阅读说明：本技术 驱动轴及控制棒水压驱动系统 (Drive shaft and control rod hydraulic drive system ) 是由 薄涵亮 *** 姜胜耀 赵陈儒 秦本科 王金海 刘潜峰 于 2020-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及核反应堆工程技术领域,提供的驱动轴及控制棒水压驱动系统。驱动轴包括：外轴、轴芯和连接装置,外轴包括卡槽段,轴芯设于所述外轴内,轴芯适于沿所述外轴的轴向移动；连接装置包括连接于所述外轴的下端的连接件、连接于所述轴芯的下端的移动件,所述连接件上连接有多个夹持件,所述轴芯通过带动所述移动件沿所述外轴的移动,以驱动多个所述夹持件在相互收紧的夹持位置与相互远离的打开位置之间切换。本发明的驱动轴及控制棒水压驱动系统,设置外轴、轴芯和连接装置,通过轴芯移动可带动连接装置动作,连接装置可与控制棒进行拆装,满足反应堆换料状态控制棒与驱动轴能够远距离对接、远距离拆装的需求,为反应堆换料操作提供技术支撑。(The invention relates to the technical field of nuclear reactor engineering, and provides a driving shaft and a control rod hydraulic driving system. The drive shaft includes: the outer shaft comprises a clamping groove section, the shaft core is arranged in the outer shaft, and the shaft core is suitable for moving along the axial direction of the outer shaft; the connecting device comprises a connecting piece connected to the lower end of the outer shaft and a moving piece connected to the lower end of the shaft core, wherein the connecting piece is connected with a plurality of clamping pieces, the shaft core drives the moving piece to move along the outer shaft so as to drive the clamping pieces to be switched between clamping positions which are mutually tightened and opening positions which are mutually far away. The driving shaft and the control rod hydraulic driving system are provided with the outer shaft, the shaft core and the connecting device, the connecting device can be driven to act through the movement of the shaft core, and the connecting device can be disassembled and assembled with the control rod, so that the requirements of remote butt joint and remote disassembly and assembly of the control rod and the driving shaft in a reactor refueling state are met, and technical support is provided for reactor refueling operation.)

驱动轴及控制棒水压驱动系统

技术领域

本发明涉及核反应堆工程技术领域，尤其涉及驱动轴及控制棒水压驱动系统。

背景技术

核反应堆控制棒水压驱动技术是一种内置式控制棒驱动技术，其驱动机构置于反应堆压力容器内的高温、高压和辐照环境中，采用提升、传递、夹持三个水压缸次序驱动传递、夹持两套控制棒组件运动，实现控制棒组件的步升、步降和落棒功能。

基于驱动机构的工作原理和热功率50-300MW先进小型水堆的控制棒的结构特点，驱动轴结构不仅需要匹配驱动机构销爪机构的动作，解决起始零位的偏差和撞车的限位问题，还需要解决控制棒与驱动轴拆装的问题，以满足加工、运输的需求；还需要能够远距离拆装控制棒，以满足换料的需求。如何设计驱动轴结构，以解决上述问题，使控制棒内置式水压驱动技术在热功率50-300MW先进小型水堆上实现工程应用，困扰着技术人员。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种驱动轴，设置外轴、轴芯和连接装置，通过轴芯移动可带动连接装置动作，连接装置可与控制棒进行拆装，满足反应堆换料状态控制棒与驱动轴能够远距离对接、远距离拆装的需求，为反应堆换料操作提供了技术支撑。

本发明还提供一种控制棒水压驱动系统。

根据本发明第一方面实施例的驱动轴，包括：

外轴，包括卡槽段；

轴芯，设于所述外轴内，并适于沿所述外轴的轴向移动；

连接装置，包括连接于所述外轴的下端的连接件、连接于所述轴芯的下端的移动件，所述连接件上连接有多个夹持件，所述轴芯通过带动所述移动件沿所述外轴的移动，以驱动多个所述夹持件在相互收紧的夹持位置与相互远离的打开位置之间切换。

根据本发明的一个实施例，所述轴芯与所述外轴之间设有回复件，所述回复件的一端与所述轴芯相固定，所述回复件的另一端与所述外轴相固定，所述回复件的回复力用于驱动所述移动件移动，以使所述夹持件从所述打开位置回复至所述夹持位置。

根据本发明的一个实施例，所述回复件在所述轴芯的轴向设置多个，至少一个所述回复件靠近所述连接装置，至少一个所述回复件靠近所述轴芯的上端设置。

根据本发明的一个实施例，所述轴芯包括轴体和固定于所述轴体上端的装拆套，所述外轴内设有凹槽，所述凹槽内设有胀环，所述外轴与所述装拆套之间通过所述胀环锁住，锁定了轴芯和外轴的相对位置；所述装拆套的上端设有定位槽，所述装拆套的下端设有限位台阶，所述胀环的下端限位于所述限位台阶，所述装拆套位于所述胀环上端的外表面与所述外轴的内表面之间设有环缝。用于拆装外轴与轴芯的工具可以***环缝内并***胀环与装拆套之间，解除胀环对装拆套的限位，使得轴芯可相对于外轴移动，进而夹持件可从夹持位置张开至打开位置。

