專利名稱:一種反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)，特別涉及水冷反應(yīng)堆安全棒驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，屬于核反應(yīng)堆設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
反應(yīng)堆安全棒驅(qū)動機構(gòu)是關(guān)系反應(yīng)堆的運行和安全的重要部件，用于反應(yīng)堆安全棒的驅(qū)動，實現(xiàn)安全棒的提棒、保持和落棒等功能?，F(xiàn)有的反應(yīng)堆都使用控制棒驅(qū)動機構(gòu)(如繩輪機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)、磁力提升機構(gòu)等)兼用作安全棒驅(qū)動機構(gòu)。但是，由于安全棒只有提出堆芯、保持和落棒三種工作狀態(tài)，要比控制棒驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動要求簡單得多，但其可靠性則要求得更為嚴(yán)格。因此從安全性和經(jīng)濟(jì)性的角度來看，這樣做并不合適。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)，即以流體動壓為動力的水力驅(qū)動機構(gòu)來代替普通控制棒驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動反應(yīng)堆安全棒，以簡化安全棒驅(qū)動機構(gòu)，進(jìn)而提高安全棒驅(qū)動機構(gòu)的可靠性、安全性，降低安全棒驅(qū)動機構(gòu)的成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)， 其特征在于所述的水力驅(qū)動機構(gòu)包括水力驅(qū)動缸、外缸和設(shè)置在反應(yīng)堆壓力容器外部的水力驅(qū)動回路；所述的水力驅(qū)動缸由活塞、與安全棒剛性連接的連桿和缸套組成，缸套由缸套頭和缸套筒兩部分構(gòu)成，在缸套頭的上部活塞行程的終點處設(shè)有沿圓周均布的至少三個溢流孔；所述缸套筒的內(nèi)壁和連桿之間以及活塞與缸套頭的內(nèi)壁之間采用非接觸密封；所述外缸頂端封閉，與缸套同心布置，且兩者之間留有間隙，該外缸的下部通過法蘭與反應(yīng)堆壓力容器連接；所述的水力驅(qū)動回路含有取水管和排水管，取水管和排水管的一端分別與反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)腔相通，取水管和排水管的另一端與水力驅(qū)動缸內(nèi)部連通，在所述的取水管上安裝有循環(huán)泵和調(diào)解閥，在所述的排水管上安裝有電磁閥。
本發(fā)明所述的反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)，其特征還在于該安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)還含有一根通氣管，該通氣管的一端與外缸頂部的內(nèi)腔相通，另一端與反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)腔相通。
本發(fā)明的另一優(yōu)選技術(shù)方案是該安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)還含有一根通氣管，并在法蘭上設(shè)有通氣孔，所述的通氣管一端與外缸頂部的內(nèi)腔相通，另一端通過法蘭上的通氣孔與反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)腔相通。
本發(fā)明所述的非接觸式密封可采用間隙式或迷宮式結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果利用本發(fā)明所提供的反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)來代替現(xiàn)有技術(shù)中利用控制棒驅(qū)動機構(gòu)兼作安全瓣驅(qū)動機構(gòu)，不僅表現(xiàn)出良好的安全可靠性能，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)性；水力驅(qū)動缸與水力驅(qū)動回路之間只有一根進(jìn)水管相連，是在反應(yīng)堆主回路邊界以內(nèi)結(jié)構(gòu)最簡單的安全棒驅(qū)動機構(gòu)，因此將給反應(yīng)堆帶來良好的運行可靠性。加之，在反應(yīng)堆斷電時，安全棒可以依靠重力自動落入堆芯，停止反應(yīng)堆的運行，因此具有良好的固有安全性。同時本發(fā)明與現(xiàn)有的機電控制棒驅(qū)動機構(gòu)相比，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且成本低，例如與壓水堆控制棒用磁力提升器相比其成本為磁力提升器的1/3～1/5。



