Привод регулирующего органа ядерного реактора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 21 С 7/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2786843/25 (22) 28.06,79 (46) 23.06.93. Бюл. М 23 (72) В,П.Николаев, В.А.Баев, И,8,Иванов и Н..Ф,Петриченко (56) Патент США М 3504251, кл. 176-36, опублик, 1970.

Авторское свидетельство СССР

М 446908, кл. G 21 С 7/12, 1972, (54)(57)1. ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащий штангу с нарезкой, соединенную с регулирующим органом, подвижный и неподвижный захваты с электромагнитным управлением, тяговое электромагнитное устройство, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования скорости перемещения регулирующего органа, тяговое электромагнитное устройство выполнено в виде линейного шагового двигаИзобретение относится к электромагнитным приводам регулирующих органов ядерных реакторов, в частности к приводам, в которых перемещение штанги, соединенной с регулирующим органом, осуществляется электромагнитами посредством механических захватов с электромагнитным управлением.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования скорости перемещения регулирующего органа, а также ограничение хода якоря двигателя и упрощение технологии сборки привода.

На фиг.1 показан продольный разрез верхней части привода; на фиг.2 — продольный разрез нижней части привода в той же плоскости; на фиг.3 — поперечный разрез привода в районе якоря электромагнита управления подвижным захватом.. Ж 9520 15 А 1 теля с якорем, объединенным со стопом электромагнита управления подвижным захватом, при этом шаг нарезки штанги выполнен кратным дискретному шагу перемещения якоря двигателя.

2. Приводпоп1,отл ича ющийся тем, что. с целью ограничения хода якоря двигателя, двигатель содержит внутренний магнитопровод статора, внутренний диаметр которого меньше наружного диаметра стопа электромагнита управления подвижным захватом.

3. Привод попп.1 и2, отл ич а ющийс я тем, что, с целью упрощения технологии сборки привода, электромагнит управления неподвижным захватом содержит внутренний магнитопровод статора, объединенный с внутренним магнитопроводом статора двигателя каркасом, выполненным в виде планок, Привод регулирующего органа ядерно- ) го реактора содержит тяговое электромаг- (у нитное устройство 1, электромагнит 2 управления подвижным захватом 3, электромагнит 4 управления неподвижным за° àààÚ хватом 5, штангу 6 с нарезкой. Тяговое электромагнитное устройство выполнено в виде линейного двигателя, внутренний маг-. нитопровод статора 7 и якорь 8 которого выполнены в виде чередующихся ферромаг- ° нитных кольцевых участков, С якорем 8 объединен стоп 9 электромагнита управления подвижным захватом. Электромагнит 4 содержит внутренний статор 10, якорь 11, стоп

12, пружину 13, установленную между стопом 12 и якорем 11, Электромагнит 2 содержит якорь 14 и пружину 15, установленную между якорем 14 и стопом 9. Подвижный захват 3 включает запирающую втулку 16, 952015 взаимодействующую конусной поверхнос1ью с кулачками !7. Неподвижный захват 5 включает запирающую втулку 18, взаимодействующую с кулачками 19. Якорь 8 соединен с подвижным захватом . 3 посредством тяги 20, Якорь 14 соединен с запирающей втулкой 16 посредством тяги

21, Якорь 11 соединен с запирающей втулкой 18 посредством тяги 22, Элементы привода обьединены корпусом 23. Электромагниты v, двигатель объединены в единый блок каркасом 24, Внутренний каркас

25, охватывающий внутренние магнитопроводы статоров двигателя и электромагнита управления неподвижным захватом, объединяет внутрикорпус1 ые элементы привода в один блок. Немагнитные Yoëüöåaûå участки якоря 8 могут быть выполнены в виде подшипников скольжения 26, Соединение захватов с якорями управляющих электромагнитов посредством тяг большой длины позволяет уменьшить габариты привода.

Работает привод следующим образом.

В рех<име стоянки включен электромагнит 4, якорь 11 притянут к стопу 12, запирающая втулка 18 воздействует конусной частью на кулачки 19, удерживая неподвижный захват 5 в сцепленном со штангой 6 состоянии. LHTGHI a 6 соединена с регулирующим органом. При необходимости перемещения регулиру|ощего органа вверх включается электромагнит 2, якорь 14 притягивается к стопу 9, перемещает вверх посредством тяги 21 запирающую втулку 16, которая воздействует конусной частью на кулачки 17, вводя подвим<ный захват в зацепление со штангой 6. Обесточивается электромагнит 4, якорь !1 под действием собственного веса и пружины 13 опускается вниз, запирающая втулка 18 оггускает кулачки 19, захват 5 расцепляется со штангой 6.

