[发明专利]一种反应堆功率调节与停堆用控制棒驱动机构

说明书

本发明属于反应堆功率调节技术领域，具体涉及一种反应堆功率调节与停堆用控制棒驱动机构，用于对反应堆的堆芯进行功率调节，包括与控制棒组件(4)连接的分配机构(3)，通过传动机构(2)驱动分配机构(3)的驱动器(1)，控制棒组件(4)中包含由中子反射层(29)和中子吸收体(30)构成的内部旋转鼓体(26)，内部旋转鼓体(26)能够随着驱动器(1)的运转而旋转，从而调节中子反射层(29)和中子吸收体(30)面对堆芯的角度。本发明不需要占据堆芯其他的空间位置，也不必在堆芯内部上、下进出扰动堆芯，可忽略机构本身的重力产生的影响和作用，特别适用于外太空等地球引力很小的特殊环境。

技术领域

本发明属于反应堆功率调节技术领域，具体涉及一种反应堆功率调节与停堆用控制棒驱动机构。

背景技术

核反应堆控制棒驱动机构是反应堆最重要的控制系统和保护系统的关键设备，担负着反应堆的启动、功率调节、停堆及紧急停堆等生产运行和安全控制功能。

目前核反应堆常采用的控制棒驱动机构类型很多，就其驱动能源而言，有电(磁)、液(水)和气等，按其结构形式分为滚珠螺母丝杠式、齿轮齿条式、磁力提升式、液压驱动式、气压驱动式和钢丝绳滑轮式及其它一些衍生的结构形式等。但上述结构形式的控制棒驱动机构，其运行方式均为上、下直线往复运动，控制棒驱动机构的设计、制造和应用，都要考虑重力的作用，在特殊使用环境，如外太空，地球的引力作用反而很小，因此对于该类核动力反应堆而言，使用能动式的往复转动运行方式更为合适，而现有的控制棒驱动机构结构形式和工作原理显然均不能直接应用于外太空用核动力反应堆。

发明内容

本发明的目的是提供一种能动式外太空用核动力反应堆功率调节与停堆用控制棒驱动机构，该机构布置在核反应堆堆芯外围，只可在机构本身所处的位置处往复转动，不需要占据堆芯其他的空间位置，也不必在堆芯内部上、下进出扰动堆芯，正常工况下，通过其自身转动实现反应堆功率的调节，在事故工况下，通过快速转动复位，实现核反应堆应急停堆。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种反应堆功率调节与停堆用控制棒驱动机构，用于对反应堆的堆芯进行功率调节，其中，包括与控制棒组件连接的分配机构，通过传动机构驱动所述分配机构的驱动器，所述控制棒组件中包含由中子反射层和中子吸收体构成的内部旋转鼓体，所述内部旋转鼓体能够随着所述驱动器的运转而旋转，从而调节所述中子反射层和所述中子吸收体面对所述堆芯的角度。

进一步，所述驱动器包括第一外壳体，所述传动机构包括第二外壳体，所述分配机构包括第三外壳体，所述控制棒组件包括第四外壳体，所述第一外壳体、第二外壳体、第三外壳体、第四外壳体之间密封连接，构成一个封闭的密闭空间，在所述密闭空间内填充具有导热作用的气体介质。

进一步，

所述驱动器包括连接减速器的电机，还包括底端设有离合器的输出轴，所述输出轴通过所述离合器与所述减速器相连，所述输出轴上设有角位移传感器，还包括通过齿轮副与所述输出轴啮合的齿条，所述齿条上设有释放弹簧；

当所述离合器连接时，所述驱动器带动所述输出轴转动的同时通过所述齿轮副传递压力给所述齿条，使得所述齿条上的所述释放弹簧呈压缩状态，所述内部旋转鼓体随所述输出轴转动；当所述离合器断开时，所述释放弹簧被释放，推动所述齿条复位，并通过所述齿轮副传递使得所述输出轴一同复位，从而使得所述内部旋转鼓体随所述输出轴一同复位，使所述反应堆停堆。

进一步，所述传动机构包括底端设有万向连接件的第一传动轴，还包括顶端连接所述万向连接件的花键连接轴，所述花键连接轴的底端与所述输出轴的顶端相连且同轴。