[发明专利]一种防止反应堆发生弹棒事故的装置

说明书

本发明公开了一种防止反应堆发生弹棒事故的装置，包括棘爪组件(1)、控制组件(2)和电缆组件(3)，所述装置位于控制棒驱动机构(10)的下部，所述控制棒驱动机构(10)环绕设置于驱动轴(5)，并位于反应堆压力容器(6)外部上端，所述电缆组件(3)为所述控制组件(2)提供电力，所述控制组件(2)产生电磁感应并发生位移，带动所述棘爪组件(1)运动，使所述棘爪组件(1)与驱动轴(5)啮合或脱离。该装置充分利用了原驱动机构的结构，能够防止反应堆发生弹棒事故，为控制棒驱动机构增加了安全屏障。

技术领域

本发明涉及核电安全领域和机械设备领域，尤其适用于控制棒控制系统。

背景技术

核电是一种高效清洁的新能源，与传统火力发电相比，核电具有原料少、效率高和无污染的特点。然而，一旦发生核事故，将会导致非常严重的后果，甚至给社会造成致命的打击。因此，确保核电厂安全运行、防止堆芯熔化至关重要。

反应堆正常运行时，由控制棒驱动机构完成控制棒组件在堆芯内的提升与下落，实现反应性控制。在紧急停堆或失去外电源时，控制棒依靠重力落入堆芯，确保安全停堆。控制棒驱动机构的承压外壳是反应堆的承压边界，事故工况下，承压外壳有可能破裂，一回路的高压冷却剂会将控制棒冲出反应区，发生弹棒事故，使反应性增加，造成堆芯融化，因此要采取有效手段防止弹棒事故的发生。

目前，一般通过增加压力外罩强度的方法防止压力外罩破裂，保证驱动机构所处的压力与堆芯压力平衡，防止冷却剂喷出发生弹棒事故，这种方式不能完全保证压力外罩不破裂损坏；采取增加控制棒组件重量或采用配重的方式使控制棒快速落入堆芯，同时防止堆芯弹出，这种方式受到空间和材料密度的限制，如果承压外壳破口足够大，冷却剂喷出流量足够，同样有发生弹棒事故的可能，没有可以有效控制弹棒事故发生的专设安全设施。

由于现有技术中上述问题的存在，本发明人对现有的技术进行改造，设计出一种防止反应堆发生弹棒事故的装置。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种防止反应堆发生弹棒事故的装置，该装置受到空间和材料密度的限制小，同时，当承压外壳破口和冷却剂流出时，能够锁死驱动轴，防止发生弹棒事故。为控制棒驱动机构增加了一道安全屏障，符合多样性原则和纵深防御原则。

本发明的目的在于提供以下两方面：

(1)提供一种防止反应堆发生弹棒事故的装置：所述装置位于控制棒驱动机构10的下部，所述控制棒驱动机构10环绕于驱动轴5设置，并位于反应堆压力容器6外部上端；

所述装置包括棘爪组件1、控制组件2和电缆组件3，所述电缆组件3为所述控制组件2提供电力，所述控制组件2产生电磁感应并发生位移，带动所述棘爪组件1运动，使所述棘爪组件1与驱动轴5啮合或脱离。

(2)本发明还提供一种使用上述装置的控制棒驱动系统，

所述控制棒驱动系统：

正常工况时，通过电气连接件31给止回线圈23通电，产生电磁回路，磁场驱动止回磁极24与止回衔铁21克服弹簧22的弹力吸合，在连杆15的带动下，棘爪13与驱动轴5脱离，通过给提升线圈72、传递线圈74和夹持线圈76配合通电，实现驱动轴5的提升与下落；

事故工况时，提升线圈72、传递线圈74、夹持线圈76断电，止回线圈23通电，使控制棒和驱动轴5依靠重力迅速落入堆芯，然后止回线圈23断电，弹簧22弹出止回衔铁21，止回衔铁21上升，在连杆15作用下，棘爪13与驱动轴5啮合并相互作用，控制棒与驱动轴5的重力克服弹簧22的弹力继续下降，基于棘爪13和棘爪支架11的作用，阻碍驱动轴5的上升；