根据本发明的一个实施例，所述外轴包括卡槽段、位于所述卡槽段上端的第一光轴段和位于所述卡槽段下端的第二光轴段，所述卡槽段包括第一认爪段和第二认爪段，所述第一认爪段包括第一槽体，所述第二认爪段包括第二槽体，沿所述卡槽段轴向，所述第一槽体的长度大于所述第二槽体的长度。

根据本发明的一个实施例，所述外轴包括限位槽，所述限位槽位于所述卡槽段与所述第二光轴段之间，所述限位槽沿所述卡槽段轴向的长度大于或等于两倍的所述驱动轴步进长度。

根据本发明的一个实施例，所述外轴上固定连接有缓冲锁，所述缓冲锁位于所述卡槽段的下方，所述缓冲锁包括上锁体、下锁体和滚轮，所述上锁体与所述下锁体相固定，所述滚轮设于所述上锁体和/或所述下锁体的外壁，所述下锁体的内壁与所述外轴的外壁之间设有间隙。

根据本发明的一个实施例，所述外轴沿其轴向分隔为多段轴件，相邻两段轴件之间通过螺纹连接并通过紧固件周向限位；

所述外轴的内壁固定连接有用于轴向限位所述回复件的锁套，所述锁套与所述轴芯的外壁之间设有间隙；所述锁套通过贯穿所述外轴的销轴固定于所述外轴，和/或，所述锁套通过所述外轴的内壁凸出的台阶进行轴向限位。

根据本发明的一个实施例，所述轴芯包括第一轴段和多个第二轴段，两个所述第二轴段通过所述第一轴段连接，所述第一轴段的外径小于所述第二轴段的外径，所述第二轴段外侧套设所述回复件；

所述第二轴段的一端螺纹连接有用于轴向限位所述回复件的定位块，所述定位块与所述第二轴段通过紧固件周向限位。

根据本发明的一个实施例，所述夹持件的第一端设有第一表面，所述夹持件的第二端设有第二表面，所述第一表面与所述第二表面形成夹角，在所述夹持位置，所述移动件压紧所述第一表面，在所述打开位置，所述移动件压紧所述第二表面。

根据本发明的一个实施例，所述连接件包括用于套设于控制棒的连接轴外侧的多个定位部，多个所述定位部的端部设有导向面以导向所述连接轴***所述连接件。

根据本发明的一个实施例，所述定位部的外侧设有凸出部，在所述夹持位置，所述移动件限位于所述凸出部。

根据本发明的一个实施例，所述连接件包括用于限制控制棒的连接轴轴向位置的限位部，所述限位部连接于所述定位部内侧，所述连接轴抵接于所述限位部。

根据本发明第二方面实施例的控制棒水压驱动系统，包括：驱动机构、控制棒、缓冲筒和上述实施例中所述的驱动轴，所述驱动机构设于所述卡槽段的外侧，所述缓冲筒套设于所述驱动轴上缓冲锁的外侧，所述控制棒通过所述夹持件夹紧固定或松开拆卸。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例的驱动轴，包括外轴、轴芯和连接装置，连接装置的移动件连接于轴芯，连接装置的连接件连接于外轴，连接件上转动连接夹持件；外轴保持固定，轴芯相对于外轴移动，则移动件随轴芯移动，移动件移动过程中可驱动夹持件转动调节，夹持件在相互收拢的夹持位置与相互远离的打开位置之间切换，可使得夹持件夹持控制棒的连接轴或松开连接轴，进而实现驱动轴与控制棒的拆装。

本实施例的驱动轴，实现了控制棒与驱动轴的可拆卸联结，实现了工程化和产品化，保障了控制棒内置式水压驱动技术的工程应用，是控制棒内置式驱动技术的系列工程实施技术之一，主要满足控制棒内置式水压驱动技术的工程应用。基于驱动机构的工作原理和热功率50-300MW先进小型水堆的控制棒的结构特点，满足控制棒与驱动轴能够分离的要求，以满足大尺寸加工、运输的需求；同时，连接装置使得控制棒与驱动轴能够牢固联结，并满足反应堆换料状态控制棒与驱动轴能够远距离对接、远距离拆装的需求，为反应堆换料操作提供了技术支撑。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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是本发明实施例提供的驱动轴的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的驱动轴的正视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的驱动轴的剖视结构示意图；

图4是图1中A部位的局部放大结构示意图；

图5是图3中B部位的局部放大结构示意图；

图6是图3中C部位的局部放大结构示意图；

图7是图1中I部位的局部放大结构示意图；

图8是本发明实施例提供的驱动轴的剖视结构示意图；与图3的区别在于，明显缩短了卡槽段的结构，并示意两个回复件的相对位置；

图9是图8中D-D剖面的结构示意图，图中未示意轴芯与第一锁套；

图10是图8中E部位的局部放大结构示意图；

图11是本发明实施例提供的驱动轴的胀环的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的驱动轴的第一轴件的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的驱动轴的第一轴件的剖视结构示意图；并在图中划分了卡槽段的各个功能段；

