Привод регулирующего органа ядерного реактора Российский патент 2003 года по МПК G21C7/12 

Изобретение относится к управлению ядерными реакциями в реакторах с водой под давлением, а именно к устройствам для перемещения регулирующих органов ядерного реактора.

Предшествующий уровень техники

Эксплуатационные характеристики и конструктивные особенности привода регулирующего органа ядерного реактора являются факторами, влияющими на безопасность ядерного реактора.

Известен привод регулирующего органа ядерного реактора, содержащий кожух, тянущий, запирающий и фиксирующий электромагниты, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями электромагнитов, неподвижные полюсы электромагнитов, несущую трубу, зубчатую штангу.

Недостатком известного привода является ограниченное тяговое усилие тянущего электромагнита. Неравномерность тягового усилия присуща применяемому в приводе тарельчатому типу системы электромагнит - тянущий якорь - неподвижный полюс.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение надежности привода по функции перемещения и аварийного сброса регулирующего органа за счет достижения более высокого тягового усилия привода в существующих габаритах конструкции прототипа.

Технический результат изобретения - уменьшение динамических усилий при работе привода и увеличение перемещаемой массы органа регулирования.

Это достигается тем, что в приводе регулирующего органа ядерного реактора, содержащем кожух, тянущий, запирающий и фиксирующий электромагниты, зубчатую штангу, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями запирающего и фиксирующего электромагнитов, тянущий якорь жестко связан с подвижным полюсом запирающего электромагнита и с подвижной защелкой.

При ходе вверх для увеличения тягового усилия привода, после закрытия подвижной защелки и соединения подвижного полюса с якорем, максимальное сечение подвижного полюса расположено ниже верхнего полюса запирающего электромагнита на величину, как минимум, двух шагов, а максимальное сечение якоря запирающего электромагнита расположено ниже нижнего полюса электромагнита, как минимум, на величину одного шага перемещения якоря тянущего электромагнита. Указанное размещение подвижного полюса и якоря относительно запирающего электромагнита обеспечивает работу электромагнита и полюса, соединенного с якорем, в режиме соленоида. Совместная работа двух электромагнитов - тянущего и запирающего - обеспечивает высокое тяговое усилие и равномерное демпфирование обратного хода тянущего якоря с подвижной защелкой и штангой. Увеличение тягового усилия привода за счет работы запирающего электромагнита в режиме соленоида позволяет применять более тяжелые регулирующие органы и тем самым повысить надежность аварийной защиты, соответственно повысить безопасность ректора.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - схема продольного разреза привода (режим аварийной защиты - привод обесточен);

фиг.2 - схема продольного разреза привода (режим - штанга подвешена на подвижной защелке);

фиг.3 - схема продольного разреза привода (режим - перемещение органа регулирования на один шаг, размер А);

фиг.4 - продольный разрез привода (А - перемещение органа регулирования, 2А - смещение полюса якоря относительно полюса электромагнита);

фиг.5 - осциллограмма токов при ходе вверх;

фиг.6 - осциллограмма токов при ходе вниз.

Варианты осуществления изобретения

Привод регулирующего органа ядерного реактора содержит кожух 1, смонтированный на патрубке крышки реактора 2. Снаружи кожуха установлены тянущий электромагнит 3, запирающий электромагнит 4 и фиксирующий электромагнит 5. Внутри кожуха размещен механизм перемещения, содержащий неподвижную несущую трубу 6, тянущий якорь 7, подвижные якоря 8 и 9, полюс 10 запирающего электромагнита, неподвижный полюс 11 фиксирующего электромагнита, немагнитный упор 12.

Неподвижный полюс 11 фиксирующего электромагнита и немагнитный упор 12 закреплены на несущей трубе 6. Подвижные якоря 8 и 9 промежуточными элементами соединены с подвижной защелкой 13 и фиксирующей защелкой 14. Внутри механизма перемещения расположена штанга 15. На несущей трубе 6 над тянущим якорем 7 с зазором, большим рабочего шага (шага зубцов штанги), установлен магнитный полюс 16.

При подъеме штанги 15 с органом регулирования (фиг.2, 5) на один шаг после циклов закрытия подвижной защелки 13 якорь 8 соединяется с полюсом 10, затем обесточивается фиксирующий электромагнит 5 и открывается фиксирующая защелка 14. Штанга 15 повисает на подвижной защелке 13. После этого включается напряжение на тянущем электромагните 3, работающем в режиме тарельчатого электромагнита, и подается форсированный ток на запирающий электромагнит 4, работающий в режиме соленоида. Под действием тяговых усилий, развиваемых совместно тянущим электромагнитом 3 и запирающим электромагнитом 4, штанга с органом регулирования перемещается на один шаг вверх.

Включается фиксирующий электромагнит 5, фиксирующая защелка 14 закрывается, штанга 15 повисает на фиксирующей защелке. Обесточиванием запирающего электромагнита 4 открывается подвижная защелка 13. Далее снижается ток в тянущем электромагните 3, что обеспечивает равномерное демпфирующее усилие на всем пути перемещения вниз тянущего якоря 7. Электромагнит 3 обесточивается и привод возвращается в исходное положение.

На фиг.6 представлены циклы включения - отключения электромагнитов при перемещении штанги на один шаг вниз из исходного положения.

Промышленное применение

Изобретение может быть применено в приводе регулирующего органа ядерного реактора с водой под давлением.

Источники информации

Патент РФ 2059301. Привод регулирующий органа ядерного реактора, кл. G 21 C 7/10, 7/12, 1993.

Изобретение относится к управлению ядерными реакциями в реакторах с водой под давлением, а именно к устройствам для перемещения регулирующих органов ядерного реактора. Привод регулирующего органа ядерного реактора содержит кожух, тянущий, запирающий и фиксирующий электромагниты, зубчатую штангу, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями, тянущий якорь, связанный с подвижным полюсом запирающего электромагнита и с подвижной защелкой. Неподвижный полюс тянущего и неподвижный полюс фиксирующего электромагнитов установлены на несущую трубу. Максимальное сечение подвижного полюса запирающего электромагнита, соединенного с якорем при закрытии подвижной защелки, расположено ниже верхнего полюса запирающего электромагнита на величину, как минимум, двух шагов перемещения якоря тянущего электромагнита. Максимальное сечение якоря запирающего электромагнита расположено ниже нижнего полюса запирающего электромагнита, как минимум, на величину одного шага перемещения якоря тянущего электромагнита. Полюс и якорь запирающего электромагнита при ходе вверх на один шаг работают в режиме соленоида совместно с тянущим электромагнитом. В результате использования изобретения уменьшаются динамические усилия при работе привода и увеличивается перемещаемая масса органа регулирования. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Привод регулирующего органа ядерного реактора, содержащий кожух, тянущий, запирающий и фиксирующий электромагниты, зубчатую штангу, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями, тянущий якорь, связанный с подвижным полюсом запирающего электромагнита и с подвижной защелкой, несущую трубу, на которой установлены неподвижный полюс тянущего и неподвижный полюс фиксирующего электромагнитов, отличающийся, тем что максимальное сечение подвижного полюса запирающего электромагнита, соединенного с якорем при закрытии подвижной защелки, расположено ниже верхнего полюса запирающего электромагнита на величину, как минимум, двух шагов, а максимальное сечение якоря запирающего электромагнита расположено ниже нижнего полюса запирающего электромагнита, как минимум, на величину одного шага перемещения якоря тянущего электромагнита.2. Привод по п.1 отличающийся тем, что полюс и якорь запирающего электромагнита при ходе вверх на один шаг работают в режиме соленоида совместно с тянущим электромагнитом.