[发明专利]差动变压器型控制棒位置探测器

说明书

技术领域

本发明属于反应堆结构中的控制棒驱动机构技术领域，具体涉及一种控制棒位置探测装置。

背景技术

控制棒位置探测器（简称棒位探测器）是控制棒驱动机构的重要组成部件，用于监测反应堆中控制棒实际位置及落棒时间，并提供控制保护联锁信号。

常规的位置监测装置，从其与运动部件的关联方式上来分，主要有接触式和非接触式两种，其中接触式的位置监测装置结构最为简单，如基于电阻原理的拉线式/拉杆式位移传感器。接触式位置监测装置可简单、快捷地实现直线运动部件的位移测量，但由于该种装置使用中需保证其与运动部件间要有机械连接，而这会造成反应堆一回路压力边界的完整性难以保持，是核安全法规所不允许的。由此，接触式的位置监测装置不适用于控制棒驱动机构领域。非接触式的位置监测装置普遍是基于电磁学、声学或光学等基本原理设计的，结构上均较复杂，但由于其使用中无需与运动部件有机械接触，有利于保证反应堆一回路压力边界的完整性，使之相对而言较适用于驱动机构领域。然而，考虑到检修中的安装和拆卸问题，位置监测装置最好布置在一回路压力边界部件外侧，这又给非接触式位置监测装置的原理选型带来了一定的困难。由此，一种既能实现位置监测又能保证一回路压力边界完整性和检修方便的非接触式位移测量装置有待研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够满足控制棒驱动机构对监测控制棒实际位检测，同时检修方便的差动变压器型控制棒位置探测器。

实现本发明的技术方案如下：

一种差动变压器型控制棒位置探测器，它包括线圈骨架，所述线圈骨架的上下端以及中部分别对称设有环形槽，线圈骨架外设有棒位探测线圈，所述棒位探测线圈包括绕制在线圈骨架上端和下端的环形槽内的补偿线圈、绕制在线圈骨架中部的环形槽内的次级线圈以及绕制在整个线圈骨架的外壁的初级线圈；所述的线圈骨架内设有内筒体，外部设有外筒体；线圈骨架下端固定设有下端头，上端固定设有法兰，所述的外筒体上端开孔，初级线圈从该孔引出。

在上述差动变压器型控制棒位置探测器中：所述的内筒体上端固定设有环形压板，该环形压板上方固定设有弹簧，弹簧上方为与外筒体固定连接的法兰。

在上述差动变压器型控制棒位置探测器中：所述的外筒体上端固定设有一个套筒，该套筒上方固定连接法兰，套筒的侧壁上开孔，初级线圈从该孔引出。

在上述差动变压器型控制棒位置探测器中：所述的法兰上方固定设有两部分半圆形结构组成的卡环，通过锁紧螺栓将两部分固定连接。

本发明所取得的显著效果如下：棒位探测线圈的初级线圈贯穿于驱动杆全行程，补偿线圈和次级线圈绕制在线圈骨架的环形槽内，因而在驱动机构落棒试验中，可通过采集其在落棒过程中的感应电压信号来获得落棒时间，能够实时监测控制棒实际位置，方便驱动机构落棒试验的进行；同时通过在线圈骨架内外设计内筒体和外筒体，为棒位探测线圈提供支撑和保护，保证了整个探测器的装置可靠性；进一步的，通过在筒体上端设计弹簧、环形压板组成的压紧装置，使得内筒体安装可靠；套筒的设置，使得外筒便于制造，弹簧拆卸安装方便。设计卡环和锁紧螺栓，通过他们使得探测器固定在驱动杆行程套管上，安装可靠稳固。

附图说明

图1a为本发明的差动变压器型棒位探测器示意图；

图1b为图1a俯视图；

图2为差动变压器型棒位探测器的棒位探测线圈示意图；

图中：1.线圈骨架；2.棒位探测线圈；3.内筒体；4.外筒体；5.初级线圈；6.补偿线圈；7.次级线圈；8.卡环；9.锁紧螺栓；10.下端头；11.弹簧；12.法兰；13.环形压板；14.套筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。

如图1a、图1b和图2所示，线圈骨架1为薄壁筒体，筒体采用非磁性材料制成，本实施例中采用0Cr19Ni9。在线圈骨架1的上下端以及中部分别对称的加工有环形槽。

棒位探测线圈2由一个初级线圈5、两个补偿线圈6和若干个次级线圈7组成，本实施例中次级线圈7为6个，补偿线圈6绕制在线圈骨架1的上端和下端的环形槽内，次级线圈7绕制在线圈骨架1中部的环形槽内。初级线圈5绕制在整个线圈骨架1的外壁，将整个线圈骨架1覆盖，线圈端部多层绕制，保证端部次级线圈两侧有效激磁，安匝数一致的原则绕制。