图14是图13中F部位的局部放大结构示意图；

图15是图13中H部位的局部放大结构示意图；

图16是本发明实施例提供的驱动轴适用的驱动机构的剖视结构示意图；

图17是本发明实施例提供的驱动轴适于连接的控制棒的结构示意图。

附图标记：

1：外轴；11：第一轴件；111：胀环；12：第二轴件；13：第三轴件；131：第一滑槽；

14：卡槽段；141：第一认爪段；1411：传递认爪段；1412：夹持认爪段；1413：第一槽体；1414：第一槽纹；1415：第一上段；1416：第三连接段；1417：第一下段；1418：第一连接段；142：第二认爪段；1421：短段；1422：长段；1423：第二槽体；1424：第二槽纹；1425：第二上段；1426：第四连接段；1427：第二下段；1428：第二连接段；

15：第一光轴段；16：限位槽；17：第二光轴段；18：第一锁套；181：第四固定销；182：防松杆；19：第二锁套；

2：轴芯；21：轴体；211：第一定位块；212：第一固定销；213：第二固定销；214：第二定位块；215：第三定位销；216：限位套；22：装拆套；221：定位槽；

3：连接装置；31：连接件；311：定位部；3111：导向面；312：限位部；313：凸出部；314：转动连接件；32：夹持件；321：第一表面；322：第二表面；323：卡接部；33：移动件；331：第二滑槽；332：第一紧固件；

4：回复件；41：轴簧；42：锁簧；

5：缓冲锁；51：上锁体；52：下锁体；53：滚轮；

6：驱动机构；61：提升缸；62：传递缸；63：夹持缸；64：传递爪；65：夹持爪；

7：控制棒；71：连接轴；711：凹槽；

a：第一长度；b：第二长度。

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。

在本发明实施例的描述中，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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。

在本发明实施例的描述中，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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，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一个或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。

本发明的一个实施例，结合图1至图17所示，提供一种驱动轴，包括：外轴1、轴芯2和连接装置3。轴芯2设于外轴1内，轴芯2适于沿外轴1的轴向移动；连接装置3包括连接于外轴1的下端的连接件31、连接于轴芯2的下端的移动件33，连接件31上连接有多个夹持件32，轴芯2通过带动移动件33沿外轴1移动，以驱动多个夹持件32在相互收紧的夹持位置与相互远离的打开位置之间切换。

当控制棒7需要与驱动轴连接时，轴芯2沿外轴1的轴向向上移动(也就是如图6到图7所示，向上拉起轴芯2以将移动件33相对于连接件31向上拉起)，在轴芯2的驱动动力作用下，移动件33沿连接件31的轴向移动，以使夹持件32处于打开位置，将控制棒7的连接轴71***多个夹持件32之间；此时，参考图7到图6所示，轴芯2再沿外轴1的轴向向下移动，移动件33向下移动，使得夹持件32从打开位置调节至夹持位置，夹持件32在移动件33的套接压力下收拢以将连接轴71限位于多个夹持件32之间，连接轴71被多个夹持件32限位固定，实现控制棒7与驱动轴的固定连接。若需要控制棒7与驱动轴拆卸，则将夹持件从夹持位置调节至打开位置即可。通过轴芯2与外轴1的相对移动实现控制棒7与驱动轴的拆装，可通过在轴芯2的顶部驱动轴芯2移动，实现了远距离拆装控制棒7与驱动轴。

其中，控制棒7连接驱动轴的一端可以理解为下端，驱动轴的上端靠近反应堆压力容器的上端。连接轴71上设有凹槽711，夹持件32设有与凹槽711相适配的卡接部323。

基于驱动机构的工作原理和热功率50-300MW先进小型水堆的控制棒的结构特点，满足控制棒与驱动轴能够分离的要求，以满足大尺寸加工、运输的需求；同时，连接装置3使得控制棒7与驱动轴能够牢固联结，并满足反应堆换料状态控制棒7与驱动轴能够远距离对接、远距离拆装的需求，为反应堆换料操作提供了技术支撑。

本实施例的驱动轴，实现了控制棒7与驱动轴的可拆卸联结，实现了工程化和产品化，保障了控制棒内置式水压驱动技术的工程应用，是控制棒内置式驱动技术的系列工程实施技术之一，主要满足控制棒内置式水压驱动技术的工程应用，也为其他工业领域远距离可拆卸联结结构的工程设计提供了选择。其中，参考图17所示，控制棒7可以为十字翼控制棒。

下面提供外轴1与轴芯2配合结构的实施例。

在一个实施例中，轴芯2与外轴1之间设有回复件4，回复件4的一端与轴芯2相固定，回复件4的另一端与外轴1相固定，回复件4的回复力用于驱动移动件33移动，以使夹持件32从打开位置回复至夹持位置。

当夹持件32需要从夹持位置切换到打开位置，则通过轴芯2的轴向移动来驱动移动件33移动，轴芯2的移动动力可以通过外力提供，轴芯2向上移动过程中，需要克服回复件4的阻力。当轴芯2向上的移动的驱动力解除，回复件4的回复力驱动轴芯2向下移动以使夹持件32从打开位置回复至夹持位置。

