[發(fā)明專利]一種核反應堆應急安全棒的驅(qū)動

有效

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• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN105723466B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 米凱爾·皮多維奇·凡克魯辛;伊萬·阿萊克桑德維奇·高羅凡;阿萊克塞·伊萬諾維奇·普丁;安頓·艾瑞克維奇·尤斯馬諾夫
• 申請（專利權）人: 阿科姆工程合資(控股)公司
• 主分類號: G21C7/12
• 分類號: G21C7/12
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙)32260
• 代理人: 葉勇

發(fā)明所涉及的技術領域

本發(fā)明涉及核技術，尤其涉及一種在緊急引入負反應性狀態(tài)下的快中子核反應堆運行方法及一種核反應堆控制保護系統(tǒng)(СУЗ)。

背景技術

第一回路中為液態(tài)金屬(鉛鉍共熔合金)冷卻劑及第二回路中為工作介質(zhì)(水-蒸汽)的雙回路反應堆裝置被用于將核能轉換成飽和蒸汽的熱能。

應急保護驅(qū)動是一種用于實現(xiàn)安全功能的控制保護系統(tǒng)裝置，即通過向反應堆裝置堆芯中快速引入控制元件-應急安全棒來快速自動和遠程手動終止反應堆裝置堆芯(РУ)中的核裂變反應。

在目前的反應堆控制保護系統(tǒng)中對傳動機構的特征提出了很高的要求，其特征包括控制棒引入到堆芯的速度及執(zhí)行應急保護功能的可靠性，即準確無誤地將控制棒引入到堆芯。

已知一種БН-350反應堆緊急停堆元件的傳動機構(МитенковФ.М.等人著，一種鈉冷快中子反應堆控制保護元件的傳動機構，核科學技術出版社，1980,51-58頁)。該機構由伺服傳動機構和密封支架兩個獨立的組件構成，所述密封支架裝有桿和齒輪齒條機構。所述裝有桿的支架固定在反應堆中心柱沉箱管的法蘭上。所述支架由支架本身和帶有端頭和夾緊裝置的桿組成。在所述支架的下方具有一個導桿，在其上方有一個減震彈簧。聯(lián)結桿和最下一節(jié)的套管穿過桿的內(nèi)部，所述套管通過槽與控制夾緊裝置的凸輪連接。

所述齒輪齒條機構包含齒條配對，導輥，加速彈簧和裝有感應式限位開關的罩。

伺服傳動機構為一個獨立的安裝組件，其安裝在支撐板的支座上。伺服傳動機構的減速裝置的輸出軸通過齒形聯(lián)軸器與齒輪齒條機構的輸入軸連接。伺服傳動機構由直流電動機，兩級渦輪減速裝置，電磁體，位置傳感器，帶有控制桿的錐形摩擦離合器和開合螺母組成。電動機的軸通過十字滑塊聯(lián)軸器與減速裝置的輸入軸連接。

在十字滑塊聯(lián)軸器、直齒輪和蝸輪的作用下，將電動機的旋轉通過滾珠花鍵傳送到摩擦離合器的驅(qū)動聯(lián)軸節(jié)。在電磁體接通的情況下，將運動傳遞給驅(qū)動連軸節(jié)并通過兩個直齒輪傳遞給輸出軸。電磁體通過軛、杠桿和裝有彈簧和止推軸承的橫臂在摩擦離合器上產(chǎn)生必要的聯(lián)結力矩。通過連接的齒形聯(lián)軸器將伺服傳動機構的運動傳遞給密封組件的軸，之后傳遞給齒條配對，所述齒條配對能將旋轉運動轉換成裝有帶夾緊裝置和反應堆緊急停堆元件的桿的往復運動。

但該傳動機構的結構有一系列缺點。該機構是由兩個具有復雜運動的組件構成，而且電機是異步的，是無法調(diào)控的。通過裝有獨立電磁體的摩擦離合器進行聯(lián)結。落入潤滑油及例如因摩擦面磨損而產(chǎn)生的異物時會降低摩擦離合器聯(lián)結的可靠性。該機構的制造工藝復雜而且尺寸較大。

還已知一種БН-600反應堆緊急停堆元件的傳動機構(МитенковФ.М.等人著，一種鈉冷快中子反應堆控制保護元件的傳動機構，核科學技術出版社，1980,62-71頁)。像調(diào)節(jié)部件的傳動機構系統(tǒng)這樣的運動系統(tǒng)由兩個運動鏈組成：桿的伺服傳動機構和夾緊裝置的伺服傳動機構。第一個運動鏈是由電傳動裝置、上部、中部和下部減速裝置、扭力軸、電磁離合器、超越離合器、齒條配對、帶夾緊裝置的桿、位置傳感器、加速和減震彈簧組成。

在夾緊裝置伺服傳動機構的運動鏈中包括電動機、兩級渦輪減速裝置、轉軸套、脈沖傳感器、帶凸輪的空心軸和控制桿。

БН-600反應堆緊急停堆元件的傳動機構在結構上與БН-350反應堆緊急停堆元件的傳動機構相近。雖然成功縮小了結構尺寸，但其運動變得更加復雜。復雜的運動將會降低傳動機構的可靠性。

除此之外，使用非接觸式電磁離合器替代摩擦磁性離合器會產(chǎn)生電磁場，并當增加凹形轉子上的阻力矩時凹形轉子的齒相對于凸形轉子的齒會有一定角度偏移。如果在凹形轉子的齒上產(chǎn)生了負荷，轉子齒之間的位移角會超出極限，從而會出現(xiàn)跳齒——中斷。轉子不再同步且扭力的傳送停止。

除此之外，引向齒輪的旋轉部分的慣性力矩增加了安全棒下落的時間。離合器消耗了大量能源也是其缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是能縮短在緊急情況向反應堆堆芯內(nèi)引入負反應性的時間，提高應急安全棒驅(qū)動結構的穩(wěn)定性，從而提高反應堆裝置整體的安全性和可靠性。

所申請的核反應堆應急安全棒驅(qū)動設計的技術成果為：

-確保了驅(qū)動運動的可靠性；

-縮短了運動鏈斷開的時間，并相應地縮短了在緊急狀態(tài)下或斷電時引入吸收應急安全棒的時間；

-確保了在吸收棒復位時裝有控制保護系統(tǒng)吸收棒的齒條的逆向聯(lián)鎖(跳躍)的可靠性，超越離合器會避免將齒輪旋轉到上升的方向。

-取消了電磁體-齒式離合器系統(tǒng)的復雜調(diào)試和聯(lián)合設置；