[发明专利]船舶反应堆用控制棒驱动机构

说明书

本发明公开了一种船舶反应堆用控制棒驱动机构，包括耐压壳部件、辅助落棒部件、棒位探测器部件、钩爪部件、驱动杆部件和线圈部件；耐压壳部件包括上部的端塞、棒行程套管和下部的密封壳，密封壳与压力容器顶盖固定连接，共同构成压力边界，其特征在于，线圈部件套装在耐压壳部件的外部，由3个电磁线圈和磁轭组成，3个电磁线圈从上到下分别为提升线圈、移动线圈和固定线圈，钩爪部件对应线圈部件设置有铁芯组件，铁芯组件从上到下分别为闭锁铁芯组件、提升铁芯组件、移动铁芯组件和固定铁芯组件，提升线圈同时为钩爪部件的闭锁铁芯组件和提升铁芯组件提供电磁场。

技术领域

本发明属于船舶反应堆领域，更具体地说，本发明涉及一种船舶反应堆用控制棒驱动机构。

背景技术

控制棒驱动机构(简称CRDM)是反应堆重要的控制系统和安全保护系统的动作执行机构，通过驱动控制棒组件在堆芯活性区的上下运动、保持或落棒，实现反应堆的启动、功率控制、正常或事故停堆。

目前，核动力反应堆所采用的控制棒驱动机构主要有三种类型：

1)磁阻马达型控制棒驱动机构；

2)齿轮齿条型控制棒驱动机构；

3)电磁提升步跃型控制棒驱动机构。

与其他类型的驱动机构相比，电磁提升步跃型控制棒驱动机构具有结构简单、提升力大、寿命长、便于维护和更换等优点，所以陆基压水堆核电站中常用电磁提升步跃型控制棒驱动机构。电磁提升步跃型控制棒驱动机构通常由耐压壳部件、线圈部件、驱动杆部件、钩爪部件和棒位探测器部件组成，其一般结构为：耐压壳部件安装在反应堆压力容器顶部，内部是密封的高温高压的一回路冷却剂；围绕着耐压壳部件装有线圈部件，由提升线圈、移动线圈、固定线圈和磁轭组件组成；钩爪部件安装在耐压壳内部，在电磁线圈产生的磁场中按一定的顺序移动衔铁，衔铁通过连杆系统使移动钩爪和固定钩爪与驱动杆部件表面的环形齿槽交替啮合，并相应的提升或下插驱动杆部件及与其相连的控制棒，在事故断电时，各电磁铁的线圈失去电流，钩爪从驱动杆齿槽中脱出，于是驱动杆及与其相连的控制棒在重力作用下掉入堆芯活性区。

但是，这种机构不能直接用于船舶反应堆，因为船舶在航行时，反应堆始终处于摇摆状态中，此时CRDM不能始终保持固定竖直状态，仅依靠重力作为控制棒插入堆芯的驱动力已不能安全实现落棒动作。当船舶反应堆发生大角度倾斜，甚至发生倾覆时，重力就成为控制棒向堆芯活性区运动的阻力，仅仅依靠重力无法实现落棒停堆。且在船舶反应堆同时发生倾覆和断电时，驱动杆会从堆芯活性区中甩出，导致引入正反应性，无法保证核安全。

有鉴于此，确有必要提供一种传动动作可靠、运行精度高、结构简单易行，可实现船舶反应堆各种工况下的功率控制和反应堆安全控制的船舶反应堆用控制棒驱动机构。

发明内容

本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种传动动作可靠、运行精度高、结构简单易行，可实现船舶反应堆各种工况下的功率控制和反应堆安全控制的船舶反应堆用控制棒驱动机构。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种船舶反应堆用控制棒驱动机构，包括：耐压壳部件、辅助落棒部件、棒位探测器部件、钩爪部件、驱动杆部件和线圈部件；所述耐压壳部件包括上部的端塞、棒行程套管和下部的密封壳，密封壳与压力容器顶盖固定连接，共同构成压力边界，所述线圈部件套装在耐压壳部件的外部，由3个电磁线圈和磁轭组成，3个电磁线圈从上到下分别为提升线圈、移动线圈和固定线圈，所述钩爪部件对应线圈部件设置有铁芯组件，铁芯组件从上到下分别为闭锁铁芯组件、提升铁芯组件、移动铁芯组件和固定铁芯组件，线圈部件的电磁线圈和磁轭与钩爪部件上对应设置的铁芯组件自上而下形成闭锁电磁铁、提升电磁铁、移动电磁铁和固定电磁铁，提升线圈同时为钩爪部件的闭锁铁芯组件和提升铁芯组件提供电磁场。