離鉤爪的上梯形凹槽，并與鉤爪的頂部接觸，使鉤爪的頂部向兩邊擴張，從而使鉤爪下端收縮，鉤爪脫離驅動軸，驅動軸與控制棒一起快速落棒插入堆芯。當電磁線圈得電時，拉簧拉動電磁銜鐵向下運動電磁銜鐵下端的凸起嵌入鉤爪的上梯形凹槽，從而使鉤爪下端向外擴張，使鉤爪的下梯形凹槽與驅動軸頂部的卡槽配合，從而使鉤爪與驅動軸形成可靠連接。

進一步的，還包括設置于所述活動式內筒上且位于所述拉簧支架與電磁銜鐵之間的止動銜鐵入口；還包括固定在所述固定式外筒外表面的電磁止動器，電磁止動器的伸縮端能夠插入止動銜鐵入口中。

當電磁線圈得電時，鉤爪與驅動軸連接，進行控制棒提升或移動。此時，存在一定的安全隱患，即電磁線圈意外失電，導致電磁銜鐵向上運動，進而使驅動軸與控制棒一起掉落。

為了解決這一問題，設置了電磁止動器和止動銜鐵入口。當電磁線圈得電時，電磁止動器的伸縮端插入止動銜鐵入口，電磁止動器的伸縮端位于電磁銜鐵上方。當電磁線圈意外失電時，電磁止動器的伸縮端將阻擋電磁銜鐵向上運動，從而消除了安全隱患。

進一步的，所述抓手通過抓手銷軸轉動固定與所述驅動軸底端；所述第二控制機構包括固定于所述活動式內筒中的抓手驅動電機，與抓手驅動電機的輸出端連接的主軸，與主軸連接的抓手傳動軸，轉動固定且上端與抓手傳動軸的下端鑲嵌配合的抓手螺母，上端與抓手螺母的下端螺紋配合的抓手頂桿，抓手頂桿的下端設置有與所述抓手上端配合的凸起。