圖1為本發(fā)明提供的安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為水力驅(qū)動缸的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-堆芯；2-安全棒；3-循環(huán)泵；4-電磁閥；5-流量調(diào)節(jié)閥；6-安全棒水力驅(qū)動缸；7-反應(yīng)堆壓力容器；8-外缸；9-溢流孔；10-缸套；11-活塞；12-進(jìn)水口；13-緩沖器；14-連桿；15-取水管；16-排水管；17-通氣管；18-缸套頭；19—缸套筒。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作過程作進(jìn)一步的說明。
圖1、圖2為本發(fā)明提供的安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。該水力驅(qū)動機構(gòu)包括水力驅(qū)動缸6、外缸8和設(shè)置在反應(yīng)堆壓力容器外部的水力驅(qū)動回路三部分，所述的水力驅(qū)動缸由活塞11、與安全棒剛性連接的連桿14和缸套10組成，缸套由缸套頭18和缸套筒19兩部分構(gòu)成，在缸套頭的上部活塞行程的終點處設(shè)有沿圓周均布的至少三個溢流孔9；所述缸套筒19的內(nèi)壁和連桿14之間以及活塞11與缸套頭18的內(nèi)壁之間采用非接觸密封，非接觸密封可采用間隙式或迷宮式結(jié)構(gòu)；外缸8的頂端為封閉式，與缸套10應(yīng)保持同心布置，且兩者之間留有間隙，該外缸8的下部通過法蘭與反應(yīng)堆壓力容器7連接；水力驅(qū)動缸的水力驅(qū)動回路設(shè)置在反應(yīng)堆壓力容器7的外部，包括取水管15和排水管16，取水管和排水管的一端分別與反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)腔相通，取水管和排水管的另一端通過進(jìn)水口12與缸套10內(nèi)部連通，在所述的取水管上安裝有循環(huán)泵3和流量調(diào)節(jié)閥5，在所述的排水管16上安裝有電磁閥4，該電磁閥可采用常開電磁閥。在電磁閥4通電關(guān)閉的情況下，加壓后的水進(jìn)入缸套10內(nèi)部，當(dāng)流量足夠大時，流經(jīng)活塞11上下兩端的動壓差所形成的提升力大于運動件的總負(fù)荷后，活塞11帶動連桿14和安全棒2向上運動，直至上終點(溢流孔9處)。當(dāng)活塞11的下沿高于溢流孔9后，缸套10內(nèi)的壓力水將通過溢流孔9、外缸8返回到反應(yīng)堆壓力容器7，活塞11將保持在終點的位置上。
當(dāng)電磁閥4斷電打開時，水力驅(qū)動缸6內(nèi)的水將通過電磁閥4和排水管16返回到反應(yīng)堆壓力容器7內(nèi)，安全棒2將迅速落入堆芯1。另外在驅(qū)動系統(tǒng)斷電后，循環(huán)泵3將停止、同時電磁閥4將同時斷電，安全棒2將更為迅速落入堆芯1中。
安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)的工作過程如下1)安全棒提升狀態(tài)電磁閥通電使電磁閥4呈關(guān)閉狀態(tài)，反應(yīng)堆壓力容器7中的水，經(jīng)循環(huán)泵3加壓后，通過調(diào)節(jié)閥5，經(jīng)進(jìn)水口12進(jìn)入安全棒水力驅(qū)動缸。當(dāng)流量大于臨界保持流量后，在水流的推動下，活塞11向上運動，并帶動與之剛結(jié)的安全棒2向上運動，直至活塞的下沿到達(dá)溢流孔9。
2)安全棒保持狀態(tài)當(dāng)活塞的下沿到達(dá)溢流孔9后，水流將通過溢流孔9返回到反應(yīng)堆壓力容器7內(nèi)，活塞11將停止在該位置上。這時安全棒將保持在反應(yīng)堆堆芯以上。
3)落棒狀態(tài)電磁閥4在提升和保持狀態(tài)時是通電關(guān)閉的，當(dāng)落棒操作時，電磁閥4斷電，呈開啟狀態(tài)?；钊?1下部的水將通過該電磁閥4和排水管16返回到反應(yīng)堆壓力容器7。這樣的設(shè)置符合反應(yīng)堆的失事安全的原則。
落棒狀態(tài)可以是通過切斷電磁閥4的電源達(dá)到，也可以通過切斷系統(tǒng)的總電源來達(dá)到，但因為后種狀態(tài)電磁閥4和循環(huán)泵3同時被切斷電源，所以落棒的速度更快一些。
