CN112002445A - 内置式控制棒驱动线导向结构及控制棒水压驱动*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及核反应堆控制棒水压驱动设备技术领域，尤其涉及一种内置式控制棒驱动线导向结构及控制棒水压驱动***。该内置式控制棒驱动线导向结构包括导向筒组件和定位筒，导向筒组件用于竖直插装于堆芯支撑板内，并且导向筒组件的内部沿导向筒组件的轴向设有轴腔，定位筒同轴套装于轴腔内；定位筒的内壁设有若干个支撑柱。本发明能够为内置式控制棒驱动机构在进行落棒及装拆过程中提供可靠的导向作用以及准确的轴向定位和周向定位，并且该结构能够与反应堆堆内结构相匹配，为内置式控制棒驱动线在抗震、倾斜、摇摆、冲击等环境条件下的可靠运行提供了支撑保障；该结构还能适应反应堆高温高压环境，从而满足控制棒水压驱动***的工程实施要求。

Description

内置式控制棒驱动线导向结构及控制棒水压驱动***

技术领域

本发明涉及核反应堆控制棒水压驱动设备技术领域，尤其涉及一种内置式控制棒驱动线导向结构及控制棒水压驱动***。

背景技术

核反应堆控制棒驱动机构，又称为反应堆控制棒驱动线，是反应堆最关键的安全设备，担负着反应堆的起动、功率调节及停堆等重要功能。控制棒驱动机构按照控制棒的安装位置可以分为外置式控制棒驱动机构和内置式控制棒驱动机构。其中，核反应堆控制棒水压驱动***是一种内置式控制棒驱动机构，其驱动机构置于反应堆压力容器内的高温、高压和辐照环境中，采用提升、传递、夹持三个水压缸次序驱动传递、夹持两套销爪机构运动，实现控制棒的步升、步降和落棒功能。

基于驱动机构的工作原理和内置式控制棒驱动机构的结构特点及试验装拆、运行的经验可知，现有的内置式控制棒驱动机构在进行落棒及装拆过程中仍然存在有不能可靠导向和准确定位固定的问题，不能为内置式控制棒驱动机构在抗震、倾斜、摇摆、冲击等环境条件下运行提供可靠的结构支撑。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种内置式控制棒驱动线导向结构，以解决现有的内置式控制棒驱动机构在进行落棒及装拆过程中存在不能可靠导向和准确定位固定的问题。

本发明还提出一种控制棒水压驱动***。

根据本发明一方面实施例的一种内置式控制棒驱动线导向结构，包括导向筒组件和定位筒，所述导向筒组件用于竖直插装于堆芯支撑板内，并且所述导向筒组件的内部沿所述导向筒组件的轴向设有轴腔，所述定位筒同轴套装于所述轴腔内；所述定位筒的内壁设有若干个支撑柱。

根据本发明的一个实施例，若干个所述支撑柱分别突出于所述定位筒的内壁，并且若干个所述支撑柱分别围绕所述定位筒的内壁均匀设置。

根据本发明的一个实施例，所述定位筒的两端分别构造有第一定位台阶，各个所述支撑柱分别构造于两个所述第一定位台阶之间，并且各个所述支撑柱分别平行于所述定位筒的轴向设置。

根据本发明的一个实施例，所述导向筒组件包括依序连接并且同轴设置的第一筒段、第一对接筒、第二对接筒、变径筒、第二筒段和筒端接头，所述筒端接头能插装于所述堆芯支撑板内；所述定位筒套装于所述第一对接筒与所述第二对接筒的对接处内的轴腔中。

根据本发明的一个实施例，所述第一对接筒的一端构造有第一对接端，所述第二对接筒的一端构造有第二对接端，所述第一对接端与所述第二对接端相对设置并且相互固接，所述定位筒套装于所述第一对接端和所述第二对接端的对接处内的轴腔中。