其中，回复件4可选用弹性件，如弹簧、弹性气囊等。回复件4套设于轴芯2外侧，使回复件4受力更加均衡稳定。

在一个实施例中，回复件4在轴芯2的轴向设置多个，至少一个回复件4靠近连接装置3，至少一个回复件4靠近轴芯2的上端设置。靠近连接装置3的回复件4，有助于稳定驱动移动件33移动；靠近轴芯2上端的回复件4，远离控制棒7，则远离反应堆的堆芯，减小核辐射对回复件4的辐照影响。

其中，核反应堆运行到后期(接近其设计寿命)，靠近控制棒7的回复件的回复力会缩减60％～70％，因此，需要将其他回复件尽量远离控制棒7，减少核辐射对零件的损耗，保证后期核反应堆正常运行。

参考图8所示，回复件4设有两个，分别为靠近连接装置3的锁簧42和靠近驱动轴上端的轴簧41。一般情况，锁簧42的长度大于轴簧41的长度，以使锁簧42的回复力大于轴簧41的回复力，有助于稳定驱动夹持件32从打开位置到夹持位置。

在一个实施例中，参考图7和图11所示，轴芯2包括轴体21和固定于轴体21上端的装拆套22，外轴1内设有凹槽711，凹槽711内设有胀环111，外轴1与装拆套22之间通过胀环111锁住，满足反应堆正常运行工况的需要。装拆套22起到加强轴体21强度的作用，并且方便轴体21与外轴1固定。

装拆套22的上端设有定位槽221，定位槽221位于外轴的上方，定位槽221用于固定拆卸外轴1与轴芯2的工具，结构简单。装拆套22的下端设有限位台阶，胀环的下端限位于限位台阶，装拆套位于胀环上端的外表面与外轴的内表面之间设有环缝。在胀环111解除对装拆套22的胀紧固定过程中，需要将工具沿外轴1的顶部的环缝向下***，直至工具***胀环111与装拆套22的外壁之间，解除胀环111对装拆套22与外轴的固定，再通过外力拉动轴芯2移动。

当轴芯2与外轴1保持固定时，胀环111胀紧在装拆套22上，此时，胀环111与外轴1的凹槽711设有间隙，以方便胀环111向凹槽711内胀开。胀环111的内壁设有凸起，以保证胀环111对轴芯2的胀紧力。

其中，装拆套22通过螺纹与轴体21固定连接，并且通过第二固定销213对轴向和周向进行加强限位，第二固定销213斜向下倾斜固定连接轴体21与固定套。同时，轴体21上还连接有第一定位块211，第一定位块211与轴体21通过螺纹连接，并通过第一固定销212加强固定。第一定位块211的上端抵接装拆套22，加强轴芯2的稳定性。

在一个实施例中，外轴1的内部设有台阶，装拆套22的下端限位于台阶，装拆套22的上端伸出外轴1。装拆套22的下端用于定位外轴1与轴芯2的相对位置，通过台阶进行限位，结构简单且方便加工。装拆套22的上端伸出外轴1方便轴芯2与外轴1进行拆装。

下面提供外轴1结构的实施例。

在一个实施例中，外轴1包括卡槽段14、位于卡槽段14上端的第一光轴段15和位于卡槽段14下端的第二光轴段17，卡槽段14包括第一认爪段141和第二认爪段142，第一认爪段141包括第一槽体1413，第二认爪段142包括第二槽体1423，沿卡槽段14轴向，第一槽体1413的长度大于第二槽体1423的长度。

卡槽段14包括多个槽体，槽体用于与驱动机构6的销爪提供卡接空间，以使驱动机构6的销爪抓紧固定驱动轴，并通过驱动机构6带动驱动轴升降调节。参考图16所示，驱动机构6的销爪包括传递爪64和夹持爪65，驱动机构6的传递缸62控制传递爪64的第一抓紧位置与第一解锁位置之间切换，驱动机构6的夹持缸63控制夹持爪65的第二抓紧位置与第二解锁位置之间切换。

驱动轴的上升过程的运动原理与下降过程相同，下面以驱动机构6带动驱动轴上升为例进行说明。当传递爪64在与驱动轴的槽体(第一槽体1413或第二槽体1423)处于抓紧固定的第一抓紧位置(此时，夹持爪65处于第二解锁位置)，在驱动机构6的提升缸61提升动力作用下，传递缸62与传递爪64带动驱动轴向上提升，驱动轴完成一次上升，然后，夹持爪65抓紧与夹持爪65相对应的槽体(也就是夹持爪65处于第二抓紧位置，槽体为第一槽体1413或第二槽体1423)，以实现驱动机构6与驱动轴的固定，提升缸61和传递缸62回复到初始位置，传递爪64切换到第一解锁位置，传递爪64再次在传递缸62的驱动下切换到第一抓紧位置，再重复上述过程，则可进行下一次上升运动。

其中，驱动轴的运动过程为步进运动，每上升一次的距离为一个步进长度，也就是：驱动轴在一次上升运动与下一次上升运动之间，夹持爪65夹持到紧邻上一个槽体的下一个槽体。需要说明的是，传递爪64与夹持爪65的结构、形状和尺寸一般相同，以使驱动轴轴向不同位置的槽体能够同时满足传递爪64和夹持爪65的卡接需求。

