[其他]核反应堆控制棒驱动装置

说明书

本发明涉及核反应堆控制棒的一种驱动装置，适用的核反应堆，由加压液体冷却，具有置于堆芯之上的控制棒导向装置，一个内部装有驱动装置并且由密封地穿过堆芯容器盖的护套连接于反应堆容器内部的壳体，一个可在该护套内沿其移动，把该机构连接在控制棒上并且径向具有间隙地穿过导向装置的上密封板的驱动轴，以及一个径向地插在驱动轴和护套之间，并且具有一个与该上密封板一道工作以便控制冷却剂流的端件的防热套。

上述类型的装置已经应用于压水堆中，包括本发明受让人制造的某些压水堆中。例如，图1表示一个用于具有由上盖10密封的容器的压水堆的该种装置。每个装置都包括一个护套12，固定在盖10上，并密封地从其中穿出，底部通入容器，顶部通入一个装有控制棒驱动机构的壳体14。该机构，例如可以是公知的电气机械式的机构，被连接在轴16上，轴16可连接在控制棒的头部18上，控制棒包括装有中子吸收材料的棒束20。该棒束在其纵向运动中由一个下部导向装置22和一个导向管24进行轴向导向。导向装置22和导向管24，相互对准，固定在上板26上，上板26由反应堆容器承载并且属于反应堆的上部内部设备。导向管24的上端由板28封闭，板28上有开口，轴16穿过该开口。为了保证满意的机械动作，该开口留有明显的间隙（实践中，绕轴留有7mm左右的间隙）。

在这种压水堆中，做为冷却剂和减速剂流的轻水向上流过堆芯，带走燃料提供的热量。轻水通过一条与棒束导向装置22大约同一水平位置的横向管（未画出）流出容器。板26把冷却剂在其中改变方向以便通过出口管流出的空间与另一个空间30隔开，该空间有时也叫“容器顶部（vesselroof）”其位置紧靠在盖下。如图1所示，容器顶部相对于板26以下的空间保持轻微的过压，例如，这可以用使水从与堆芯上游进口管相通的一个区域流过板26上形成的通路32的方法来实现。由于容器顶部30内的过压，水向着板26之下的空间流动，并使堆芯沿着箭头fo所示的路径短路。通过棒束导向管24的该流容易引起棒束控制轴的振动，并且由于与装在导向装置22内的传统的横向导向板的接触，容易引起控制棒护套的磨损。该非可控流倾向于减少反应堆的热效率。由于机械方面的要求，要通过减小轴16在板28内的间隙的方法把其减少，又不能超过一定限度。

另外，容器顶部倾向于承受流向壳体14的冷却剂流。这些由温差环流效应引起的冷却剂流增加了从该机构壳体向大气的热损耗。

为了减少这种热损耗并保护穿过盖的护套12，过去已有人建议在护套12和控制轴16之间加装一个防热套34。该防热套，在图1所示的高位和防热套的上环38支承在壳体14的出口处安装的一个座上时的低位之间，可以轴向移动。在该低位时，防热套34的一个低位杯形端件紧紧靠近板28。当控制棒下降时，因轴16下降而在壳体14的上部产生的低压使防热套上升并打开一条通路;使水可以沿着箭头f1所示的路径流动，以便平衡压力。

这种技术方案并不能取得完全令人满意的效果。控制棒的自由下落被延误，直至壳体14中的低压达到足以平衡防热套34重量的值为止。棒束控制机构内的热对流仍旧是混乱的并取决于局部过热。

过去也有人建议在控制棒管状驱动轴上安装阀门装置以便当该轴回动时封闭轴上的液流开口（见西德专利1，951，418）。但是这种设计也不能克服上面提到的缺陷。

本发明的一个目的是提供一种控制棒的驱动装置;更具体的目的是提供一种对流热损耗小，在快速停堆时控制棒的落下没有延误的装置。另一个目的是把棒束导向装置中的水流及其产生的振动减小到冷却控制棒束所需要的最小量。

为实现该目的，本发明提供了一种上述的装置，其防热套与上板接触，在护套之下形成校准装置，做为冷却液通过间隙流入导向装置的入口，一个止回阀安装在防热套和护套之间，护套可以垂直地相对于防热套移动。该止回阀可以具有一个可以滑动的阀门密封件与护套座配合动作以便使冷却液只朝向驱动机构流动。

在这设计中，由于该止回阀的重量增强了防热套重量的很小的功能，当控制棒束下落时，该机械壳体底部与容器顶部之间的沟通加快了许多。通过调整通路的横截面积可以很方便地调整使堆芯短路的液流，这有助于平衡不同装置之间的液流。在机构中由温差环流效应引起的流速大大减小，由其引起的热损耗也随之大大减小。