[发明专利]用于控制棒驱动机构的吸能降速装置

说明书

本发明公开了一种用于控制棒驱动机构的吸能降速装置，其包括传动轴、传动机构、超越离合器和飞轮，超越离合器的内环与传动轴同轴连接，超越离合器的外环与飞轮同轴连接；传动机构设置于传动轴上，传动机构与控制棒连接；传动机构能使传动轴在控制棒加速下降时处于第一旋转方向且加速旋转，超越离合器设置为传动轴处于第一旋转方向且加速旋转时处于结合状态；传动机构能使传动轴在控制棒下降到位静止时处于第一旋转方向且减速旋转或静止，超越离合器由于自身构造在传动轴处于第一旋转方向且减速旋转时处于超越状态，本装置可调整控制棒降落时间，对环境条件要求低。

技术领域

本发明应用于核反应堆运动设备领域，更具体的说，本发明涉及一种核反应堆控制棒驱动机构高温环境用吸能降速装置。

背景技术

反应堆控制棒从高位落棒时，具有较大的势能，若不施加有效缓冲措施，落棒末期与支承面碰撞时将产生较大的冲击力，该冲击力一般会超出结构的承受能力对结构的完整性及可靠性造成较大的影响，进而影响反应堆的安全。

因此在反应堆控制棒驱动线的结构设计中，通常必须设计相应的结构在控制棒落棒过程中起到缓冲作用，以将落棒时的冲击力限制在合理的范围内。控制棒落棒降速、缓冲装置是缓解事故工况下控制棒紧急落棒时冲击力过大对驱动机构或是核反应堆堆内构件、堆容器等造成损伤的问题。

在现役压水堆中，紧急落棒时，控制棒棒体与驱动机构脱开，在燃料组件内控制棒导向管末段设置一段缩径段，在落棒末期通过控制棒棒束挤压导向管内的冷却剂，对控制棒产生向上的流体力，对控制棒驱动线运动部件起到缓冲作用，熔盐堆控制棒驱动机构在高温空气环境中运行，此种缓冲方式并不适用。

高温气冷堆通过在控制棒驱动机构顶部设置永磁式阻尼器的方式来限制控制棒的落棒速度，以减小落棒冲击，但由于其允许的落棒时间较长，且磁阻尼在高温环境下易退磁，导致落棒时间不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中永磁式阻尼器在高温环境下易退磁、摩擦接触式缓冲器由于磨损问题而导致的落棒时间不稳定，效果差的问题，提供一种适用于高温环境的机械式吸能降速装置，该装置不受高温影响，无磨损问题，可将落棒时间控制在合理稳定的范围内。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种用于控制棒驱动机构的吸能降速装置，其包括传动轴、传动机构、超越离合器和飞轮，超越离合器的内环与传动轴同轴连接，超越离合器的外环与飞轮同轴连接；传动机构设置于传动轴上，传动机构与控制棒连接；

传动机构能使传动轴在控制棒加速下降时处于第一旋转方向且加速旋转，超越离合器设置为传动轴处于第一旋转方向且加速旋转时处于结合状态；传动机构能使传动轴在控制棒下降到位静止后处于第一旋转方向且减速旋转或静止，超越离合器由于自身构造在传动轴处于第一旋转方向且减速旋转时处于超越状态。

在本技术方案中，控制棒下降时，带动传动机构驱使传动轴在第一旋转方向转动，传动轴带动超越离合器内环加速转动，此时，由于超越离合器的特性，其在加速过程中处于内环和外环结合的状态，进而带动与外环结合的具有较大转动惯量的飞轮进行旋转；当控制棒下降到位静止后，超越离合器由于自身构造而为超越状态，此时，飞轮仍处于较高的速度，带动超越离合器的外环进行旋转，而超越离合器的内环与传动轴以较低的速度进行旋转，此时飞轮与传动机构断开联动，从而避免将惯性动能传递给传动机构。

较佳地，传动机构能使传动轴在控制棒上升时处于第二旋转方向，第二旋转方向与第一旋转方向相反，超越离合器由于自身构造在第二旋转方向时处于超越状态。

在本技术方案中，超越离合器在第二旋转方向时处于超越状态，保证了控制棒在上升过程中，传动机构及吸能降速装置不会对控制棒提供向下的作用力。

较佳地，传动机构包括齿轮组和连动机构，连动机构与控制棒相连接；齿轮组将连动机构与传动轴相连动；控制棒下降时通过连动机构带动齿轮组转动，齿轮组带动传动轴处于第一旋转方向。