Включается линейный шаговый двигатель 1, путем последовательной коммутации фаз перемещается якорь 8 со стопом 9 с притянутым к последнему якорем !4 и посредством тяг 20 и 21 подвижный захват 3 со штангой 6, которая соединена с регулирующим органом, Перемещение может осуществляться в пределах величины рабочего хода якоря 8 со скоростью, определяемой скоростью коммутации фаз двигателя 1, В пределах рабочего хода якоря 8 может осуществляться перемещение регулирующего органа вверх-вниз при использовании привода в составе рабочей группы приводов, выделенных для оперативного регулирования ядерного реактора, Средняя скорость перемещения регулирующего органа при этом выше чем у прототипа: за один цикл включения привода регулирующий орган

40 д5

55 перемещается более чем на один шаг нарезки lUTBHl L . При этом устраняются значительные потери времени на переключение захватов, После завершения хода якоря двигателя происходит остановка двигателя при срабатывании его на упор, Это обеспечивается тем, что внутренний диаметр магнитопровода статора двигателя меньше наружного диаметра стопа электромагнита управления подвижным захватом.

Для подачи команды на прекращение коммутации фаз двигателя при срабатывании якоря на упор может быть предусмотрен датчик отсчета шагов, дающий команду на прекращение коммутации фаз при отработке в одном направлении числа шагов. равного частному от деления хода якоря двигателя между упорами на величину дискретного шага перемещения якоря двигателя, Для остановки двигателя в крайних положениях могут быть предусмотрены также концевые выключатели, Кроме того, остановка двигателя может быть осуществлена через определенный промежуток времени, затрачиваемый на осуществление хода якоря двигателя, После остановки двигателя включается электромагнит 4, якорь

1 1 с тягой 22 и запирающей втулкой 18 перемещается вверх, вводя захват 5 в зацепление со штангой 6. Обесточивается электромагнит 2, якорь 14 под действием пружины 15 отходит от стопа 9 вниз. Захват

3 расцепляется со штангой 4. Холостой ход вниз якоря 8 вместе со стопом 9, якорем 14, тягами 20 и 21 и открытым подвижным захватом 3 может быть осуществлен как реверсом двигателя, так и под действием собственного веса, При опускании якоря 8 со стопам 9, якорем 14, тягами 20 и 21 захват

3 удерживается в расцепленном со штангой

6 состоянии посредством пружины 15. После прихода якоря 8 в нижнее положение привод готов к новому циклу включения.

Перемещение регулирующего органа вниз осуществляется следующим образом, В режиме стоянки включен электромагнит

4, захват 5 находится в зацепление со штангой 6. Включается линейный шаговый двигатель 1 и путем коммутации фаз двигателя якорь 8 со стопом 9, якорем 14, тягами 20 и

21 и подвижным захватом 3, расцепленным со штангой 6, перемещается вверх, После перемещения якоря 8 на величину хода до упора или меньшую величину происходит останов двигателя. Включается электромагнит 2, захват 3 сцепляется со штангой 6.

Обесточивается электромагнит 4, захват 5 расцепляется со штангой 6. Перемещение регулирующего органа вниз может быть осуществлено как ревергом двигателя, так и

952015 под действием собственного веса подвижных элементов привода. Перемещение регулирующего органа вниз путем реверса двигателя, иначе говоря. принудительное перемещение, способствует повышению ядерной безопасности, поскольку обеспечивается надежное перемещение регулирующего органа в сторону ввода отрицательной реактивности. При этом устраняется влияние сил трения в элементах привода и реактора, которое может препятствовать движению регулирующего органа под действием собственного веса. После завершения перемещения якоря вниз включается электромагнит 4. захват 5 сцепляется со штангой 6. Обесточивается электромагнит 2, захват 3 расцепляется со штангой 6, Привод готов к новому включению.

При работе привода обеспечивается возможность перемещения регулирующего органа шагами, меньшими шага нарезки штанги, минимальная величина которого определяется обычно прочностью гребней нарезки или захватов или усложнениями входа-выхода захвата из зацепления со штангой. Дискретный шаг перемещения якоря двигателя может быть выполнен меньше шага нарезки штанги, Таким образом создается возможность тонкого регулирования ядерного реактора. При стоянке штанга, соединенная с регулирующим органом, удерживается неподвижным захватом

5 при включенном электромагните 4, что способствует потреблению малой мощности в режиме стоянки. Увеличение тягового усилия привода может быть достигнуто, например, эа счет выполнения внутреннего

5 магнитопровода статора и якоря двигателя в виде чередующихся ферромагнитных и немагнитных кольцевыхучастков. Тяговоеусилие при этом увеличивается за счет неоднократных переходов магнитного пото10 ка через рабочий зазор, Использование описываемой конструкции позволит расширить диапазон регулирования скорости перемещения

15 регулирующего органа, повысить тяговое усилие привода, обеспечить воэможность принудительного перемещения регулирующего органа в сторону ввода отрицательной реактивности (вниз), что повышает ядерную

20 безопасность. Кроме того, уменьшение шага перемещения регулирующего органа обеспечивает возможность тонкого регули.

-рования ядерного реактора. Привод имеет возможность перемещения регулирующего

25 органа вверх-вниз в пределах хода якоря двигателя беэ переключения захватов, что обеспечивает его быстродействие при реверсе, Достижение указанных преимуществ обеспечивается при малых габаритах при30 вода, определяемых размещением захватов существенно ниже якорей управляющих электромагнитов, и при малой потребляемой мощности в режиме стоянки.

952015

Составитель

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор С,Пекарь

Редактор Л,Письман

Производствен <о-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2376 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5