一种核反应堆控制棒驱动系统的制作方法

本发明涉及核反应堆控制领域，具体而言，涉及一种核反应堆控制棒驱动系统。

背景技术：

1、核反应堆控制棒驱动系统是核反应堆堆芯功率控制以及堆芯保护的重要设备。通过调节反应堆堆芯中控制棒的棒位、插拔速度和加速度，来实现反应堆的启动、功率调节、正常停堆以及紧急停堆等运行及安全功能。

2、在事故工况下，驱动电机失去外部电源，恒力弹簧收缩带动控制棒自动插入堆芯，实现紧急停堆的功能。但是，由于恒力弹簧收缩过程中，一直为驱动机构提供恒定的动力，导致控制棒插入过程一直处于加速状态，在插棒结束瞬间会对堆芯造成较大冲击，容易破坏堆芯结构的完整性。

3、专利cn115849231a公开了永磁涡流刹车系统，传动轴上包括转子安装轴段和定子安装轴段，转子安装轴段与转子组件连接，定子安装轴段与定子组件连接，转子组件可相对于定子组件转动，转子组件转动后通过产生涡流场为转动提供阻力；定子组件相对于转子组件切割磁力线的面积可调节。

4、专利cn2504819y公开了单叶轮电涡流减速机,其特征是:有一定子和一转子,该定子是由多个沿圆周分布的平行于传动轴的一一相对的电磁铁所组成,且所有电磁铁的磁力线方向相同；于一一相对的电磁铁之间设有一圆盘形转子,且该圆盘形转子的中心设有与汽车变速箱的传动轴相固接的轴套。

5、上述专利均公开了通过涡流效应进行减速，但未公开解决停堆减速问题的技术方案。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种核反应堆控制棒驱动系统，在事故工况下减小控制棒插棒速度，防止堆芯结构造成严重冲击。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种核反应堆控制棒驱动系统，包括与控制棒连接的驱动杆，以及作用于驱动杆上的第一驱动系统和第二驱动系统；第一驱动系统设置为当外部正常供电时带动驱动杆移动，实现控制棒进入和拔出堆芯；第二驱动系统设置为当无法供电时带动驱动杆移动，将控制棒插入堆芯，实现停堆，驱动杆带动第一驱动系统实现反向运动；还包括停堆减速系统，停堆减速系统连接第一驱动系统，第一驱动系统反向运动带动停堆减速系统产生涡流效应，实现减速停堆。

3、优选的，停堆减速系统包括与第一驱动系统连接的内转子组件，还包括至少部分套设于内转子组件的外转子组件。

4、优选的，停堆减速系统还包括与第一驱动系统连接的第一转轴，内转子组件套设于第一转轴。

5、优选的，停堆减速系统还包括第二转轴，套设于第二转轴的法兰，法兰与外转子组件连接。

6、优选的，法兰与第二转轴螺纹配合，第二转轴转动，带动法兰沿第二转轴轴向移动。

7、优选的，停堆减速系统还包括导向筒，外转子组件位于导向筒的内部，导向筒限定外转子组件沿第二转轴平行方向移动。

8、优选的，内转子组件包括磁铁组件，外转子组件包括导体环，导体环与磁铁组件对应设置，当磁铁组件转动时导体环与磁铁组件之间形成涡流效应。

9、优选的，内转子组件还包括放置磁铁组件的包层，以及与包层连接的内基体。

10、优选的，内基体套设于第一转轴，第一转轴转动带动磁铁组件转动。

11、优选的，其特征在于，第一驱动系统包括电机和第一联轴器，电机通过第一联轴器连接第一转轴。

12、优选的，第一驱动系统还包括齿轮副，齿轮副分别连接电机和驱动杆。

13、优选的，第二驱动系统包括恒力弹簧。

14、本发明提出的一种核反应堆控制棒驱动系统，实现了如下技术效果：

15、1、第二驱动系统配合第一驱动系统，在停电事故下，第二驱动系统带动控制棒自动插入堆芯，实现紧急停堆的功能；第二驱动系统带动第一驱动系统反向运动，实现减速停堆，减小对堆芯产生的冲击，保护堆芯的结构完整性和安全性；