本实施例的驱动轴，槽体包括第一认爪段141的第一槽体1413和第二认爪段142的第二槽体1423，沿卡槽段14的轴向，第一槽体1413的长度大于第二槽体1423，第一槽体1413可以理解为宽槽，第二槽体1423可以理解为窄槽，其中，宽窄是指沿卡槽段14的轴向长度大小不同。相对于第二槽体1423，第一槽体1413可以为传递爪64和夹持爪65提供充足的卡接余量，即便传递爪64或夹持爪65与第一槽体1413不能精准对应，第一槽体1413也能提供充足的空间，以保证传递爪64和夹持爪65能够准确进入第一槽体1413内并对驱动轴进行卡接，以保证驱动机构6与驱动轴的稳定卡固。第二槽体1423的空间也能够为传递爪64和夹持爪65提供所需的卡接空间，满足传递爪64与夹持爪65的卡接需求，第二槽体1423的空间略小于第一槽体1413。其中，第一认爪段141对应于传递爪64和夹持爪65的初始卡固区域，初始卡固区域可以理解为上升运动之前的区域位置，初始卡固区域对应于驱动轴的较低位置(从最低位置逐渐上升几个步进长度的区域)。参考图13所示，第一认爪段141分布于卡槽段14靠上的位置。第一认爪段141可以在卡槽段14的轴向间隔分布有多段。

本实施例的驱动轴，通过设置第一认爪段141和第二认爪段142，使驱动机构6的传递爪64和夹持爪65能够稳定抓紧驱动轴，解决了驱动轴与销爪之间起始零位偏差的问题，提高了驱动机构6的性能和可靠性。

参考图13所示，第一光轴段15位于卡槽段14的上方，第二光轴段17位于卡槽段14的下方，通过卡槽段14的结构设计，驱动轴可以稳定升降，保障控制棒7的快速拆装。

在一个实施例中，参考图13和图15所示，外轴1包括限位槽16，限位槽16位于卡槽段14与第二光轴段17之间，限位槽16沿卡槽段14轴向的长度大于或等于两倍的驱动轴步进长度，以解决驱动轴在最高棒位时，由于误操作或其他因素而使得驱动轴落棒撞车的问题。

结合图13和图15所示，传递爪64位于夹持爪65的上方，当驱动轴升高到最高位置，也就是夹持爪65位于卡槽段14的最低位置，夹持爪65卡接于卡槽段14的最后一个槽纹(也就是夹持爪65伸入限位槽16)，此时，若提升缸61与传递缸62再次提升驱动轴，驱动轴再次上升之后，夹持爪65需要再次伸入限位槽16进行夹持，此时，由于限位槽16的长度大于或等于驱动轴两次步进的长度，使夹持爪65可再次伸入限位槽16，驱动轴在重力作用下，向下降落一个步进长度以使夹持爪65再次夹持最后一个槽纹，避免驱动轴下落而出现撞车事故。

需要说明的是，若夹持爪65位于传递爪64的上方，当驱动轴升高到最高位置，传递爪64位于卡槽段14的最低位置，通过设置限位槽16，传递爪64固定驱动轴的原理与夹持爪65相同，此处不再赘述。本实施例中并不限定夹持爪65与传递爪64的上下方位。

在一个实施例中，参考图13和图14所示，卡槽段14包括第一槽纹1414和第二槽纹1424，相邻两个第一槽纹1414之间通过第一连接段1418连接并限制出第一槽体1413，相邻两个第二槽纹1424通过第二连接段1428连接并限制出第二槽体1423；沿卡槽段14的轴向，第一槽纹1414与第一连接段1418的长度之和设为第一长度a，第二槽纹1424与第二连接段1428的长度之和设为第二长度b，第一长度a与第二长度b相等。

第一长度a与第二长度b均可以理解为一个步进长度，第一认爪段141与第二认爪段142的步进长度相同，保证驱动轴的步进长度均相同，以使传递爪64与夹持爪65均能准确进入槽体，避免爪与槽错位的问题出现。

在一个实施例中，沿卡槽段14的轴向，第一连接段1418的长度大于第二连接段1428的长度，以使第一槽体1413的长度大于第二槽体1423的长度；沿卡槽段14的轴向，第一槽纹1414的长度小于第二槽纹1424的长度，以保证第一长度a与第二长度b相同，也就是步进长度相同。

当第一槽体1413与第二槽体1423为下述实施例中的环形槽，第一连接段1418与第二连接段1428为圆柱形结构，第一槽纹1414可以理解为窄环，第二槽纹1424可以理解为宽环，也就是第一认爪段141对应的槽体与槽纹为宽槽窄环，第二认爪段142对应的槽体与槽纹为窄槽宽环，以保证第一长度a与第二长度b等长，进而保证驱动轴准确步进。其中，窄槽宽环的结构强度优于宽槽窄环，参考图13所示，窄槽宽环的数量大于宽槽窄环，在保证传递爪64与夹持爪65准确夹持的基础上，有助于提升驱动轴的结构强度。