根据本发明的一个实施例，所述第一对接端的内壁上构造有第一凸台，所述第二对接端的内壁上构造有第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台相对设置，所述第一凸台和所述第一对接端的内壁之间构造第一槽体，所述第二凸台和所述第二对接端的内壁之间构造第二槽体。

根据本发明的一个实施例，所述第一对接端和所述第二对接端上分别相对的构造有第一卡扣和第二卡扣，所述第一卡扣和所述第二卡扣之间相互插接。

根据本发明的一个实施例，所述第一对接筒的外壁上构造有向外突出的固定台。

根据本发明的一个实施例，所述筒端接头的两端分别构造有定位端和固定端，所述定位端与所述固定端之间通过倾斜过渡段连接，所述定位端与所述第二筒段连接，所述固定端能插装于所述堆芯支撑板内；

所述定位端内构造有第二定位台阶；

所述倾斜过渡段的内壁上构造有内支撑部。

根据本发明另一方面实施例的一种控制棒水压驱动***，安装有如上所述的内置式控制棒驱动线导向结构。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例的一种内置式控制棒驱动线导向结构包括导向筒组件和定位筒，导向筒组件用于竖直插装于堆芯支撑板内，并且导向筒组件的内部沿导向筒组件的轴向设有轴腔，以便使控制棒能够在轴腔内准确落棒及步升运动；定位筒同轴套装于轴腔内，定位筒的内壁设有若干个支撑柱，支撑柱的设置为控制棒沿轴腔的上下运动提供了可靠的导向作用以及准确的轴向定位和周向定位，从而使该结构能为内置式控制棒驱动机构在进行落棒及装拆过程中提供可靠导向、准确定位以及足够的结构支撑作用，进而为内置式控制棒驱动线在抗震、倾斜、摇摆、冲击等环境条件下的可靠运行提供了支撑保障。

进一步的，该结构能够安装在堆芯支撑板上，并且能够与反应堆堆内结构相匹配固定，并且该结构还可以很好的适应反应堆高温高压环境，可见该结构能够满足控制棒水压驱动***的结构定位要求和工程实施要求。

再进一步的，该结构不仅能满足控制棒水压驱动***在先进一体化小型水堆上的工程应用要求，也为其他工业领域运动设备环境结构的工程设计提供了有力参考。

本发明实施例的一种控制棒水压驱动***，安装有如上所述的内置式控制棒驱动线导向结构。通过安装上述内置式控制棒驱动线导向结构，使得该控制棒水压驱动***具有上述内置式控制棒驱动线导向结构的全部优点，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的内置式控制棒驱动线导向结构的结构示意图；

图2是本发明实施例的内置式控制棒驱动线导向结构的结构***图；

图3是本发明实施例的定位筒的剖视图；

图4是本发明实施例的定位筒的俯视图；

图5是本发明实施例的第一对接筒的剖视图；

图6是本发明实施例的第二对接筒的剖视图；

图7是本发明实施例的筒端接头的剖视图。

附图标记：

1：第一筒段；2：第一对接筒；21：第一对接端；22：第一固接端；23：第一槽体；24：第一凸台；25：第一卡扣；3：定位筒；31：第一定位台阶；4：第二对接筒；41：第二对接端；42：第二固接端；43：第二槽体；44：第二凸台；45：第二卡扣；5：变径筒；6：第二筒段；7：筒端接头；71：定位端；72：倾斜过渡段；73：固定端；74：第二定位台阶；75：通孔；8：支撑柱；9：内支撑部；10：固定台；11：堆芯支撑板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种内置式控制棒驱动线导向结构(本发明实施例中简称为“导向结构”)。基于该导向结构，本发明实施例还提供了一种控制棒水压驱动***(本发明实施例中简称为“***”)。该导向结构能够安装在***的反应堆内的堆芯支撑板11上，能够与反应堆的堆内结构相匹配固定，并且该导向结构还可以很好的适应反应堆的堆内高温高压环境，可见该该导向结构能够满足该控制棒水压驱动***的结构定位要求和工程实施要求。

