[发明专利]控制棒驱动系统

说明书

本发明公开了一种控制棒驱动系统，包括卡爪、驱动卡爪起落的第一驱动机构以及驱动卡爪开合的第二驱动机构；第一驱动机构包括第一驱动电机、传动轴、空心行星减速机、空心牙嵌式电磁离合器、传动组件和空心主轴；第二驱动机构包括第二驱动电机、套筒组件以及驱动杆组件；第二驱动电机驱动套筒组件周向转动，带动驱动杆组件在轴向上来回移动，驱使卡爪开合。本发明的控制棒驱动系统，通过第一、第二驱动机构分别驱使卡爪的起落和开合，降低对高功率电机的需求，采用空心的行星减速机和牙嵌式电磁离合器串联设置，提供内部通道，用于第二驱动机构的套筒组件和驱动杆组件穿设其中，实现两套驱动机构的紧凑设置，利于减小整个控制棒驱动系统的体积。

技术领域

本发明涉及控制棒驱动技术领域，尤其涉及一种控制棒驱动系统。

背景技术

反应堆小型化和提高堆功率密度是反应堆技术发展的主流方向，包括了小型化模块式的压水反应堆、四代钠冷堆快堆、铅铋快堆反应堆等，这些反应堆的紧凑化设计要求用于控制反应堆功率的控制棒驱动系统体积更小、驱动负载更大、耐高温性能更优越。

现有的CRDM设计，如CN201910232762.7公开一种安全棒驱动机构，两个传动链的步进式驱动电机在结构上采用“串联重叠”的方式布置，采用涡轮蜗杆等组成传动减速系，从而齿轮副较多，造成体积较大(直径约300毫米)，并且涡轮蜗杆具有摩擦大、寿命短且负载能力小的缺陷。

上述现有的CRDM设计在尺寸、寿命和负载能力等方面已经不能满足使用要求，新型控制棒驱动系统设计技术已成为小型化反应堆技术发展的瓶颈，急需进行技术开发。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种满足小体积使用需求的控制棒驱动系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种控制棒驱动系统，包括用于取放控制棒组件的卡爪、驱动所述卡爪起落的第一驱动机构以及驱动所述卡爪开合的第二驱动机构；

所述第一驱动机构包括第一驱动电机、与所述第一驱动电机连接的传动轴、通过第一齿轮副与所述传动轴连接的空心行星减速机、与所述空心行星减速机的空心输出端连接的空心牙嵌式电磁离合器、与所述空心牙嵌式电磁离合器的空心输出端传动连接的传动组件、空心主轴；所述空心主轴穿进所述空心行星减速机与空心牙嵌式电磁离合器的中心通道内，并由所述传动组件驱动其上下运动；所述卡爪连接在所述空心主轴远离所述中心通道的端部上，随所述空心主轴上下运动；

所述第二驱动机构包括第二驱动电机、套筒组件以及驱动杆组件；所述套筒组件通过第二齿轮副与所述第二驱动电机的输出轴连接，并且所述套筒组件的中轴线与所述空心行星减速机、空心牙嵌式电磁离合器的中轴线处于同一直线上；所述驱动杆组件穿设在所述空心主轴内，一端穿过所述中心通道并与所述套筒组件螺纹连接，相对另一端穿入所述卡爪内；

所述第二驱动电机驱动所述套筒组件周向转动，带动所述驱动杆组件在轴向上来回移动，驱使所述卡爪开合。

优选地，所述第一驱动机构还包括轴套；

所述轴套连接在所述空心牙嵌式电磁离合器的空心输出端，并与所述空心主轴同轴设置；所述空心主轴位于所述中心通道外的一端外表面设有沿其轴向延伸的齿条；

所述轴套远离所述空心牙嵌式电磁离合器的一端设有轴套齿轮；

所述传动组件包括第一连接轴、分别设置在所述第一连接轴相对两端上的第一正齿轮和第一锥齿轮、由第二正齿轮和第二锥齿轮同轴连接形成的齿轮单元；

所述第一连接轴平行设置在所述轴套的一侧，所述第一正齿轮与所述轴套上的轴套齿轮相啮合；所述齿轮单元设置在所述第一连接轴和空心主轴之间，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相啮合，所述第二正齿轮与所述空心主轴上的齿条相啮合。

优选地，所述套筒组件包括旋转套筒、导向套；