[发明专利]一种核反应堆控制棒驱动机构

说明书

本发明提供了一种核反应堆控制棒驱动机构，包括开裂转子、丝杆、多个行星滚轮组件、位置指示器组件、两个轴承、电机外壳、电机定子和弹簧组件，所述行星滚轮组件包括：滚轮内圈、滚轮外圈、多个滚柱、两个行星架和支撑轴。滚轮内圈外壁、滚轮外圈内壁和滚柱设置有螺旋升角为零的螺纹，滚柱上的螺纹与所述滚轮内圈外壁和滚轮外圈内壁上的螺纹螺距相同以实现啮合；所述滚轮外圈外壁上设置有螺纹，所述丝杆外壁设置有螺纹，所述滚轮外圈外壁上的螺纹与所述丝杆外壁上的螺纹啮合，所述丝杆设置在开裂转子空心内孔内。上述机构能够克服大幅度提高控制棒驱动机构的寿命至五倍以上，增强可靠性。

技术领域

本发明属于核机械技术领域，具体而言，涉及一种核反应堆控制棒驱动机构。

背景技术

控制棒驱动机构是核反应堆中的关键设备，能够按照反应堆控制和保护系统的指令，完成反应堆的启动、功率调节、保持功率、正常停堆和事故停堆等功能。目前，国际上压水型反应堆中普遍采用的是磁力提升型和开裂转子磁阻马达型等基于电磁原理的控制棒驱动机构。开裂转子磁阻马达型控制棒驱动机构多用于船舶平台等装备。

目前，船舶平台核反应堆控制棒驱动机构普遍都存在以下问题：寿命短、可靠性低，以上存在的问题影响船舶平台核堆的可靠性。

发明内容

本发明目的是提供一种核反应堆控制棒驱动机构，技术方案如下：

一种核反应堆控制棒驱动机构，包括：

开裂转子、丝杆、多个滚轮组件、位置指示器组件、两个轴承、电机外壳、电机定子和弹簧组件，其中：

所述滚轮组件包括：滚轮内圈、滚轮外圈、多个滚柱、两个行星架和支撑轴；

所述弹簧组件包括弹簧上支撑、弹簧、弹簧下支撑；

所述多个滚轮组件固定安装在开裂转子一端的方形凹形槽内，丝杆设置在电机开裂转子内，多个滚轮组件环绕着丝杆均匀布置，丝杆外壁上的螺纹与滚轮组件中的滚轮外圈外壁上的螺纹啮合；开裂转子由两个轴承支撑固定在电机定子内，开裂转子和电机定子整体固定设置在电机外壳内；位置指示器组件轴向固定在电机外壳上用于反馈丝杆带动载荷的位移位置，弹簧组件中弹簧设置在弹簧上支撑和弹簧下支撑之间，弹簧上支撑轴向固定安装在电机外壳上，弹簧下支撑与丝杆相连，随着丝杆的上下直线运动而压缩和伸张。

优选的，所述滚轮内圈外壁的两端设置有光轴台阶，两端的光轴台阶之间设置有螺旋升角为零的螺纹；所述滚轮外圈内壁的两端设置有光轴台阶，两端的光轴台阶之间设置有螺旋升角为零的螺纹，所述滚轮外圈外壁也设置有螺纹，具有螺旋升角或者没有螺旋升角；所述滚柱两端设置有光轴台阶，两端的光轴台阶之间设置有螺旋升角为零的螺纹，所述滚柱上的螺纹与所述滚轮内圈外壁和滚轮外圈内壁上的螺纹螺距相同以实现啮合；所述行星架为圆环形，外圆周与所述滚轮外圈内壁上的光轴台阶配合，内圆周与所述滚轮内圈外壁上的光轴台阶配合，且均匀设置有光孔；所述滚轮内圈嵌套在滚轮外圈内，所述两个圆环行星架分别位于滚轮内圈与滚轮外圈嵌套形成的环状空间两端，所述滚柱两端的光轴台阶插入所述圆环行星架的光孔内。

优选的，所述开裂转子一端在圆周方向均匀设置有至少四个方形凹槽，所述方形凹槽垂直于开裂转子轴线的两个对称内壁上均设置有支撑孔，所述滚轮组件设置在方形凹槽内，所述支撑轴穿过滚轮内圈，两端插入支撑孔内。

优选的，所述滚柱的螺纹牙型截面和所述滚轮外圈外壁上的螺纹牙型截面的轮廓均为凸圆弧形轮廓，两圆弧面中径点切线夹角的范围是30度至150度。

优选的，所述两圆弧面中径点切线夹角为90度。

优选的，所述滚轮内圈外壁和所述滚轮外圈内壁上的螺纹牙型截面轮廓均为三角形轮廓。

优选的，所述用于核反应堆控制棒驱动机构的行星滚轮丝杠副还包括两个钢丝挡圈，嵌在滚轮外圈两端光轴台阶上的弧形槽内。