[发明专利]控制棒驱动机构及其与控制棒的连接方式

说明书

技术领域

本发明属于控制棒驱动机构技术领域，尤其涉及一种能够防止意外脱扣的控制棒驱动机构。

背景技术

核反应堆堆芯的起停及功率控制均是通过控制棒驱动机构带动控制棒上下运动进出堆芯来实现的，控制棒驱动机构与控制棒之间通过一定结构连接。需要正常停堆时，控制棒驱动机构将控制棒逐步插入燃料组件而中止链反应；需要紧急停堆时，控制棒驱动机构与控制棒断开连接，控制棒依靠自身重力快速插入燃料组件内。

如图1中所示，控制棒1的上端形成有一上抓头11及一下抓头12，而上抓头11与下抓头12的侧壁均由两段锥面上下连接而成，上段锥面由上而下向外侧扩张，而下端锥面由上而下向内侧收缩。控制棒1的下端为采用能吸附中子的材质制成的主体13。

以目前应用最多的压水堆核反应堆控制棒驱动机构与控制棒的连接形式为例，其采用可拆接头与控制棒上端进行连接，其中可拆接头是一种两瓣的弹性片，安装在驱动杆组件上，可拆接头的端头结构与控制棒上端的结构形状对应并与控制棒连接，驱动杆组件中的一个胀头在弹簧力作用下，将可拆接头的两瓣弹性片胀紧，使其端头与控制棒联扣。当需要拆卸控制棒(即脱扣)时，需要专有的工具(如申请号为CN201010564489.7，公开日为2012年05月30日的中国发明专利申请中公开的反应堆控制棒组件的应急脱扣装置)提起驱动杆组件中的拆卸杆，来带动胀头上提，从而使可拆接头的两瓣弹性片在控制棒的自重作用下向内收缩，从而使控制棒自动滑落。

对于这种结构的控制棒驱动机构，在正常运行时，胀头在弹簧作用下一直顶着端头，可以使可拆接头与控制棒紧紧连接。但是当出现意外工况时，比如有较大的冲击载荷时，控制棒上端会挤压端头向上运动，恶劣情况下可能出现控制棒与可拆接头端头脱开的情况，导致意外脱扣。

因此，有必要提供一种与控制棒的装拆方便，并能够降低控制棒意外脱扣风险的控制棒驱动机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与控制棒的装拆方便，并能够降低控制棒意外脱扣风险的控制棒驱动机构。

本发明的另一目的在于提供一种控制棒驱动机构与控制棒的连接方式。

为了实现上述目的，本发明提供了一种控制棒驱动机构，包括机座、电机、传动杆、空心轴、顶推杆及至少三个抓手；所述空心轴与所述机座固定连接，所述空心轴的内壁设置有螺纹区，所述顶推杆的侧壁设有外螺纹，所述顶推杆容置于所述空心轴内并与所述螺纹区螺纹配合，所述电机固定于所述机座并驱使所述传动杆转动，所述传动杆的下端伸入所述空心轴内并与所述顶推杆周向定位地连接，所述抓手枢接于所述空心轴的侧壁，且所述抓手的下端形成向所述空心轴的中心轴线延伸并倾斜向下的卡勾面，所述顶推杆向下顶推所述抓手的上端并驱使至少三个所述抓手的所述卡勾面共同夹持控制棒。

与现有技术相比，由于本发明中采用在所述抓手上设置所述卡勾面来夹持所述控制棒，只要所述抓手的上端被向下顶推，至少三个所述抓手的下端相互靠近，就能共同夹持控制棒，使控制棒与所述控制棒驱动机构连接，而欲将控制棒拆卸时，只需解除对所述抓手的顶推即可，所述控制棒便能在重力的作用下向下滑动并推动所述抓手转动而脱离倾斜向下的所述卡勾面。另外，由于顶推所述抓手的所述顶推杆由所述传动杆驱动转动，而所述传动杆又由所述电机驱动，当电机断电时，存在自锁而不会发生反转，因此所述传动杆被锁定而不能转动，即此时所述顶推杆也被锁定而无法产生上下移动，从而能够保持对所述抓手上端的抵顶，进而保证抓手对控制棒的稳固夹持，降低控制棒从抓手中意外脱扣的风险。

较佳地，所述传动杆的上端与所述电机传动连接，所述传动杆的下端形成第一连接部，所述顶推杆的上端形成第二连接部，所述第一连接部与第二连接部中的一者为横截面呈非圆形的杆体，另一者为横截面呈与所述杆体相应的非圆形的凹槽。所述第一连接部的横截面与所述第二连接部的横截面的形状为相应的非圆形，并且其中一者为杆体，另一者为凹槽，因此所述第一连接部与第二连接部相互套接后，可以实现周向定位而将所述传动杆的转动传递给所述顶推杆。

具体地，所述第一连接部为横截面呈多边形的杆体，所述第二连接部为横截面呈多边形的凹槽。

较佳地，所述控制棒驱动机构还包括一螺母，所述螺母形成所述螺纹区，所述螺母固定于所述空心轴内并位于所述空心轴上端，所述顶推杆上端的侧壁设置外螺纹并与所述螺母螺纹连接，所述传动杆穿入所述螺母内。在所述空心轴内固定所述螺母，可以实现所述顶推杆与所述空心轴的螺纹连接，并且不需要在所述空心轴的内壁加工螺纹，简化了制造工艺。