控制棒驱动机构

控制棒驱动机构控制棒驱动机构由一套机电传动装置组成，其中三个电磁线圈通过销爪与传动轴上槽纹的配合作用，使传动轴和控制棒束作步进式移动。反应堆压力容器顶盖上的管座与带有螺纹连结的承压壳体作密封焊接，驱动轴和销爪机构装在承压壳体之内，而电磁线圈则在承压壳体之外。在承压壳的上部有排气口，供反应堆冷却剂系统充水加压期间使用．该排气口包含有一个阀门，该阀门靠阀座的锥形支承面密封。控制棒驱动机构靠空气循环冷却，在未装控制棒束的位置也有待用的控制棒驱动机构，并且有通风罩，以堵塞机构之间的空穴，保证有效的空气流量。控制棒的驱动机构采用三线圈电磁步进式，其优点是:提棒精度高，不易失步;需要紧急停堆时只须切断电源，控制棒便可由自身重力驱动，快速插入堆芯。控制棒驱动机构贯穿压力容器上封头的部分有一承压壳，防止高温冷却剂的泄漏并紧固驱动机构。若承压壳破裂，控制棒即有可能被压力容器内的高压弹出，称为弹棒事故。机构上装有抗震结构以限制它在水平方向的位移。抗震结构由驱动机构的限动器将反应堆压力容器顶盖吊架与反应堆换料腔壁面相连结构的抗震拉杆等组成．机构的内部构件均接在一回路主冷却剂中运行，设计保证能在整个电站寿期功能正常，并考虑到便于正常维修和彻底检修。控制棒驱动机构主要部件线圈盒：由四个带方形底座的棱柱形零件组成，零件间的联结面位于每个线圈中部的平面上，线圈盒的每一个零件都是可拆卸的，因此若要更换机构的一个线圈，不必拆相邻的另一个线圈。电磁线圈：装在线圈盒中的电磁线圈，从上到下依次是提升线圈、传递线圈和夹持线圈。线圈的供电电缆穿过连接管，直立地固定在线圈的上部盒上。该连接管的长度与棒行程指标套筒的长度接近，并在顶端装有多用插座。由机构通风装置在线圈处提供均匀的气流进行冷却。承压套罩：它由密封罩和棒行程指示套筒组成，密封罩是个带有环形底座的圆筒，其中装有固定的和移动的磁极及销爪。密封罩永久性地固定在贯穿反应堆压力容器顶盖的管座上。在密封罩外表面上，沿着各线圈的端部，有包含软铁磁环的沟槽，用作磁力线通道并避免对相邻机构的寄生作用。棒行程指示套筒位于密封罩的顶部，它们采用螺栓连接并用密封焊焊于密封罩上。拆掉棒行程指示套筒后，就可接近机构的内部构件。在密封罩内与电磁线圈位于同一高度的有下列部件：固定的提升磁铁、可移动的传递磁铁、衔铁及夹持销爪和固定的传递磁铁、衔铁及夹持销爪等。各磁铁的端部都装有隔离板以防止磁铁之间或磁铁与衔铁之间粘贴住。销爪有复位弹簧，而可移动的磁铁及衔铁都没有复位弹簧棘齿装置：控制棒驱动机构的每个棘齿装置都有三个销爪，它们各自都有固定销，按120°夹角装在传动轴槽纹杆的四周。衔铁作用在联锁机构上，依据电磁线圈通、断电，以闭合或打开销爪。控制棒束传动轴加工有环形沟槽，以便使销爪能够将它步跃移动或保持在所要求的位置。在此带沟槽传动轴的下部是一个半挠性耦合器，它也有环形沟槽，它使传动轴与控制棒束组件上端头部联结在一起。棒位置指示部件：它由装在棒行程指示套筒周围的一个初级线圈和一组次级线圈组成，轴的移动影响初级和次级线圈之间的耦合，由此影响次级线圈两端的电压。次级线圈的电压由数字处理装置转换成棒位指示。步进磁力提升式驱动机构的工作原理运行线圈部件是步进磁力提升式驱动机构的步进动力源泉，运行线圈部件在电源系统中的循环供电控制器的控制下，使驱动杆完成升降运动。运行线圈部件中共有三个激磁线圈．，每个线圈有两条引出线，这些引出线通过长引线管与循环供电控制器相连。循环供电控制器按设计程序对保持线圈(A)、传递线圈（B）、提升线圈（C）进行通电激磁和断电去磁，从而使钩锁抓持器投入工作状态，并使驱动杆部件带动控制棒组件处于提升、保持或下降状态。若A、B、C三个线圈同时断电，则固定的和移动的钩锁机构都处于非工作状态，驱动杆部件失去夹持力，于是杆、棒组合件在重力作用下自由落下，使控制棒组件迅速插入堆芯。提升控制棒的程序提升线圈C通电，提升磁极22吸起提升衔铁21，传递爪衔铁19与传递钩爪20的相对位置不变，控制棒被提升一个步距10mm。保持线圈A通电，固定磁极18吸起保持衔铁16，使保持钩爪15转入驱动杆环槽中与齿面贴合后再把驱动杆上抬1mm，载荷(驱动杆和控制棒，下同)由传递钩爪20转移到保持钩爪15上。传递线圈B断电，传递爪衔铁下降，传递钩爪转出环形槽，保持钩爪承载。线圈C断电，提升衔铁21下降，传递钩爪下降10mm到驱动杆下一个环形槽的位置。保持钩爪承载。线圈B通电，传递爪衔铁上升，传递钩爪转入驱动杆环形槽中，上下两齿面间各有1mm轴向间隙，保持钩爪承载。线圈A断电，保持衔铁16下降，保持钩爪转出驱动杆的环形槽，载荷下降1mm落在传递钩爪上。重复上述程序，控制棒随着步进提升。CBA下降控制棒的程序线圈A通电，保持钩爪转入驱动杆环形槽中与齿面贴合后再使驱动杆上抬1mm，载荷由传递钩爪转移到保持钩爪上。线圈B断电，传递钩爪转出驱动杆环形槽。线圈C通电，传递钩爪空载上升10mm到驱动杆上一个环形槽的位置。线圈B通电，传递钩爪转入驱动杆环形槽中，上下两齿面间各有1mm轴向间隙，保持钩爪承载。线圈A断电，保持钩爪转出驱动杆环形槽，载荷下降1mm落在传递钩爪上。线圈C断电，传递钩爪带着控制棒下降一个步距10mm。重复上述程序，控制棒随着步进下降。CBA线圈的励磁程序由继电器式周期计控制，一旦驱动机构失去电源，传动轴在延时150ms后释放，控制棒束靠重力下落，从完全抽出时的最高位置下落到完全插入时的最低位置所需的时间，根据试验结果测定，不包括缓冲段为2.5s，包括缓冲段为3.2s。在出现需要紧急停堆的情况下，就是通过切断驱动机构电源，控制棒束靠重力下落的，下落所需时间已在安全分析中加以考虑并得到认可。