圖2為水力驅(qū)動缸的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖2可以看出，水力驅(qū)動缸6的結(jié)構(gòu)非常簡單，且在缸壁和活塞之間及活塞桿和缸頭之間采用非接觸式密封，水力驅(qū)動缸與水力驅(qū)動回路之間只有一根進(jìn)水管相連，是在反應(yīng)堆主回路邊界以內(nèi)結(jié)構(gòu)最簡單的安全棒驅(qū)動機構(gòu)，因此將給反應(yīng)堆帶來良好的運行可靠性。另外該安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)還含有一根通氣管17，通氣管的連接方式可通過以下兩種方式實現(xiàn)一種連接方式是該通氣管17的一端與外缸頂部的內(nèi)腔相通，另一端與反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)腔相通。另一種連接方式是在外缸下面的法蘭上設(shè)置通氣孔，將通氣管17的一端與外缸頂部的內(nèi)腔相通，另一端通過法蘭上的通氣孔與反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)腔相通。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于所述的水力驅(qū)動機構(gòu)包括水力驅(qū)動缸(6)、外缸(8)和設(shè)置在反應(yīng)堆壓力容器(7)外部的水力驅(qū)動回路組成；所述的水力驅(qū)動缸由活塞(11)、與安全棒剛性連接的連桿(14)和缸套(10)組成，缸套由缸套頭(18)和缸套筒(19)兩部分構(gòu)成，在缸套頭的上部活塞行程的終點處設(shè)有沿圓周均布的至少三個溢流孔(9)；所述缸套筒(19)的內(nèi)壁和連桿(14)之間以及活塞(11)與缸套頭(18)的內(nèi)壁之間采用非接觸式密封；所述外缸(8)頂端封閉，與缸套(10)同心布置，且兩者之間留有間隙，該外缸的下部通過法蘭與反應(yīng)堆壓力容器(7)連接；所述的水力驅(qū)動回路含有取水管(15)和排水管(16)，取水管和排水管的一端分別與反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)腔相通，取水管和排水管的另一端與水力驅(qū)動缸連通，在所述的取水管(15)上安裝有循環(huán)泵(3)和調(diào)解閥(5)，在所述的排水管(16)上安裝有電磁閥(4)。
2.按照權(quán)利要求
1所述的反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于該安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)還含有一根通氣管(17)，該通氣管的一端與外缸(8)頂部的內(nèi)腔相通，另一端與反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)腔相通。
3.按照權(quán)利要求
1所述的反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于該安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)還含有一根通氣管(17)，并在外缸下部的法蘭上設(shè)置通氣孔，所述的通氣管一端與外缸(8)頂部的內(nèi)腔相通，另一端通過法蘭上的通氣孔與反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)腔相通。
4.按照權(quán)利要求
1、2或3所述的反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于所述的非接觸密封為間隙式或迷宮式結(jié)構(gòu)。
專利摘要
一種反應(yīng)堆安全棒水力驅(qū)動機構(gòu)，涉及水冷反應(yīng)堆安全棒驅(qū)動裝置。該水力驅(qū)動機構(gòu)由水力驅(qū)動缸、外缸和水力驅(qū)動回路組成。水力驅(qū)動缸包括活塞、連桿和缸套，缸套的內(nèi)壁與連桿和活塞之間采用非接觸密封，在缸套上部設(shè)有沿圓周均布的至少三個溢流孔。外缸頂端封閉，與缸套同心布置；水力驅(qū)動回路含有取水管和排水管，取水管和排水管的一端分別與反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)腔相通，取水管和排水管的另一端與水力驅(qū)動缸連通，在取水管上安裝有循環(huán)泵和流量調(diào)節(jié)閥，在所述的排水管上安裝有電磁閥。本發(fā)明不僅表現(xiàn)出良好的安全可靠性能，同時因為其結(jié)構(gòu)簡單，所以也具有良好的經(jīng)濟(jì)性。與壓水堆控制棒用磁力提升器相比其成本為磁力提升器的1/3～1/5。
文檔編號G21C9/02GKCN101013611SQ200710063068
公開日2007年8月8日 申請日期2007年1月26日
發(fā)明者吳元強, 閻慧杰, 吳莘馨 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan