[发明专利]一种核反应堆控制棒驱动机构及其驱动方法

权利要求书

1.一种核反应堆控制棒驱动机构，其特征在于，包括旋转编码器(1)、制动器(2)、磁阻马达(3)、两个轴承(6)、轴承座(7)、弹簧上固定座(8)、弹簧外导向套(9)、行星滚柱丝杠副、弹簧(11)、弹簧内导向套(12)、弹簧下支撑座(13)、连接套(15)、中空导向杆(16)、上部支撑板(17)和导向筒(18)，所述行星滚柱丝杠副包括行星滚柱丝杠副丝杆(10)和行星滚柱丝杠副螺母(14)；

所述旋转编码器(1)和所述制动器(2)设置在所述磁阻马达(3)上，所述旋转编码器(1)设置在所述制动器(2)的上方，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)与所述磁阻马达(3)连接，两个所述轴承(6)轴向固定在所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)上，两个所述轴承(6)固定设置在所述轴承座(7)内；

所述弹簧(11)套装在所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)的外圈，所述弹簧(11)的上端螺旋固定在所述弹簧上固定座(8)上，所述弹簧(11)设置在所述弹簧下支撑座(13)的上方，所述弹簧上固定座(8)固定连接在所述轴承座(7)上，所述弹簧外导向套(9)套装在所述弹簧(11)的外圈，所述弹簧外导向套(9)固定设置在所述弹簧上固定座(8)上，所述弹簧内导向套(12)设置在所述弹簧(11)的内圈；

所述弹簧内导向套(12)与所述弹簧下支撑座(13)固定连接，所述弹簧下支撑座(13)与所述行星滚柱丝杠副螺母(14)固定连接，所述行星滚柱丝杠副螺母(14)套装在所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)上，所述行星滚柱丝杠副螺母(14)通过所述连接套(15)与所述中空导向杆(16)固定连接，所述中空导向杆(16)设置在所述导向筒(18)内，所述导向筒(18)固定设置在所述上部支撑板(17)上，所述中空导向杆(16)与载荷连接。

2.根据权利要求1所述的核反应堆控制棒驱动机构，其特征在于，还包括法兰座(4)，所述磁阻马达(3)与所述轴承座(7)通过所述法兰座(4)固定连接。

3.根据权利要求1所述的核反应堆控制棒驱动机构，其特征在于，还包括联接器(5)，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)与所述磁阻马达(3)的转子通过所述联接器(5)连接。

4.根据权利要求3所述的核反应堆控制棒驱动机构，其特征在于，所述联接器(5)为摩擦盘式电磁离合器、牙嵌式电磁离合器或者刚性联轴器。

5.根据权利要求1所述的核反应堆控制棒驱动机构，其特征在于，所述行星滚柱丝杠副包括通用型行星滚柱丝杠副、反转型行星滚柱丝杠副、PWG环齿型行星滚柱丝杠副或者定轴型行星滚柱丝杠副。

6.根据权利要求1所述的核反应堆控制棒驱动机构，其特征在于，所述制动器(2)用于当通电时对所述磁阻马达(3)进行制动，当断电时停止对所述磁阻马达(3)进行制动。

7.一种根据权利要求1-6任一所述的核反应堆控制棒驱动机构的驱动方法，其特征在于，包括：

当核反应堆启动时，所述旋转编码器(1)反馈位置，所述磁阻马达(3)通电，所述磁阻马达(3)的转子旋转，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)在所述轴承座(7)之内作旋转运动，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)的旋转运动带动所述行星滚柱丝杠副螺母(14)作直线运动，所述行星滚柱丝杠副螺母(14)的直线运动带动所述中空导向杆(16)在所述导向筒(18)之内滑动作上升直线运动，所述弹簧(11)随着所述行星滚柱丝杠副螺母(14)在有效行程之内运动储能，所述中空导向杆(16)带动所述载荷上升；

当核反应堆处于功率调节状态时，所述旋转编码器(1)反馈位置，所述磁阻马达(3)通电，所述磁阻马达(3)的转子旋转，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)在所述轴承座(7)之内作旋转运动，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)的旋转运动带动所述行星滚柱丝杠副螺母(14)作直线运动，所述行星滚柱丝杠副螺母(14)的直线运动带动所述中空导向杆(16)在所述导向筒(18)之内滑动作上升或者下降的直线运动，以带动所述载荷上升或者下降到指定位置，所述弹簧(11)随着所述行星滚柱丝杠副螺母(14)在有效行程之内运动储能；

当核反应堆处于保持功率状态时，所述旋转编码器(1)反馈位置，所述磁阻马达(3)通电，所述磁阻马达(3)的转子旋转，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)在所述轴承座(7)之内作旋转运动，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)的旋转运动带动所述行星滚柱丝杠副螺母(14)作直线运动，所述行星滚柱丝杠副螺母(14)的直线运动带动所述中空导向杆(16)在所述导向筒(18)之内滑动作上升或者下降的直线运动，以带动所述载荷上升或者下降到指定位置；

当所述中空导向杆(16)带动所述载荷移动至所述指定位置时，所述制动器(2)通电制动，所述磁阻马达(3)断电暂停工作，所述磁阻马达(3)的转子与所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)停止旋转，所述中空导向杆(16)带动所述载荷在所述制动器(2)的制动作用之下保持在所述指定位置，所述弹簧(11)在所述指定位置进行运动储能；

当核反应堆正常停堆时，所述旋转编码器(1)反馈位置，所述磁阻马达(3)通电，所述磁阻马达(3)的转子旋转，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)在所述轴承座(7)之内作旋转运动，所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)的旋转运动带动所述行星滚柱丝杠副螺母(14)作直线运动，所述行星滚柱丝杠副螺母(14)的直线运动带动所述中空导向杆(16)在所述导向筒(18)之内滑动作下降直线运动，所述弹簧(11)随着所述行星滚柱丝杠副螺母(14)在有效行程之内伸张，所述中空导向杆(16)带动所述载荷下降到正常停堆位置；

当核反应堆紧急停堆时，所述旋转编码器(1)反馈位置，所述磁阻马达(3)断电，制动器(2)断电，所述弹簧(11)压缩产生的张力作用在所述行星滚柱丝杠副螺母(14)上，所述行星滚柱丝杠副螺母(14)将张力传递到所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)上，以驱动所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)旋转，所述行星滚柱丝杠副螺母(14)、所述中空导向杆(16)以及所述载荷在所述行星滚柱丝杠副丝杆(10)的旋转驱动之下作直线运动，以实现快速落棒。