在一个实施例中，参考图13和图14所示，第一槽纹1414包括第一上段1415、第一下段1417和连接第一上段1415与第一下段1417的第三连接段1416，第二槽纹1424包括第二上段1425、第二下段1427和连接第二上段1425和第二下段1427的第四连接段1426；沿卡槽段14轴向，第三连接段1416的长度小于第四连接段1426的长度，第一上段1415、第一下段1417、第二上段1425和第二下段1427的长度相同。第一槽纹1414与第二槽纹1424的长度差是通过第三连接段1416与第四连接段1426的长度差实现，有助于简化第一槽纹1414与第二槽纹1424的结构，使第一槽纹1414与第二槽纹1424更方便加工。

其中，当槽体为环形槽，第三连接段1416与第四连接段1426为圆柱形，径向尺寸相同，区别在于沿驱动轴轴向的长度不同。第一上段1415与第二上段1425的形状也相同，第一下段1417与第二下段1427的形状也相同。第一上段1415的表面为沿第三连接段1416斜向上并向驱动轴的中心线方向倾斜的斜面，第二上段1425的表面为沿第四连接段1426斜向上并向驱动轴中心方向倾斜的斜面；第一下段1417的表面为沿第三连接段1416斜向下并向驱动轴中心方向倾斜的斜面，第二下段1427的表面为沿第四连接段1426斜向下并向驱动轴中心方向倾斜的斜面。

其中，沿卡槽段14的轴向，第一连接段1418的长度与第四连接段1426的长度相同，第二连接段1428的长度与第三连接段1416的长度相同。第一连接段1418与第二连接段1428的长度差可根据需要选择。参考图13和图14所示，第二连接段1428的长度为第一连接段1418长度的三分之二。

在一个实施例中，参考图13和图14所示，第一槽体1413与第二槽体1423均设为环形槽，环形槽方便加工，并且环形槽的周向空间灵活，可以有效解决传递爪64或夹持爪65周向偏差的位置。

传递爪64和夹持爪65均在驱动机构6的周向设置多个，第一槽体1413与第二槽体1423设为环形槽，多个传递爪64、多个夹持爪65可以伸入一个第一槽体1413或一个第二槽体1423。同理，限位槽16也设为环形槽。

当然，第一槽体1413与第二槽体1423不限为环形槽，第一槽体1413与第二槽体1423可满足传递爪64与夹持爪65的卡接需求即可。

在一个实施例中，第一上段1415、第一下段1417、第二上段1425和第二下段1427的表面均设为锥状斜面，锥状斜面方便加工。第一上段1415与第二上段1425均为正锥形斜面，第一下段1417与第二下段1427均为倒锥形斜面，第一上段1415、第一下段1417、第二上段1425和第二下段1427的锥度相同，方便加工。

在一个实施例中，参考图13所示，第一认爪段141包括对应于传递爪64的传递认爪段1411和对应于夹持爪65的夹持认爪段1412，夹持认爪段1412的两端分别设有第二认爪段142的短段1421和长段1422，短段1421位于传递认爪段1411与夹持认爪段1412之间。驱动轴处于较低位置时，传递认爪段1411对应于的传递爪64的位置，夹持认爪段1412对应于夹持爪65的位置，以保证传递爪64与夹持爪65在初始阶段能够准确卡接在卡槽段14。沿驱动轴的轴向，传递爪64与夹持爪65之间设有间距，也就是传递认爪段1411与夹持认爪段1412之间设有间距，传递认爪段1411与夹持认爪段1412之间设有第二认爪段142的短段1421。

传递认爪段1411与夹持认爪段1412之间的第二认爪段142的长度可根据需要设置，参考图13所示，传递认爪段1411与夹持认爪段1412之间的间距不大，传递认爪段1411与夹持认爪段1412之间的第二认爪段142长度较短，可称之为短段1421，夹持认爪段1412与限位槽16之间的第二认爪段142长度较长，可称之为长段1422。

在一个实施例中，参考图1至图5所示，外轴1上设有用于与驱动机构6适配的卡槽段14，卡槽段14的下方设有缓冲锁5。缓冲锁5部件配合驱动线缓冲筒，实现了十字翼控制棒落棒缓冲功能。其中，缓冲锁5设置在第二光轴段17，安装方便。

在一个实施例中，外轴1包括设有卡槽段14的第一轴件11和连接于第一轴件11下端的第二轴件12，缓冲锁5固定连接于第一轴件11与第二轴件12对接的位置。卡槽段14用于与驱动机构6适配，驱动机构6的位置与卡槽段14相对应。缓冲锁5位于卡槽段14的下方，也就是缓冲锁5安装在驱动机构6的下方，驱动机构6位于上方以方便拆装检修。

并且，本实施例的驱动轴的长度足够长，缓冲锁5位于驱动机构6的下方，也能满足缓冲锁5远离堆芯的要求，适用于陆上反应堆。

在一个实施例中，参考图4和图5所述，外轴1上固定连接缓冲锁5，缓冲锁5位于卡槽段的下方，缓冲锁5包括上锁体51和下锁体52，上锁体51与下锁体52通过螺钉固定，结构简单。上锁体51与下锁体52上均设有滚轮53，滚轮53设于缓冲锁5的外壁，方便缓冲锁5与缓冲筒配合，减小摩擦。下锁体52的内壁与外轴1的外壁之间设有间隙，缓冲筒内的流体流入间隙内，此间隙内的流体能够有效形成水尼阻力，实现控制棒落棒缓冲限速和制动。其中，间隙为敞口结构，有助于流体进入。

在一个实施例中，外轴沿其轴向分隔为多段轴件，相邻两段轴件之间通过螺纹连接并通过紧固件周向限位，多段轴件可缩短单件的轴向长度，方便加工和运输，两端轴件之间的连接方式简单，方便拆装，还有助于降低成本。其中，紧固件可以为螺钉、螺母等结构。

在一个实施例中，当外轴1包括第一轴件11、第二轴件12和第三轴件13，第一轴件11上设有卡槽段14，第一轴件11的上端设置第一光轴段15，第一轴件11的下端为光轴，第二轴件12与第三轴件13均为光轴，因此，卡槽段14下端的光轴均可以理解为第二光轴段17。第一轴件11、第二轴件12和第三轴件13依次连接，可通过螺纹连接，并通过销钉加强固定。外轴1分段设置，方便加工和运输。

在一个实施例中，外轴的内壁固定连接有用于轴向限位回复件的锁套，实现外轴对回复件的轴向限位。锁套与轴芯的外壁之间设有间隙，避免轴芯与产生摩擦，保证轴芯可以顺畅运动。

锁套与外轴的固定方式多样，可采用下述两种连接方式，但不限于下述连接方式。锁套可通过贯穿外轴的销轴固定于外轴，固定稳固且方便拆装；锁套还可通过外轴的内壁凸出的台阶进行轴向限位，结构简单，且需要与轴芯的结构适配。

其中，锁套的数量与回复件的数量相同。参考上述实施例，回复件包括轴簧和锁簧，锁套包括第一锁套和第二锁套。

在一个实施例中，轴芯2沿轴向也分隔为多段，方便加工，相邻两段可通过焊接固定。并且轴芯轴向不同位置的直径不同；轴芯包括第一轴段和多个第二轴段，第一轴段的外径小于第二轴段的外径，第二轴段外侧套设回复件，加强第二轴段的强度，此时外轴的厚度较小；若第一轴段的外侧直接套设外轴，则第一轴段的外径小于第二轴段的外径，此处外轴的厚度较大，保证驱动轴的强度。轴芯的轴体为实心结构。

在一个实施例中，第二轴段的一端螺纹连接有用于轴向限位回复件的定位块，定位块与第二轴段通过紧固件周向限位，定位块的固定方式简便，方便拆装，且有效保证定位块与轴芯的固定稳定性。

在一个实施例中，轴芯2可沿外轴1的轴向移动，轴芯2外侧固定套设限位套216(定位块的一种结构形式)，锁簧42套设于轴芯2外侧，锁簧42的一端抵接限位套216，锁簧42的另一端限位于第二锁套19，第二锁套19固定于外轴1，实现锁簧42与轴芯2、外轴1的连接。其中，第二锁套19通过外轴1上的限位台阶进行上限位，第二锁套19的下端通过锁簧42抵接支撑，第二锁套19的固定方式简单。

参考图8至10所示，轴簧41的下端通过第二定位块214限位于轴芯2，第二定位块214螺纹连接于轴芯2，并通过第三定位销215进行加强定，第二定位块214与外轴1的内壁面之间设有间隙，以减少第二定位块214与外轴1之间的摩擦。轴簧41的上端通过第一锁套18进行限位，第一锁套18通过第四固定销181固定连接于外轴1，第四固定销181通过防松杆182加强固定，保证第一锁套18与外轴1的固定稳定性。

下面提供连接装置3的实施例。

在一个实施例中，参考图1至图3、图6和图7所示，夹持件32的第一端设有第一表面321，夹持件32的第二端设有第二表面322，第一表面321与第二表面322形成夹角，在夹持位置，移动件33压紧第一表面321，在打开位置，移动件33压紧第二表面322。

第一表面321与第二表面322形成锐角夹角，第一表面321与第二表面322在移动件33的套设外力作用，使夹持件32进行转动调节，以使夹持件32在夹持位置与打开位置之间切换。夹持件32两端的第一表面321与第二表面322的角度不同，为了使移动件33贴合在第一表面321的外侧，夹持件32通过相对于连接件31转动使得第一表面321贴合移动件33的内壁，夹持件32转动的过程，则使得夹持件32在夹持位置与打开位置之间切换；同理，为了使移动件33贴合在第二表面322的外侧，夹持件32也相对于连接件31转动，夹持件32转动的过程，使得夹持件32在夹持位置与打开位置之间切换。

在一个实施例中，参考图1至图3、图6和图7所示，连接件31包括用于套设于控制棒7的连接轴71的外侧的多个定位部311，多个定位部311的端部设有导向面3111以导向连接轴71***连接件31。