如图1和图2所示，该导向结构包括导向筒组件和定位筒3。导向筒组件能够竖直插装于堆芯支撑板11内，并且导向筒组件的内部沿导向筒组件的轴向设有轴腔，以便使控制棒能够在轴腔内准确落棒及步升运动。定位筒3同轴套装于轴腔内，定位筒3的内壁设有若干个支撑柱8。

导向筒组件构成了该导向结构的关键的组成部分之一，导向筒组件能够与反应堆的堆内设备之间可靠固定，并且导向筒组件的轴腔能够为控制棒的上下运动提供导向通道，以确保在紧急事故下控制棒能够快速***燃料组件中实现紧急停堆。

支撑柱8的设置为控制棒沿轴腔的上下运动提供了可靠的导向作用以及准确的轴向定位和周向定位。支撑柱8能够与驱动线的水压缸通道相匹配，即支撑柱8能自动认入水压缸通道；定位筒3能通过支撑柱8支撑在驱动机构的支撑环上，并且定位筒3还能在轴腔内作轴向转动，以提高定位筒3在导向筒组件内的轴腔中的灵活性。

由此可见，定位筒3和支撑柱8的结构设置能够为控制棒驱动线在导向筒组件的轴腔内作落棒运动和步升运动、以及导向筒组件和控制棒的装拆过程均提供了可靠的导向作用、准确的定位作用以及足够的结构支撑作用，进而为控制棒驱动线在抗震、倾斜、摇摆、冲击等环境条件下的可靠运行提供了支撑保障。

可理解的是，为了实现上述的导向筒组件对控制棒的导向作用，本实施例所述的导向筒组件的轴腔与控制棒之间具有较小的摩擦力，同时在导向筒组件的侧壁上设置若干流道，流道能允许冷却剂流出。

在一个实施例中，如图1和图2所示，导向筒组件包括依序连接并且同轴设置的第一筒段1、第一对接筒2、第二对接筒4、变径筒5、第二筒段6和筒端接头7，筒端接头7能插装于堆芯支撑板11内。可见该导向筒组件构造成可拆分的多筒段拼装结构，以提高导向结构的装拆灵活性，并且更方便对导向结构各个筒段进行针对性维护及位置调整。优选定位筒3套装于第一对接筒2与第二对接筒4的对接处内的轴腔中，以利用第一对接筒2与第二对接筒4的对接关系为定位筒3的轴向位置进行限位。

在一个实施例中，如图3和图4所示，优选定位筒3整体结构为中空柱体。定位筒3的内壁上分别构造有若干个支撑柱8。若干个支撑柱8分别朝向定位筒3的轴线方向突出于定位筒3的内壁，并且若干个支撑柱8分别围绕定位筒3的内壁均匀设置。本实施例优选在定位筒3的内壁上分别构造有至少三个支撑柱8。可见，该定位筒3利用多个支撑柱8的结构设置实现了定位筒3与驱动机构水压缸通道之间的周向定位。

可理解的是，优选定位筒3的两端分别构造有第一定位台阶31，第一定位台阶31能够促使定位筒3在导向筒组件的轴腔内实现精确可靠的轴向定位。在第一对接筒2与第二对接筒4相互对接的结构中，在第一对接筒2与第二对接筒4的对接处内部形成用于对定位筒3限位的轴腔，而定位筒3两端的第一定位台阶31能够分别装配于第一对接筒2内和第二对接筒4内，从而使得定位筒3被精准的轴向限位于第一对接筒2与第二对接筒4之间。

可理解的是，优选各个支撑柱8分别构造于两个第一定位台阶31之间，保证定位筒3在轴腔内轴向上的定位。并且，各个支撑柱8分别平行于定位筒3的轴向设置，以使支撑柱8与水压缸通道相互匹配，以提高定位筒3与水压缸通道之间的周向定位准确性。

