一种远距离传动控制反应堆反应性装置的制作方法

本发明涉及核工业机械，具体涉及一种远距离传动控制反应堆反应性装置。

背景技术：

反应堆的控制鼓由中子吸收材料和中子反射材料组成。通过转动堆芯外围的控制鼓的转角，改变中子反射材料和中子吸收材料相对于堆芯的位置，从而调节反应堆的反应性。

控制鼓上的中子吸收材料2朝向堆芯3的位置时为抑制反应堆核燃料持续裂变状态(如图1所示)。控制鼓上的中子反射材料1朝向堆芯3的位置时为促进反应堆核燃料持续裂变状态(如图2所示)。

为了满足远距离控制需求，一般情况下是将驱动机构与控制鼓就近设置，在采用无线通信或有线通信的方式对驱动机构进行控制。这种做法在核电工程领域并不可取，因为辐射会对信号传输产生影响，导致控制失灵，容易发生事故。

有鉴于此，为了增加反应堆控制的可靠性和多样性，特提出本发明。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种远距离传动控制反应堆反应性装置，该装置至少能够提供一种通过机械结构直接远程控制控制鼓以避免事故的技术方案。

本发明的技术方案如下：

一种远距离传动控制反应堆反应性装置，包括驱动机构、传动轴和控制鼓；所述驱动机构的输出轴、传动轴和控制鼓依次连接；所述传动轴外设置有外套管；所述驱动机构和所述控制鼓分别设置有外壳且所述驱动机构的外壳和所述控制鼓的外壳均与所述外套管密闭连接以形成密闭空间。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，所述驱动机构的外壳和所述控制鼓的外壳分别通过固定法兰与所述外套管密闭连接。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，所述固定法兰上设置有便于传动轴或控制鼓的输入轴转动的轴承。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，所述传动轴或控制鼓的输入轴上设置有万向节；所述外套管或控制鼓的外壳上与所述万向节对应的部分设置有万向铰链型膨胀节。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，所述万向节为两个，分别设置于所述传动轴和所述控制鼓的输入轴上。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，控制鼓的输入轴伸入所述外套管，所述控制鼓的输入轴上的万向节位于所述外套管内。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，所述万向铰链型膨胀节包括波纹管、铰链环和连接件；所述波纹管两端分别连接有连接件；波纹管两端的连接件同时铰接于同一铰链环上。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，所述驱动机构的输出轴与所述传动轴之间、所述传动轴与所述控制鼓的输入轴之间均通过花键的方式连接。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，所述外套管上还设置有轴向伸缩膨胀节。

进一步地，上述的远距离传动控制反应堆反应性装置，所述密闭空间内充有惰性气体。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过机械结构远程控制控制鼓的转动，从而对反应堆进行远程控制，可靠性高，能够避免辐射干扰。

2、传动装置的外套管内充入保护气体，传动部件和轴承等在惰性气体环境运转，确保转动零部件性能可靠；

3、传动杆采用万向节联轴器和花键的组合连接，可补偿动力输出轴和控制鼓转轴之间的角度偏差和由于温度变化引起的轴向伸缩；

4、外套管采用万向铰链膨胀节和轴向伸缩膨胀节的组合连接，可补偿驱动机构外壳体与控制鼓的外壳体之间的角度偏差和由于温度变化引起的轴向伸缩。

附图说明

图1为抑制反应堆核燃料持续裂变状态的堆芯布置图。

图2为促进反应堆核燃料持续裂变状态的堆芯布置图。

图3为本发明的远距离传动控制反应堆反应性装置的结构示意图。

图4为万向铰链型膨胀节的结构示意图。

上述附图中，1、中子反射材料；2、中子吸收材料；3、堆芯；4、壳体；5、输出轴；6、轴承；7、万向节；8、外套管；9、轴向伸缩膨胀节；10、万向铰链型膨胀节；11、固定法兰；12、控制鼓；13、壳体；14、轴承；15、万向节；16、花键；17、传动轴；18、万向铰链型膨胀节；19、固定法兰；20、花键。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图3所示，本发明提供了一种远距离传动控制反应堆反应性装置，包括驱动机构、传动轴17和控制鼓12；所述驱动机构的输出轴5、传动轴17和控制鼓12依次连接；所述传动轴17外设置有外套管8；所述驱动机构和所述控制鼓12分别设置有外壳且所述驱动机构的外壳和所述控制鼓12的外壳均与所述外套管8密闭连接以形成密闭空间。所述密闭空间内充有惰性气体，以使得传动部件和轴承等在惰性气体环境运转，确保转动零部件性能可靠。

所述驱动机构的外壳和所述控制鼓12的外壳分别通过固定法兰(11、19)与所述外套管8密闭连接。所述固定法兰(11、19)上设置有便于传动轴17或控制鼓12的输入轴转动的轴承(6、14)。

传动轴17或控制鼓12的输入轴上设置有万向节(7，15)；所述外套管8或控制鼓12的外壳上与所述万向节对应的部分设置有万向铰链型膨胀节。本实施例中，万向节为两个，分别设置于所述传动轴17和所述控制鼓12的输入轴上。驱动机构输出轴5与控制鼓12轴线的角度偏差由万向节7和万向节15补偿。万向铰链型膨胀节18和万向铰链型膨胀节10允许产生转角并限制轴向伸缩。万向铰链型膨胀节10的外形简图如图4所示。轴向伸缩膨胀节9允许产生轴向伸缩并限制角度偏转。

在本实施例中，控制鼓12的输入轴伸入所述外套管8，所述控制鼓12的输入轴上的万向节15位于所述外套管8内。如此，两个万向铰链型膨胀节均设置于外套管8上，便于整体结构的加工和装配。

如图4所示，所述万向铰链型膨胀节包括波纹管、铰链环和连接件；所述波纹管两端分别连接有连接件；波纹管两端的连接件同时铰接于同一铰链环上。如此，分别与波纹管两端连接的结构可以通过连接件和铰链环之间的连接来获得部分支撑，使波纹管保持适度的长度。同时，两个连接件与铰链环之间的铰接能够保证不影响波纹管径向上的弯曲，便于万向节对于角度偏差的补偿。

所述驱动机构的输出轴5与所述传动轴17之间、所述传动轴17与所述控制鼓12的输入轴之间均通过花键的方式连接，以补偿输出轴5与控制鼓12轴向的距离偏差。所述外套管8上还设置有轴向伸缩膨胀节9，用以补偿驱动机构的壳体4与控制鼓的壳体13的轴向距离偏差。

驱动机构的输出转矩，依次通过驱动机构输出轴5、花键20、万向节7、传动轴17、花键16、万向节15，最后传递至控制鼓12，实现对控制鼓12的转角控制。花键、传动轴17和万向节等转动部件的重量由轴承6和轴承14承重。壳体(4，13)和膨胀节(7，14)的重量由固定法兰19和固定法兰11承重。

本发明通过机械结构远程控制控制鼓12的转动，从而对反应堆进行远程控制，可靠性高，能够避免辐射干扰。传动装置的外套管8内充入保护气体，传动部件和轴承等在惰性气体环境运转，确保转动零部件性能可靠；传动杆采用万向节和花键的组合连接，可补偿动力输出轴5和控制鼓转轴之间的角度偏差和由于温度变化引起的轴向伸缩；外套管8采用万向铰链膨胀节和轴向伸缩膨胀节的组合连接，可补偿驱动机构的壳体4与控制鼓的壳体13之间的角度偏差和由于温度变化引起的轴向伸缩。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。