16、2、增设停堆减速系统，停堆减速系统与第一驱动系统连接，形成第二驱动系统-第一驱动系统-停堆减速系统联动系统，进一步降低停堆速度；

17、3、停堆减速系统利用涡流效应，将第二驱动系统提供的动能转化为热能消耗，达到了减速的目的，结构简单、紧凑；

18、4、通过调节内转子组件和外转子组件的啮合长度，可快速改变停堆减速系统的阻尼大小，便于控制失电事故条件下的插棒速度。

技术特征：

1.一种核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，包括与所述控制棒(300)连接的驱动杆(600)，以及作用于所述驱动杆(600)上的第一驱动系统(100)和第二驱动系统(200)；

2.根据权利要求1所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述停堆减速系统(500)包括与所述第一驱动系统(100)连接的内转子组件(510)，还包括至少部分套设于所述内转子组件(510)的外转子组件(520)。

3.根据权利要求2所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述停堆减速系统(500)还包括与所述第一驱动系统(100)连接的第一转轴(530)，所述内转子组件(510)套设于所述第一转轴(530)。

4.根据权利要求3所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述停堆减速系统(500)还包括第二转轴(540)，套设于所述第二转轴(540)的法兰(550)，所述法兰与所述外转子组件(520)连接。

5.根据权利要求4所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述法兰(550)与所述第二转轴(540)螺纹配合，所述第二转轴(540)转动，带动所述法兰(550)沿所述第二转轴(540)轴向移动。

6.根据权利要求4或5所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述停堆减速系统(500)还包括导向筒(560)，所述外转子组件(520)位于所述导向筒(560)的内部，所述导向筒(560)限定所述外转子组件(520)沿所述第二转轴(540)平行方向移动。

7.根据权利要求3-5任一项所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述内转子组件(510)包括磁铁组件(511)，所述外转子组件(520)包括导体环(522)，所述导体环(522)与所述磁铁组件(511)对应设置，当所述磁铁组件(511)转动时所述导体环(522)与所述磁铁组件(511)之间形成涡流效应。

8.根据权利要求7所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述内转子组件(510)还包括放置所述磁铁组件(511)的包层(512)，以及与所述包层(512)连接的内基体(513)。

9.根据权利要求8所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述所述内基体(513)套设于所述第一转轴(530)，所述第一转轴(530)转动带动所述磁铁组件(511)转动。

10.根据权利要求3-5任一项所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述第一驱动系统(100)包括电机(110)和第一联轴器(120)，所述电机(110)通过所述第一联轴器(120)连接所述第一转轴(530)。

11.根据权利要求10所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述第一驱动系统(100)还包括齿轮副(130)，所述齿轮副(130)分别连接所述电机(110)和所述驱动杆(600)。

12.根据权利要求1-5任一项所述的核反应堆控制棒驱动系统，其特征在于，所述第二驱动系统(200)包括恒力弹簧。

技术总结本申请提出了一种核反应堆控制棒驱动系统，包括与控制棒连接的驱动杆，以及作用于驱动杆上的第一驱动系统和第二驱动系统；第一驱动系统设置为当外部正常供电时带动驱动杆移动，实现控制棒进入和拔出堆芯；第二驱动系统设置为当无法供电时带动驱动杆移动，将控制棒插入堆芯，实现停堆，驱动杆带动第一驱动系统实现反向运动；还包括停堆减速系统，停堆减速系统连接第一驱动系统，第一驱动系统反向运动带动停堆减速系统产生涡流效应，实现减速停堆。本申请提出的核反应堆控制棒驱动系统降低控制棒在失电事故工况下的插棒速度，降低控制棒对堆芯的冲击，保护堆芯结构完整性。技术研发人员：郝建生,陈鹍,焦少阳,许桐晖,王晰,马佳珍,汪俊,王晓轩,堵树宏受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29