阅读说明：本技术 高温气冷堆吸收球停堆装置 (Temperature gas cooled reactor absorption ball shutdown unit ) 是由 张作义 李天津 刁兴中 董玉杰 吴宗鑫 黄志勇 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及核反应堆工程与安全领域,提供一种高温气冷堆吸收球停堆装置,包括：贮球罐,底部设置有落球口；支承管,底部连接贮球罐的顶部开口；驱动件,固定于所述支承管顶部；传动杆,穿过支承管内部,第一端连接驱动件的输出部件,第二端伸入至贮球罐底部,输出部件带动传动杆升降以开闭落球口,驱动件上升可带动传动杆移动至贮球罐外部。该装置通过传动杆控制贮球罐底部落球口的开闭。其中,驱动件上升可带动传动杆移动至贮球罐外部,进而传动杆可随驱动件整体拆卸出来用于检修,扩展了装置对严苛环境的适应性。并且,该装置采用底部自下而上的单支承面安装方式,其整体对热膨胀位移适应性好。(The present invention relates to nuclear reactor engineering and security fields, provide a kind of temperature gas cooled reactor absorption ball shutdown unit, comprising: ball-storing tank, bottom are provided with ball-falling-in port；Support tube, bottom connect the top opening of ball-storing tank；Actuator is fixed on the support tube top；Drive rod passes through inside support tube, and first end connects the output block of actuator, and second end stretches to ball-storing tank bottom, and output block drives drive rod lifting to be opened and closed ball-falling-in port, and actuator rising can drive drive rod to be moved to outside ball-storing tank.The device controls the opening and closing of ball-storing tank bottom ball-falling-in port by drive rod.Wherein, actuator rising can drive drive rod to be moved to outside ball-storing tank, and then drive rod can come out with actuator integral demounting and be used to overhaul, and extend device to the adaptability of harsh environment.Also, the device uses the single bearing surface mounting means of bottom from bottom to top, and entirety is good to thermal expansion curve adaptability.)

高温气冷堆吸收球停堆装置

技术领域

本发明涉及核反应堆工程与安全领域，提供一种高温气冷堆吸收球停堆装置。

背景技术

吸收球停堆系统是球床高温气冷堆的第二套反应性控制系统，具有落球辅助停堆和气力输送回球备用的功能。

现有的吸收球落球辅助停堆的技术方案通过吸收球落球驱动件控制贮球罐底部落球阀头的开启和关闭，以控制吸收球是否落入堆芯侧反射层落球孔道内。然而，由于吸收球落球驱动件布置于反应堆压力容器上封头引出的管嘴内，贮球罐布置于反应堆压力容器上封头盖内，与驱动件连接的传动杆穿过贮球罐后在下部连接落球阀头，因此使得位于贮球罐底部的落球阀头和传动杆难以进行拆卸检修。

此外，考虑到吸收球颗粒在反应堆压力容器内部的输送回路中运行，在设计上需要考虑贮球罐内吸收球的更换，包括吸收球颗粒从贮球罐内导出和注入新的吸收球。类似地，贮球罐中吸收球颗粒的料位是判断吸收球落球和回球是否正常完成的重要参数，在设计上需要考虑料位计的维修更换。贮球罐所在的高温和放射性环境，限制了吸收球料位计的探头和变送器需采用分体式。然而，反应堆压力容器上封头管嘴的受限空间，限制了吸收球料位计探头的维修更换。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的其中一个目的是：提供一种高温气冷堆吸收球停堆装置，解决现有技术中存在的贮球罐底部的落球阀头和传动杆难以进行拆卸检修的问题。

为了实现该目的，本发明实施例提供了一种高温气冷堆吸收球停堆装置，包括：

贮球罐，底部设置有落球口；

支承管，底部连接所述贮球罐的顶部开口；

驱动件，固定于所述支承管顶部；

传动杆，穿过所述支承管内部，第一端连接所述驱动件的输出部件，第二端伸入至所述贮球罐底部，所述输出部件带动所述传动杆升降以开闭所述落球口，所述驱动件上升可带动所述传动杆移动至所述贮球罐外部。

在一个实施例中，所述传动杆包括与所述落球口配合以开闭所述落球口的第一区段，所述第一区段最大外径小于其途经的所述落球口的内径。

在一个实施例中，所述驱动件为电机，所述电机的输出部件从上至下依次通过联轴器、滚珠丝杠副和导轨杆连接所述第一端。

在一个实施例中，所述电机通过支承架固定于所述支承管顶部。

在一个实施例中，所述第二端设置有排料口，所述排料口构造为：所述传动杆运动至第一工位，所述落球口和所述排料口导通；所述传动杆运动至第二工位，所述传动杆堵住所述落球口。

在一个实施例中，所述传动杆内形成有物料流动通道，所述物料流动通道延伸至所述贮球罐内部，且在所述传动杆表面形成有与所述物料流动通道连通的注料口，所述注料口位于所述贮球罐的内部，所述注料口和所述排料口之间设置有第一隔挡部件。

在一个实施例中，所述传动杆上设置有抽吸口，所述抽吸口连通所述物料流动通道，且所述抽吸口位于所述注料口的下方，所述抽吸口和所述排料口之间设置有第二隔挡部件。

在一个实施例中，所述第二端设置有电极，所述电极对应所述贮球罐的预设料位设置，且所述电极和所述贮球罐之间通过导电部件连接。

在一个实施例中，所述传动杆形成有向远离其轴心方向凸起的限位部，所述限位凸起位于所述第一端端面与所述支承管顶端端面之间。

在一个实施例中，所述第一端端口设置有气流隔塞。

在一个实施例中，所述高温气冷堆吸收球停堆装置还包括料斗，所述料斗设置于所述贮球罐底部，且所述料斗出口连接吸收球落球孔道。

本发明实施例的技术方案具有以下优点：本发明的该种高温气冷堆吸收球停堆装置，通过传动杆控制贮球罐底部落球口的开闭。其中，由于驱动件上升可带动传动杆移动至贮球罐外部，进而传动杆可随驱动件整体拆卸出来用于检修，扩展了装置对严苛环境的适应性。并且，该种高温气冷堆吸收球停堆装置采用底部自下而上的单支承面安装方式，其整体对热膨胀位移适应性好。

在本发明实施例的优选方案中，将吸收球注入功能、抽吸功能以及料位测量探头的功能集成到传动杆上，便于实现吸收球注入、抽吸更换以及吸收球料位测量探头的维修更换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一中高温气冷堆吸收球停堆装置的结构示意图。

图2为本发明实施例二中高温气冷堆吸收球停堆装置的结构示意图

图3为本发明实施例三中高温气冷堆吸收球停堆装置的结构示意图

图4为本发明实施例四中高温气冷堆吸收球停堆装置的结构示意图

图中：1、电机；2、联轴器；3、滚珠丝杠副；4、导轨杆；5、支承架；6、支承管；7、传动杆；8、贮球罐；9、吸收球；10、料斗；701、排料口；702、抽吸口；703、第二区段；704、注料口；705、限位部；706、气流隔塞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

值得一提的是，下述所有实施例中的高温气冷堆吸收球停堆装置，其传动杆7均可随着驱动件整体拆卸，而下述各实施例主要不同之处在于传动杆7上所集成的功能有所不同。

实施例一

请参见图1，根据本发明的实施例一，提供一种高温气冷堆吸收球停堆装置，包括贮球罐8、支承管6、驱动件和传动杆7。其中，贮球罐8底部设置有落球口；支承管6底部连接贮球罐8的顶部开口；驱动件固定于支承管6顶部；传动杆7穿过支承管6内部，且传动杆7第一端连接输出部件，传动杆7第二端伸入至贮球罐8底部，输出部件带动传动杆7升降以开闭落球口，驱动件上升可带动传动杆移动至贮球罐外部。

该种高温气冷堆吸收球停堆装置，通过传动杆7控制贮球罐8底部落球口的开闭。其中，由于驱动件上升可带动传动杆移动至贮球罐外部，进而传动杆7可随驱动件整体拆卸出来用于检修，扩展了装置对严苛环境的适应性。并且，该种高温气冷堆吸收球停堆装置采用底部自下而上的单支承面安装方式，其整体对热膨胀位移适应性好。具体的，支承管6固定在贮球罐8顶部，驱动件底部固定在支承管6顶部，驱动件顶部不固定，如此自下而上设置各部件，得到的各部件对热膨胀位移适应性好。

其中，驱动件底部可以通过螺栓固定在支承管6顶部。需要对传动杆7进行检修的时候，只需要将螺栓拆除，将驱动件整体上移，传动杆7在驱动件的带动下上移而拆卸出来。

图1中，传动杆7包括与落球口配合以开闭落球口的第一区段，第一区段最大外径小于其途经的落球口的内径。也即，传动杆7沿着落球口升降的时候，传动杆7外表面并不与落球口的内表面之间发生干涉，进而可以实现传动杆7随驱动件自贮球罐8拆除。

其中，驱动件可以为电机1，进而电机1的输出部件也即输出轴。

进一步的，电机1输出轴从上至下依次通过联轴器2、滚珠丝杠副3和导轨杆4连接传动杆7的第一端。其中，滚珠丝杠副3包括螺母和丝杠，电机1的输出轴通过联轴器2连接丝杠，螺母位于丝杠上并可相对丝杠转动，导轨杆4与螺母固定。滚珠丝杠副3将电机1的旋转运动转化为螺母的上下移动。即，电机1的输出轴转动的时候通过联轴器2带动丝杠转动，此时螺母则沿着图1中上下方向移动，进而带动导轨杆4上下移动，从而带动传动杆上下移动。

当然，需要说明的是，驱动件还可以为电磁驱动件、液压缸、气缸等，只要驱动件可以带动传动杆7升降以开闭落球口即可。

图1中，电机1通过支承架5固定于支承管6顶部。具体的，电机1通过螺栓固定在支承架5顶部，支承架5固定在支承管6顶部。该种情况下，只需要将螺栓拆卸下，即可将电机1从支承架5上提起，进而带动传动杆7从贮球罐8中拆除。

当然，支承架5并非是必须结构，例如电机1也可以通过任何其它结构固定在支承管6顶部，甚至电机1还有可能直接固定在支承管6顶部。

图1中，传动杆7第二端设置有排料口701，排料口701和落球口配合，以便控制贮球罐8内吸收球9下落与否。具体的，当驱动件带动传动杆7运动至第一工位时，排料口701与贮球罐8的落球口导通，此时吸收球9可由贮球罐8内落下；当驱动件带动传动杆7运动至第二工位时，该排料口701与贮球罐8的落球口关闭，吸收球9不能从贮球罐8内流出。换言之，排料口701构造为：传动杆7运动至第一工位，落球口和排料口701导通；传动杆7运动至第二工位，传动杆7堵住落球口。

图1中，传动杆7内形成有物料流动通道，物料流动通道延伸至贮球罐8内部，且在传动杆7表面形成有与物料流动通道连通的注料口704，注料口704位于贮球罐8的内部。该种情况下，将吸收球9注入功能集成至传动杆7上。进一步的，注料口704和排料口701之间设置有第一隔挡部件，防止吸收球9落入至注料口704和排料口701之间。其中，第一隔挡部件可以为隔挡板，也可以为隔挡块、颗粒堵头或者开关阀等。

可以将第一隔挡部件紧邻注料口704设置于注料口704下方，进而进入通过物料流通通道的吸收球9不会进入到注料口704下方。

此外，图1中，传动杆7形成有向远离其轴心方向凸起的限位部705，限位凸起位于传动杆7第一端端面与支承管6顶端端面之间。结合图1，限位部705位于传动杆7的上段，以便驱动件断电时提供机械限位锁止。例如，限位部705可以是形成于传动杆7上的机械止口。当然，传动杆7和驱动件连接的情况下，限位部705除了可以形成于传动杆7上，还可以形成于导轨杆4上，进而通过导轨杆4提供限位锁止。

传动杆7第一端端口处设置有气流隔塞706。结合图1，也即在传动杆7的上端设置有气流隔塞706，以便限制相对高温的气流流入传动杆7上方区域。例如，气流隔塞706可以避免高温气流接触驱动件，进而保护驱动件。

进一步的，高温气冷堆吸收球停堆装置还包括料斗10，料斗10设置于贮球罐8底部，且料斗10出口连接吸收球9落球孔道。

由此，吸收球9通过贮球罐8底部落球口进入到料斗10中，吸收球9经料斗10出口导入吸收球9落球孔道，进而实现吸收球9在落球孔道内的堆积。

实施例二

请参见图2，和实施例一相同之处本实施例二中不再赘述，本实施例二和实施例一不同之处在于，还可以在传动杆7上设置有抽吸口702，抽吸口702连通物料流动通道，且抽吸口702位于注料口704的下方，抽吸口702和排料口701之间设置有第二隔挡部件。

需要抽吸吸收球9时，由于抽吸口702连通物料流动通道，由此只需要将注料口704封堵，就可以使得贮球罐8内部的吸收球9被抽吸至物料流动通道中，并通过物料流动通道可以抽吸至贮球罐8外部。

其中，封堵注料口704的方式不受限制，例如可以在注料口704处设置门板，通过门板开闭注料口704。其中，门板可以采用电控方式实现自动控制。当然，注料口704也可以采用后续提及的抽吸管封堵，以防止抽吸吸收球9的过程中，吸收球9通过注料口704进入到贮球罐8中。

其中一种情况下，当采用抽吸口702进行抽吸工作的时候，将第一隔挡部件从物料流动通道中移走，在物料流动通道中***抽吸管，该抽吸管可以通过螺纹连接的方式与传动杆7内壁连接，进而构成完整的吸收球9抽吸通道。吸收球9通过抽吸口702抽吸入物料流动通道中之后，由于抽吸管的设置可以避免物料从注料口704中排出，并且物料可沿着抽吸管流动而被抽吸至贮球罐8外部。

该高温气冷堆吸收球停堆装置将抽吸功能集成至传动杆7上，可以便于实现吸收球9的抽吸更换。

其中，为了满足吸收球9的抽吸，第一隔挡部件并非一直设置在注料口704和排料口701之间，而是可以从物料流动通道中移走。

进而，当需要通过注料口704注入吸收球9时，可以临时引入第一隔挡部件，以避免吸收球9进入第一隔挡部件以下的物料流动通道，为后续连接抽吸管带来不便。当需要通过抽吸口702将吸收球9抽吸至贮球罐8外部的时候，可以将第一隔挡部件从物料流动通道中移走。

其中，当第一隔挡部件为隔挡板、隔挡块或颗粒堵头的时候：可以由传动杆7顶部采用细杆连接导入或悬吊方式将第一隔挡部件临时引入或者移走。当传动杆7顶部设置有后续提及的气流隔塞706时，可打开传动杆7顶部的气流隔塞706以便于第一隔挡部件临时引入或者移走。

其中，当第一隔挡部件为开关阀的时候：可以通过遥控方式或者按钮控制方式将开关阀临时引入或者移走。其中，开关阀临时引入意味着开关阀关闭将注料口704和排料口701分隔开，防止吸收球9落入到注料口704下方的物料流动通道中。开关阀移走意味着开关阀开启使得注料口704和排料口701之间导通。具体的，当需要通过注料口704注入吸收球9时，开关阀关闭；当需要通过抽吸口702抽吸吸收球9时，开关阀开启。

实施例三

请参见图3，和实施例一相同之处本实施例三中不再赘述，本实施例三和实施例一不同之处在于，传动杆7包括用于设置电极的第二区段703，电极对应贮球罐8的预设料位设置，且电极和贮球罐8之间通过导电部件连接。

图3中，第二区段703位于贮球罐8内部，并且对应传动杆7的底部。

其中，预设料位一般情况下指代的是特定工况下所需要判断的极限料位或者最佳料位。以贮球罐8的应用为例，其预设料位指代的是落球过程对应的最高料位、最低料位或者最佳料位，或者回球过程对应的最低料位、最高料位或者最佳料位。

由于电极和贮球罐8之间通过导电部件连接，进而当贮球罐8当中的料位达到电极所在高度(对应预设料位)的时候，在电极和贮球罐8之间形成导电回路，进而基于该导电回路的导电特性可以测得料位达到电极所在高度。该种传动杆7集成有料位测量探头功能，可以实现对贮球罐8当中料位的检测。并且，将吸收球9的料位测量探头功能集成到传动杆7上，可便于实现吸收球9料位测量探头的维修更换。

具体的，以电极为一极，贮球罐8为另一极，外部的变送器通过比较测得的两极之间的电阻值与设置的电阻阈值的大小关系，判断料位是否达到电极相应的高度位置。由于电阻信号传输抗干扰强，便于变送器设置在远端的常规室内环境下，整体成本低，经济性好。

实施例四

请参见图4，和实施例二相同之处本实施例四中不再赘述，本实施例四和实施例二不同之处在于，传动杆7包括用于设置电极的第二区段703，电极对应贮球罐8的预设料位设置，且电极和贮球罐8之间通过导电部件连接。

图4中，第二区段703位于贮球罐8内部，并且对应传动杆7的底部。

其中，预设料位一般情况下指代的是特定工况下所需要判断的极限料位或者最佳料位。以贮球罐8的应用为例，其预设料位指代的是落球过程对应的最高料位、最低料位或者最佳料位，或者回球过程对应的最低料位、最高料位或者最佳料位。

由于电极和贮球罐8之间通过导电部件连接，进而当贮球罐8当中的料位达到电极所在高度(对应预设料位)的时候，在电极和贮球罐8之间形成导电回路，进而基于该导电回路的导电特性可以测得料位达到电极所在高度。该种传动杆7集成有料位测量探头功能，可以实现对贮球罐8当中料位的检测。并且，将吸收球9的料位测量探头功能集成到传动杆7上，可便于实现吸收球9料位测量探头的维修更换。

具体的，以电极为一极，贮球罐8为另一极，外部的变送器通过比较测得的两极之间的电阻值与设置的电阻阈值的大小关系，判断料位是否达到电极相应的高度位置。由于电阻信号传输抗干扰强，便于变送器设置在远端的常规室内环境下，整体成本低，经济性好。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。