定位部311用于限位和定位连接轴71，保证连接轴71在连接件31内准确定位，导向面3111可引到连接轴71快速准确***连接件31内。

在一个实施例中，导向面3111设为弧形表面以使连接件31的端部形成敞口结构，导向效果好且结构简单。

其中，弧形表面为圆球形表面，圆球形表面的导向作用好，且有助于减小接触阻力。定位部311在连接件31上设置多个，定位部311的数量与夹持件32的数量相同。定位部311在连接件31的周向均匀设置四个，导向面3111的设置使得定位部311的端部形成内球外锥柱结构，有助于驱动轴与控制棒7的远距离对接。

当然，导向面3111不限于为弧形表面，还可以为倾斜平面，连接件31的端部形成敞口结构即能起到导向作用。

在一个实施例中，定位部311的外侧设于凸出部313，在夹持位置，移动件33限位于凸出部313。凸出部313对移动件33进行限位和定位，保证移动件33准确对应夹持件32的第二表面322，使得移动件33准确套设在第二表面322外侧，同时，凸出部313还起到支撑移动件33的作用。

本实施例中凸出部313，与下述实施例中的第一滑槽131、下述实施例中的第二滑槽331同时对移动件33起到限位和定位的作用，双重作用，使得移动件33的位置更加稳定。

在一个实施例中，连接件31包括用于限制控制棒7的连接轴71轴向位置的限位部312，限位部312连接于定位部311内侧，连接轴71抵接于限位部312，以使夹持件32夹持连接轴71。当连接轴71***连接件31内，限位部312对连接轴71的高度位置进行限制，以使连接轴71上的凹槽711与夹持件32上的卡接部323准确对应，减小夹持件32的卡接偏差，提升夹持件32的夹持准确性。

其中，限位部312设为连接件31内部的块结构，连接轴71的顶面抵接到限位部312的下表面。

在一个实施例中，夹持件32设于两个定位部311之间，夹持件32的两端分别转动连接于其一侧的定位部311。夹持件32与定位部311配合同时对连接轴71进行周向限位，且方便夹持件32安装。其中，夹持件32通过转动连接件314转动连接于连接件31。

在一个实施例中，参考图6和图7所示，移动件33与上述实施例中的限位套216通过第一紧固件332固定连接。外轴1的第三轴件13上设有沿外轴1轴向延伸的第一滑槽131，第一紧固件332贯穿第一滑槽131，且第一紧固件332可沿第一滑槽131的延伸方向移动。第一滑槽131对移动件33的运动过程进行导向和限位，结构简单，且加工简便。其中，第一紧固件332与移动件33通过点焊防松。第一滑槽131在第三轴件13上设置一个或多个，第一滑槽131的数量可根据需要选择。

在打开位置，第一紧固件332定位于第一滑槽131的第一端，在夹持位置，第一紧固件332定位于第一滑槽131的第二端，以保证第三轴件13和移动件33的相对固定。第一滑槽131确定了外轴1和移动件33的相对位移及相互定位位置。其中，第一紧固件332可设为贯穿连接孔的螺钉、销等零件将移动件33固定于轴芯2。

在一个实施例中，移动件33上设有第二滑槽331，第一表面321在位于第二滑槽331内的状态与被移动件33压紧的状态之间切换。夹持件32的第一表面321移动到抵接移动件33下端的表面，则夹持件32位于打开位置，夹持件32的第一表面321移动到第二滑槽331的上端，此时，夹持件32的第二表面322移动到抵接移动件33下端的表面，则夹持件32位于夹持位置。夹持件32的第一端在第二滑槽331内滑动，有助于减小夹持件32与移动件33之间的摩擦力，提升夹持件32的移动灵活性。

第二滑槽331在移动件33的周向设置多个，第二滑槽331的数量与夹持件32的数量相同。连接件31上设置四个定位部311，夹持件32在连接件31上设置四个，第二滑槽331设置四个。

在一个实施例中，夹持件32的卡接部323设有两个凸起，连接轴71的轴向上设有两个与凸起相适配的凹槽711，使得夹持件32与连接轴71进行两级卡接固定，保证夹持件32与连接轴71可准确抓固到位且不会出现半抓的问题。

本发明的另一方面的实施例，提供一种控制棒水压驱动系统，包括驱动机构、控制棒、缓冲筒和上述实施例中的驱动轴，驱动机构设于卡槽段的外侧，缓冲筒套设于驱动轴上缓冲锁的外侧，控制棒通过夹持件夹紧固定或松开拆卸。控制棒水压驱动系统包括上述实施例中的驱动轴，则具有上述实施例的全部有益效果，此处不再赘述。

驱动机构在卡槽段的外侧，通过驱动机构的销爪与卡槽段的槽体抓固，实现驱动轴的步进运动。缓冲筒套设于驱动轴的外侧，并且缓冲锁设于缓冲筒内，驱动轴下降过程中，缓冲锁通过缓冲筒内的水尼阻力进行限速和制动。控制棒连接于驱动轴的下端，控制棒与驱动轴可拆卸连接，满足反应堆换料状态控制棒与驱动轴能够远距离对接、远距离拆装的需求，为反应堆换料操作提供了技术支撑。

其中，参考图17所示，控制棒可以为十字翼控制棒。

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中。