Привод регулирующего органа ядерного реактора

Привод регулирующего органа ядерного реактора

Реферат

 

Сущность изобретения: привод регулирующего органа ядерного реактора содержит кожух, тянущий, фиксирующий и запирающий электромагниты, зубчатую штангу, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями, несущую трубу, на которой установлены неподвижные полюсы электромагнитов, тянущий якорь, связанный с полюсом запирающего электромагнита и с подвижной защелкой. На несущей трубе на расстоянии рабочего шага до полюса запирающего электромагнита установлен немагнитный упор, взаимодействующий с ним при ходе тянущего полюса вверх. Внутри кожуха над тянущим якорем установлен неподвижный магнитный полюс с осевым зазором, превышающим ход тянущегося якоря и полюса запирающего электромагнита до немагнитного упора. Торцы тянушего якоря и неподвижного магнитного полюса, взаимодействующие между собой, выполнены коническими. Конструкция привода обеспечивает более высокое и равномерное усилие привода за счет уменьшения динамических усилий при работе привода. Кроме того, возможно увеличение массы регулирующего органа и, следовательно, повышение надежности привода при его перемещении и аварийном сбросе регулирующего органа. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

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

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

Недостатком известного привода является неравномерное тяговое усилие, приводящее к значительным ударным взаимодействиям якоря с неподвижным полюсом тянущего электромагнита. Неравномерность тягового усилия присуща применяемому в приводе тарельчатому типу системы электромагнит тянущий якорь неподвижный полюс.

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

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

Это достигается тем, что в приводе регулирующего органа ядерного реактора, содержащем кожух, тянущий, фиксирующий и запирающий электромагниты, зубчатую штангу, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями, тянущий якорь, связанный с полюсом запирающего электромагнита и с подвижной защелкой, несущую трубу, на которой установлен неподвижный полюс фиксирующего электромагнита, на несущей трубе на расстоянии рабочего шага до полюса запирающего электромагнита установлен немагнитный упор, взаимодействующий с полюсом запирающего электромагнита при ходе тянущего якоря вверх.

Внутри кожуха над тянущим якорем с осевым зазором, превышающим ход тянущего якоря и полюса запирающего электромагнита до немагнитного упора, установлен неподвижный полюс. Торцы тянущего якоря и неподвижного магнитного полюса, взаимодействующие между собой, выполнены коническими.

На фиг. 1-3 представлены вертикальные разрезы привода регулирующего органа ядерного реактора; на фиг. 4 тяговые характеристики прототипа (зависимость а) и предлагаемого привода (зависимость б).

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 якори 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 якори 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. Взаимодействующие посредством электромагнитных сил торцы тянущего якоря 7 и магнитного полюса 16 имеют форму конуса, направленного острием к тянущему якорю 7.

Привод регулирующего органа ядерного реактора работает следующим образом.

В исходном положении фиксирующий электромагнит 5 находится под напряжением, а запирающий и тянущий электромагниты 4 и 3 обеспечены. При этом тянущий якорь 7 опирается на немагнитный упор 12, якорь 9 притянут к неподвижному полюсу 11, а фиксирующая защелка 14 закрыта и удерживает штангу 15.

Для осуществления подъема штанги 15 на один шаг вверх подается напряжение на запирающий электромагнит 4. При этом якорь 8 притягивается к полюсу 10 и закрывает подвижную защелку 13. Затем фиксирующий электромагнит 5 обесточивается, якорь 9 опускается и открывает фиксирующую защелку 14. Штанга 15 повисает на подвижной защелке 13. После этого включается напряжение на тянущем электромагните 3. При этом тянущий якорь 7, подвижная защелка 13 и штанга 15 поднимаются до соприкосновения полюса 10 с немагнитным упором 12 под действием усилий, развиваемых совместно тянущим электромагнитом 3 и запирающим электромагнитом 4, которые работают в режиме соленоида.

Затем включается фиксирующий электромагнит 5 и якорь 9, перемещаясь до упора с неподвижным полюсом 11, закрывает фиксирующую защелку 14. Штанга 15 повисает на фиксирующей защелке. Обесточиванием запирающего электромагнита 4 и соответствующим перемещением вниз якоря 8 открывается подвижная защелка 13. Далее снижается ток в тянущем электромагните 3, что обеспечивает равномерное демпфирующее усилие на всем пути перемещений вниз тянущего якоря 7 и подвижной защелки 13. После завершения перемещения вниз тянущего якоря 7 и неподвижной защелки (до соприкосновения тянущего якоря 7 с немагнитным упором 12) тянущий электромагнит 3 обесточивается и привод возвращается в исходное положение.