在一个实施例中，如图5和图6所示，第一对接筒2的内壁能确定驱动线弹簧箱部件的径向间隙定位。第一对接筒2的一端构造有第一对接端21，第二对接筒4的一端构造有第二对接端41，第一对接端21与第二对接端41相对设置并且相互固接，以实现第一对接筒2与第二对接筒4之间的可靠对接。本实施例中优选第一对接端21的内壁设有内螺纹，第二对接端41的外壁设有外螺纹，第一对接端21和第二对接端41之间通过螺纹紧固连接并辅以点焊防松。定位筒3套装于第一对接端21和第二对接端41的对接处内的轴腔中，以利用第一对接端21和第二对接端41的对接处内的轴腔对定位筒3进行轴向定位。

可理解的是，还可以通过将第一对接端21和第二对接端41之间卡接，实现第一对接筒2与第二对接筒4之间的相互固接。例如图5和图6所示，第一对接端21和第二对接端41上分别相对的构造有第一卡扣25和第二卡扣45，第一卡扣25和第二卡扣45之间相互插接，并可以辅以点焊防松。

为了利用第一对接端21和第二对接端41的对接处内的轴腔对定位筒3进行更为精确可靠的轴向定位，如图5和图6所示，优选第一对接端21的内壁上构造有第一凸台24，第二对接端41的内壁上构造有第二凸台44，第一凸台24和第二凸台44相对设置，第一凸台24和第一对接端21的内壁之间构造第一槽体23，第二凸台44和第二对接端41的内壁之间构造第二槽体43。第一槽体23和第一凸台24能够分别夹装于定位筒3一端侧壁的内外两侧，并且第一凸台24可以顶紧于定位筒3这一端的第一定位台阶31上，从而实现定位筒3与第一对接筒2之间的轴向定位；同理，第二槽体43和第二凸台44能够分别夹装于定位筒3另一端侧壁的内外两侧，并且第二凸台44可以顶紧于定位筒3这一端的第一定位台阶31上，从而实现定位筒3与第二对接筒4之间的轴向定位。第一槽体23和第一凸台24的组合、以及第二槽体43和第二凸台44的组合还能有效避免定位筒3在第一对接端21和第二对接端41的对接处内的轴腔中产生径向晃动。

可理解的是，第一对接筒2上还构造有第一固接端22。第一固接端22与第一对接端21分别构造于第一对接筒2的两端，第一固接端22用于与第一筒段1之间可拆卸的连接。例如图5所示，第一固定端73的内壁上构造有若干台阶结构，并且在第一固定端73的内壁构造有内螺纹，则第一对接筒2的第一固定端73与第一筒段1之间利用螺纹紧固连接，并辅以点焊防松。

可理解的是，第二对接筒4上还构造有第二固接端42。第二固接端42与第二对接端41分别构造于第二对接筒4的两端，第二固接端42用于连接变径筒5，变径筒5焊接于第二筒段6上，换言之，第二固接端42用于与第二筒段6可拆卸的连接。例如图6所示，第二固定端73的外壁上构造有外螺纹，并且在第二固定端73的外壁还可以构造为卡接部，则第二对接筒4的第二固定端73与第二筒段6的变径筒5之间利用螺纹或卡接实现紧固连接，并辅以点焊防松。可理解的是，变径筒5的设置能够使得原本外径不同的第二筒段6与第二对接筒4之间实现可靠对接。

可理解的是，如果第二对接筒4的与第二筒段6的外径相等，可以省略变径筒5的安装。

在一个实施例中，如图1、图2和图5所示，在第一对接筒2的外壁上还构造有向外突出的固定台10。固定台10用于使第一对接筒2与反应堆的堆内结构相固接，从而为导向结构在反应堆内的装拆提供导向和定位作用。

