[其他]反應(yīng)堆控制棒的水力步進(jìn)傳動(dòng)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85107654
• 申請(qǐng)日: 1985-10-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85107654B
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂應(yīng)中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G21G7/16
• 分類號(hào): G21G7/16
• 代理公司: 清華大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 張志東,姚桂芬

本發(fā)明是關(guān)于反應(yīng)堆控制棒水力傳動(dòng)裝置，屬于反應(yīng)堆技術(shù)。

反應(yīng)堆的傳動(dòng)裝置要求結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠。目前一般采用電動(dòng)與水力傳動(dòng)兩類。水力傳動(dòng)廣泛用于沸水堆中，且由堆的底部向上插入堆芯，以保證棒的反應(yīng)性不過(guò)分受堆內(nèi)氣泡干擾，同時(shí)保留上部空間為汽水分離器之用。在典型的沸水堆內(nèi)，這種傳動(dòng)裝置依靠彈簧與水壓缸結(jié)合的機(jī)械式抓鉤進(jìn)行定位與自鎖，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需由堆的下方抽出維修，占用空間過(guò)多，影響造價(jià)，故需要改進(jìn)。壓水堆采用電氣傳動(dòng)，集中在堆頂，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高昂，而且在壓力殼頂蓋上開(kāi)孔很多，又占用堆頂空間，亦有改進(jìn)的必要，因此，在最近發(fā)展的低溫供熱堆設(shè)計(jì)中，擬改用堆內(nèi)水力自鎖傳動(dòng)裝置，如西德發(fā)電廠聯(lián)盟（KraftwerkUnion）出版的文獻(xiàn)《500兆瓦區(qū)域供熱用輕水反應(yīng)堆》報(bào)導(dǎo)的凹槽式活塞步進(jìn)傳動(dòng)裝置和中國(guó)申請(qǐng)?zhí)?5100042報(bào)導(dǎo)的反應(yīng)堆控制棒用對(duì)孔式水力步進(jìn)缸。

西德凹槽式活塞步進(jìn)傳動(dòng)裝置的缺點(diǎn)是由于流道阻力特征所限，其步距較大，調(diào)節(jié)性能差，所需的循環(huán)水量大。而且存在由于電磁閥誤動(dòng)作可能使控制棒跳出堆芯而造成反應(yīng)性意外引入的不安全因素。反應(yīng)堆控制棒用對(duì)孔式水力步進(jìn)缸對(duì)上述缺點(diǎn)作了改進(jìn)，故應(yīng)用在采用一體化布置的中小型低溫供熱堆內(nèi)是合適的。但若擴(kuò)大應(yīng)用到目前商用大型沸水堆及壓水堆時(shí)，存在著高度過(guò)大（一般約需控制棒行程的2～3倍）因而堆內(nèi)難于布置的缺點(diǎn)。因水力缸加粗后，不宜放入堆芯;而且壓水堆內(nèi)采用棒柵控制的無(wú)匣元件，也無(wú)法像沸水堆那樣利用匣間空隙布置水力傳動(dòng)，而且兩者的堆芯上、下方均無(wú)2～3倍控制棒行程的空間可以利用。故影響了對(duì)孔式水力步進(jìn)缸的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明的目的旨在提出一種高度較小（1～2倍行程），適于在目前大型沸水與壓水堆內(nèi)布置，步長(zhǎng)調(diào)節(jié)可大可小，循環(huán)水量低而且便于制造的反應(yīng)堆控制棒的水力自鎖傳動(dòng)裝置。

本發(fā)明的要點(diǎn)是這種水力自鎖裝置由活塞和缸體組成，在缸體、活塞、活塞環(huán)或缸蓋端孔任一密封表面刻有凹坑，以在一定位置上造成漏流，從而使活塞依靠水力自鎖，而另外的表面仍可用通常的密封方式，如活塞環(huán)、迷宮、間隙等。凹坑的形狀可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為矩形、園或橢園、梯形、菱形等。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于此裝置總長(zhǎng)度約為控制棒行程的1～2倍，可以在目前成熟的大型沸水或壓水堆壓力殼內(nèi)布置，而無(wú)需改變其他部分的設(shè)計(jì)（見(jiàn)以下實(shí)施例圖6B和圖7B），特別是控制棒的結(jié)構(gòu)不用改變。另外，控制漏流的功能可與工作活塞結(jié)合或分開(kāi)，故水壓缸與活塞均可采用常規(guī)設(shè)計(jì)，加工工藝成熟，并可裝活塞環(huán)利于密封;其次依靠水力自鎖，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，安全可靠;步長(zhǎng)大小易于改變，可以作到精密調(diào)節(jié)。

圖1為缸體刻有凹坑的水力自鎖傳動(dòng)裝置示意圖，圖中（1）及（8）可以互為進(jìn)出水口，（2）為缸體，其內(nèi)壁刻有凹坑（7），（3）為活塞，其上可裝活塞環(huán)（4）或刻上迷宮密封（5），（6）為活塞桿，穿過(guò)缸蓋端孔（9），在孔內(nèi)壁同樣可用活塞環(huán)（4）或刻上迷宮密封（5），當(dāng)入口（8）的水壓大于出口（1）時(shí)，活塞上行直到活塞環(huán)與凹坑相重合處，因活塞環(huán)（或迷宮密封段）的總寬度小于凹坑長(zhǎng)度，故凹坑處造成漏流，使下部壓力降低到上部水壓加上控制棒自重相等時(shí)為止，此時(shí)活塞停在該位置不動(dòng)。

該裝置由一個(gè)固定流量的源供水或排水，需要改變活塞位置時(shí)，可在活塞的下側(cè)瞬時(shí)加大流量，于是活塞驟然滑過(guò)凹坑。活塞環(huán)與光滑的水壓缸壁相吻合，于是活塞兩側(cè)的壓力差使活塞移動(dòng)到次一凹坑處，再次由漏流保持平衡，于是活塞向上移動(dòng)一步，要使活塞下行，可使活塞下部的壓力減小，其自鎖原理與過(guò)程與上行時(shí)相同。

圖2為活塞桿上刻有凹坑的水力自鎖傳動(dòng)裝置示意圖，圖內(nèi)符號(hào)說(shuō)明與圖1相同，但此時(shí)凹坑（7）刻在活塞桿（6）上，而起調(diào)節(jié)流量的密封面在端蓋孔（9）的內(nèi)壁上，同樣可裝活塞環(huán)（4）或迷宮密封（5），其運(yùn)行方式也與圖1相同，不同之處是控制流量的功能與工作活塞分開(kāi)，這在一定條件下使設(shè)計(jì)具備更大的靈活性，加工也較簡(jiǎn)單。

圖3為各種形狀的凹坑與密封面，圖3中A（1）為矩形凹坑與活塞環(huán)相匹配，其中坑的長(zhǎng)度d₁大于活塞環(huán)的寬度d₂，A（2）為園形凹坑，A（3）為梯形凹坑，A（4）為菱形凹坑，均與活塞環(huán)相匹配。圖3中B側(cè)為四種形式的凹坑與迷宮密封相配，亦有d₁＞d₂的關(guān)系。

圖4表示此機(jī)構(gòu)的步長(zhǎng)是由凹坑之間的光滑段長(zhǎng)度l控制，而不是由凹坑本身的長(zhǎng)度。圖內(nèi)（1）為凹坑，（2）為密封面，可以看出，要控制漏流，只要各尺寸滿足下述關(guān)系：