[发明专利]一种核反应堆控制棒驱动机构及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆控制技术领域，尤其涉及一种闭合转子螺母升降磁阻马达式核反应堆控制棒驱动机构及其驱动方法。

背景技术

控制棒驱动机构是核反应堆中的关键设备，能够按照反应堆控制和保护系统的指令，完成反应堆的启动、功率调节、保持功率、正常停堆和事故停堆等功能。目前，国际上压水型反应堆中普遍采用的是磁力提升型和开裂转子磁阻马达型等原理的控制棒驱动机构。

开裂转子磁阻马达型控制棒驱动机构多用于船舶平台，现存在寿命短、可靠性低、转子开裂紧急停堆落棒后不能正常原精度闭合、二次启动强制闭合时会造成丝杆啮合面的磕碰损伤。

目前，磁力提升型和开裂转子磁阻马达型控制棒驱动机构均是丝杆升降，丝杆提升时，丝杆需穿出反应堆顶盖，穿出高度约占反应堆总高度的20％，从而使得反应堆更高更大，占用船舶平台的更多空间。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种闭合转子螺母升降磁阻马达式核反应堆控制棒驱动机构及其驱动方法，至少部分解决上述技术问题。

为此，本发明提供一种核反应堆控制棒驱动机构，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

本发明还提供一种根据任一所述的核反应堆控制棒驱动机构的驱动方法，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；