在一个实施例中，如图7所示，筒端接头7的两端分别构造有定位端71和固定端73。定位端71与固定端73之间通过倾斜过渡段72连接，定位端71与第二筒段6连接，固定端73能插装于堆芯支撑板11内。由于第二筒段6的外径与堆芯支撑板11的安装孔的内径不相等，倾斜过渡段72的设置使得第二筒段6与堆芯支撑板11之间实现可靠连接。优选堆芯支撑板11的安装孔设有内螺纹，筒端接头7的固定端73设有外螺纹，则筒端接头7的固定端73能通过螺纹紧固安装在堆芯支撑板11的安装孔内，并辅以点焊防松，从而起到防松防脱落防晃动的作用。定位端71内构造有第二定位台阶74，第二筒段6能够焊接固定在第二定位台阶74内，并可以辅以点焊防松，以实现第二筒段6与筒端接头7之间的可靠连接。倾斜过渡段72的内壁上构造有内支撑部9，内支撑部9能够对控制棒驱动线的下端起到径向间隙定位的作用。

可理解的是，在倾斜过渡段72上还贯通有若干个用于冷却液流出的通孔75。

本发明实施例的一种控制棒水压驱动***，安装有如上所述的内置式控制棒驱动线导向结构。通过安装上述内置式控制棒驱动线导向结构，使得该控制棒水压驱动***具有上述内置式控制棒驱动线导向结构的全部优点，具体内容在此不再赘述。

综上可知，本发明实施例所述的导向结构不仅能满足控制棒水压驱动***在先进一体化小型水堆上的工程应用要求，也为其他工业领域运动设备环境结构的工程设计提供了有力参考。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，包括导向筒组件和定位筒，所述导向筒组件用于竖直插装于堆芯支撑板内，并且所述导向筒组件的内部沿所述导向筒组件的轴向设有轴腔，所述定位筒同轴套装于所述轴腔内；所述定位筒的内壁设有若干个支撑柱。

2.根据权利要求1所述的内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，若干个所述支撑柱分别突出于所述定位筒的内壁，并且若干个所述支撑柱分别围绕所述定位筒的内壁均匀设置。

3.根据权利要求2所述的内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，所述定位筒的两端分别构造有第一定位台阶，各个所述支撑柱分别构造于两个所述第一定位台阶之间，并且各个所述支撑柱分别平行于所述定位筒的轴向设置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，所述导向筒组件包括依序连接并且同轴设置的第一筒段、第一对接筒、第二对接筒、变径筒、第二筒段和筒端接头，所述筒端接头能插装于所述堆芯支撑板内；所述定位筒套装于所述第一对接筒与所述第二对接筒的对接处内的轴腔中。

5.根据权利要求4所述的内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，所述第一对接筒的一端构造有第一对接端，所述第二对接筒的一端构造有第二对接端，所述第一对接端与所述第二对接端相对设置并且相互固接，所述定位筒套装于所述第一对接端和所述第二对接端的对接处内的轴腔中。

6.根据权利要求5所述的内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，所述第一对接端的内壁上构造有第一凸台，所述第二对接端的内壁上构造有第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台相对设置，所述第一凸台和所述第一对接端的内壁之间构造第一槽体，所述第二凸台和所述第二对接端的内壁之间构造第二槽体。

7.根据权利要求5所述的内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，所述第一对接端和所述第二对接端上分别相对的构造有第一卡扣和第二卡扣，所述第一卡扣和所述第二卡扣之间相互插接。

8.根据权利要求4所述的内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，所述第一对接筒的外壁上构造有向外突出的固定台。

9.根据权利要求4所述的内置式控制棒驱动线导向结构，其特征在于，所述筒端接头的两端分别构造有定位端和固定端，所述定位端与所述固定端之间通过倾斜过渡段连接，所述定位端与所述第二筒段连接，所述固定端能插装于所述堆芯支撑板内；

所述定位端内构造有第二定位台阶；

所述倾斜过渡段的内壁上构造有内支撑部。

10.一种控制棒水压驱动***，其特征在于，安装有如权利要求1至9任一项所述的内置式控制棒驱动线导向结构。

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