[发明专利]一种核反应堆控制棒驱动机构和方法

权利要求书

1.一种核反应堆控制棒驱动机构，包括：

位置传感器(1)、磁阻马达(2)、行星滚柱丝杠副螺母(3)、固定支撑座(4)、行星滚柱丝杠副丝杆(5)、弹簧外导向套(6)、弹簧(7)、弹簧内导向套(8)、弹簧下支撑环(9)、连接套(10)、导向机构，其特征在于：

位置传感器(1)安装于磁阻马达(2)上，磁阻马达(2)安装在固定支撑座(4)上，磁阻马达(2)的转子与行星滚柱丝杠副螺母(3)固定连接，行星滚柱丝杠副螺母(3)与行星滚柱丝杠副丝杆(5)配合装配；

弹簧(7)的上端固定于固定支撑座(4)并且套装在行星滚柱丝杠副丝杆(5)上，弹簧外导向套(6)套装于弹簧(7)外周并且固定于固定支撑座(4)，行星滚柱丝杠副丝杆(5)的尾端与弹簧下支撑环(9)固定连接，弹簧(7)位于弹簧下支撑环(9)上方，弹簧内导向套(8)套装于弹簧(7)内周并且与弹簧下支撑环(9)相连；

行星滚柱丝杠副丝杆(5)通过连接套(10)与导向机构连接。

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：所述导向机构包括导向杆(11)和导向筒(13)，行星滚柱丝杠副丝杆(5)通过连接套(10)与导向筒(13)内的导向杆(11)固定连接，导向筒(13)固定在上部支撑板(12)上。

3.根据权利要求1或2所述的核反应堆控制棒驱动机构，其特征在于：所述磁阻马达(2)上还设置有旋转编码器和制动器。

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：所述行星滚柱丝杠副螺母(3)和行星滚柱丝杠副丝杆(5)构成的行星滚柱丝杠副是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定轴型行星滚柱丝杠副中的任意一种。

5.一种核反应堆控制棒驱动方法，使用权利要求2或4中所述的核反应堆控制棒驱动机构，导向杆(11)连接载荷。

6.根据权利要求5所述的核反应堆控制棒驱动方法，其特征在于：核反应堆启动时，磁阻马达(2)上的位置传感器(1)和旋转编码器反馈位置，磁阻马达(2)转子旋转带动行星滚柱丝杠副螺母(3)在固定支撑座(4)内作旋转运动，行星滚柱丝杠副螺母(3)的旋转带动行星滚柱丝杠副丝杆(5)，进而带动导向杆(11)在导向筒(13)内作上升直线运动，导向杆(11)带动载荷上升，弹簧(7)随行星滚柱丝杠副丝杆(5)压缩储能。

7.根据权利要求5所述的核反应堆控制棒驱动方法，其特征在于：核反应堆功率调节时，磁阻马达(2)上的位置传感器(1)和旋转编码器反馈位置，磁阻马达(2)转子旋转带动行星滚柱丝杠副螺母(3)在固定支撑座(4)内作旋转运动，行星滚柱丝杠副螺母(3)的旋转带动行星滚柱丝杠副丝杆(5)，进而带动导向杆(11)在导向筒(13)内作上升和下降直线运动，导向杆(11)带动载荷到达目标位置，弹簧(7)随行星滚柱丝杠副丝杆(5)在有效行程内运动储能。

8.根据权利要求5所述的核反应堆控制棒驱动方法，其特征在于：核反应堆功率保持时，磁阻马达(2)上的位置传感器(1)和旋转编码器反馈位置，磁阻马达(2)转子旋转带动行星滚柱丝杠副螺母(3)在固定支撑座(4)内作旋转运动，行星滚柱丝杠副螺母(3)的旋转带动行星滚柱丝杠副丝杆(5)，进而带动导向杆(11)在导向筒(13)内作上升和下降直线运动，导向杆(11)带动载荷到达目标位置，制动器通电制动，磁阻马达(2)断电，磁阻马达(2)转子与行星滚柱丝杠副螺母(3)停止旋转，行星滚柱丝杠副丝杆(5)及导向杆(11)带动载荷在制动器的制动力作用下将保持于目标位置，核堆处于保持功率状态，弹簧(7)压缩储能。

9.根据权利要求5所述的核反应堆控制棒驱动方法，其特征在于：核反应堆正常停堆时，磁阻马达(2)上的位置传感器(1)和旋转编码器反馈位置，磁阻马达(2)转子旋转带动行星滚柱丝杠副螺母(3)在固定支撑座(4)内作旋转运动，行星滚柱丝杠副螺母(3)的旋转带动行星滚柱丝杠副丝杆(5)，进而带动导向杆(11)在导向筒(13)内作下降直线运动，导向杆(11)带动载荷到达正常停堆位置。

10.根据权利要求5所述的核反应堆控制棒驱动方法，其特征在于：核反应堆紧急停堆时，磁阻马达(2)上的位置传感器(1)和旋转编码器反馈位置，磁阻马达(2)断电，弹簧(7)压缩时储备的张力作用通过行星滚柱丝杠副丝杆(5)传导至行星滚柱丝杠副螺母(3)，行星滚柱丝杠副螺母(3)旋转驱动行星滚柱丝杠副丝杆(5)作下降直线运动实现快速落棒。