Для осуществления перемещения штанги 15 на один шаг вниз из исходного положения подается напряжение на тянущий электромагнит 3. При этом тянущий якорь 7, полюс 10 и открытая подвижная защелка 13 поднимаются до соприкосновения полюса 10 с немагнитным упором 12. Затем подается напряжение на запирающий электромагнит 4, что вызывает перемещение якоря 8 до соприкосновения с полюсом 10 и закрытие подвижной защелки 13. Фиксирующий электромагнит 5 обесточивается, якорь 9 опускается и открывает фиксирующую защелку 14. Штанга 15 повисает на подвижной защелке 13. Затем снижается напряжение на тянущем электромагните 3 и при этом создается равномерное демпфирующее усилие на всем пути перемещения вниз тянущего якоря 7, подвижной защелки 13 и штанги 15.

После завершения перемещения вниз тянущего якоря 7, подвижной защелки 13 и штанги 15 (до соприкосновения тянущего якоря 7 с немагнитным упором 12) подается напряжение на фиксирующий электромагнит 5, якорь 9 поднимается до соприкосновения с неподвижным полюсом 11 и закрывает фиксирующую защелку. Запирающий электромагнит 4 и тянущий электромагнит 3 обесточиваются, якорь 8 перемещается вниз и открывает подвижную защелку 13. Штанга 15 повисает на фиксирующей защелке 14, а привод возвращается в исходное положение.

По сигналу аварийной защиты все электромагниты обесточиваются, якоря 8 и 9 опускаются и защелки 13 и 14 открываются. Штанга 15 под собственным весом падает, вводя регулирующий орган в активную зону реактора.

Введение немагнитного упора 12 (вместо магнитного упора в прототипе) обеспечивает работу тянущего и запирающего электромагнитов 3 и 4 в режиме соленоида, за счет чего выравнивается тяговая характеристика привода. Введение магнитного полюса 16 и выполнение торцов магнитного полюса 16 и тянущего якоря 7 в форме конусов, обращенных острием к тянущему якорю 7, повышает тяговое усилие привода, оставляя его равномерным.

Совместная работа двух электромагнитов тянущего и запирающего 3 и 4 обеспечивает высокое и равномерное тяговое усилие и равномерное усилие демпфирования обратного хода тянущего якоря 7 с подвижной защелкой 13 и штангой 15. Тяговое усилие предлагаемого привода, полученное на макетных испытаниях, показано на фиг. 4 (зависимость б). Там же показано тяговое усилие прототипа (зависимость а), которое имеет неравномерный характер, в результате чего работа привода сопровождается возникновением значительных динамических усилий в механизме, а демпфирование током обратного хода (вниз) тянущего якоря 7 неэффективно. Равномерность тягового усилия в предлагаемом приводе обеспечивает снижение величины ударных усилий взаимодействия тянущего якоря 7 с немагнитным упором 12 и соответственно увеличивает ресурс и надежность работы привода. Увеличение тягового усилия привода позволяет применять более тяжелые регулирующие органы и тем самым повысить надежность аварийной защиты, соответственно повысить безопасность реактора. Таким образом, проведенные стендовые испытания подтвердили выполнение задачи изобретения, а также достижение технического результата.

Формула изобретения

1. ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащий кожух, тянущий, фиксирующий и запирающий электромагниты, зубчатую штангу, подвижную и фиксирующую защелки, соединенные с якорями, тянущий якорь, связанный с полюсом запирающего электромагнита и с подвижной защелкой, несущую трубу, на которой установлен неподвижный полюс фиксирующего электромагнита, отличающийся тем, что на несущей трубе на расстоянии рабочего шага до полюса запирающего электромагнита установлен немагнитный упор, взаимодействующий с полюсом запирающего электромагнита при ходе тянущего якоря вверх.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что внутри кожуха над тянущим якорем с осевым зазором, превышающим ход тянущего якоря и полюса запирающего электромагнита до немагнитного упора, установлен неподвижный магнитный полюс.

3. Привод по п.2, отличающийся тем, что торцы тянущего якоря и неподвижного магнитного полюса, взаимодействующие между собой, выполнены в форме конуса, обращенного острием к тянущему якорю.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4