控制棒驱动装置的制作方法

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1.本发明涉及反应堆工程技术领域，具体涉及一种控制棒驱动装置。

背景技术：

2.高温气冷堆是一种具备第四代反应堆特征的先进堆型，它具有固有安全性好、发电效率高、经济性好和用途广泛等优势，能够代替传统化石能源，实现经济和生态环境协调发展。相关技术中的高温气冷堆控制棒驱动装置一般采用牵引绳-轮毂的结构形式来控制控制棒的升降。随着牵引绳在轮毂上的缠绕，会产生牵引绳层叠的情况，造成棒位测量不准确和控制棒运行不稳定。

技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种控制棒驱动装置，可以避免牵引绳层叠，提高棒位测量的准确性。
4.本发明实施例的控制棒驱动装置，包括：壳体，所述壳体内具有容纳腔；
5.传动轴，所述传动轴设于所述容纳腔内，所述传动轴相对于所述壳体可转动；
6.轮毂组件，所述轮毂组件设于所述容纳腔内，所述轮毂组件套设在所述传动轴上，所述轮毂组件随所述传动轴转动，且所述轮毂组件在所述传动轴的轴向上可移动；牵引绳，所述牵引绳的一端与所述轮毂组件相连，所述牵引绳的另一端适于与控制棒相连。
7.本发明的实施例的控制棒驱动装置，可以避免牵引绳层叠，提高棒位测量的准确性。
8.在一些实施例中，所述控制棒驱动装置还包括导向筒，所述轮毂组件包括收集筒和连接部件，所述收集筒一端与所述连接部件的一端相连，所述连接部件设在所述导向筒内，所述导向筒内设有内螺纹，所述连接部件外周面设有与所述内螺纹相啮合的外螺纹。
9.在一些实施例中，所述收集筒的外周面上设有导线凹槽，所述导线凹槽沿所述传动轴的轴向螺旋设置在所述收集筒的外壁面上，所述收集筒沿所述传动轴的轴向上移动。
10.在一些实施例中，所述控制棒驱动装置还包括多个限位部件，多个所述限位部件设在所述容纳腔内，且所述多个限位部件在所述传动轴的轴向上间隔布置。
11.在一些实施例中，所述控制棒驱动装置还包括驱动件，所述驱动件的一端与所述传动轴相连以带动所述传动轴转动。
12.在一些实施例中，所述控制棒驱动装置还包括变速部件和制动部件，所述变速部件的一端与所述驱动件相连，所述变速部件的另一端适于与所述传动轴相连。
13.在一些实施例中，所述控制棒驱动装置还包括角度测量部件，所述角度测量部件套设在所述传动轴上以检测所述传动轴的旋转角度。
14.在一些实施例中，所述控制棒驱动装置还包括导轮组件，所述牵引绳缠绕在所述导轮组件上，所述牵引绳的一端与所述控制棒相连，所述牵引绳的另一端与所述轮毂组件相连。
15.在一些实施例中，所述导轮组件包括导轮架、第一导通片、第二导通片、连杆部件和弹性件，所述第一导通片至少部分伸入所述导轮架内，所述第二导通片与所述连杆部件相连，且所述第二导通片位于连杆部件邻近所述第一导通片的一侧，所述弹性件套设在所述连杆部件上，所述弹性件的一端与所述连杆部件远离所述控制棒的一端抵接，所述弹性件的另一端与所述导轮架抵接，所述连杆部件的另一端与所述牵引绳相连，且所述连杆部件的另一端适于承载所述牵引绳。
16.在一些实施例中，所述控制棒驱动装置还包括校准部件，所述校准部件设于所述控制棒与所述导轮组件之间。
附图说明
17.图1是本发明实施例的控制棒驱动装置的示意图。
18.图2是图1中限位部件的示意图。
19.附图标记：
20.壳体1,传动轴2,牵引绳3,导向筒4,
21.轮毂组件5,收集筒51,连接部件52,
22.限位部件6,第一电极61,第二电极62,弹簧63,导通环64,移动件65,限位部件本体66,
23.导轮组件7，驱动件8,角度测量部件9，变速部件10，制动部件11，校准部件12，控制棒13。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.如图1所示，本发明实施例的控制棒驱动装置包括壳体1、传动轴2、轮毂组件5和牵引绳3，壳体1内具有容纳腔，传动轴2设于容纳腔内，传动轴2相对于壳体1可转动，轮毂组件5设于容纳腔内，轮毂组件5套设在传动轴2上，轮毂组件5随传动轴2转动，且轮毂组件5在传动轴2的轴向上可移动，牵引绳3的一端与轮毂组件5相连，牵引绳3 的另一端适于与控制棒相连。
26.具体地，如图1所示，传动轴2沿上下延伸，传动轴2相对壳体1可转动，轮毂组件5 套设在传动轴2上，且轮毂组件5随传动轴2转动而转动以收集牵引绳3，且传动轴2带动轮毂组件5转动时，还可以带动轮毂组件5在上下方向上移动，例如，传动轴2带动轮毂组件5逆时针转动以收集牵引绳3，且轮毂组件5上升以避免牵引绳3产生层叠，或者，传动轴2带动轮毂组件5顺时针转动以释放牵引绳3，进而轮毂组件5收集牵引绳3，即轮毂组件5通过旋转上升或下降的方式收集或释放牵引绳3。
27.本发明的实施例的控制棒驱动装置，通过设置轮毂组件5，轮毂组件5通过旋转上升或下降的方式收集或释放牵引绳3，可以避免牵引绳3之间产生层叠提高棒位测量的准确性。
28.在一些实施例中，控制棒驱动装置还包括导向筒4，轮毂组件5包括收集筒51和连接部件52，收集筒51一端与连接部件52的一端相连，连接部件52设在导向筒4内，导向筒4内
设有内螺纹，连接部件52外周面设有与内螺纹相啮合的外螺纹。
29.具体地，如图1所示，控制棒驱动装置还包括导向筒4，导向筒4沿上下延伸，导向筒 4的设有内螺纹，收集筒51沿上下延伸，连接部件52沿上下延伸，收集筒51的下端与连接部件52的上端连接，或者，收集筒51与连接部件52一体成型以提高轮毂组件5的结构强度，连接部件52的径向尺寸大于收集筒51的径向尺寸，连接部件52与导向筒4通过螺纹连接，传动轴2带动连接部件52和收集筒51转动，连接部件52与导向筒4通过螺纹连接以提高轮毂组件5旋转和上下移动的流畅性和稳定性。
30.本发明的实施例的控制棒驱动装置，通过设置导向筒4，连接部件52与导向筒4通过螺纹连接以提高轮毂组件5旋转和上下移动的流畅性和稳定性，进而提高棒位测量的准确性。
31.在一些实施例中，收集筒51的外周面上设有导线凹槽，导线凹槽沿传动轴2的轴向螺旋设置在收集筒51的外壁面上，收集筒51沿传动轴2的轴向上移动。
32.具体地，如图1所示，收集筒51的外周面上设有导线凹槽，导线凹槽沿上下方向螺旋地设置在收集筒51的外壁面上，传动轴2的转动带动收集筒51旋转，连接部件52与导向筒4的螺纹连接进一步地保证了轮毂组件5转动的同时还可以上下移动。导线凹槽适于承载牵引绳3，导线凹槽适于对牵引绳3进行限位，避免收集筒51在收集牵引绳3的时造成牵引绳3的层叠。
33.本发明的实施例的控制棒驱动装置，通过设置导线凹槽，导线凹槽适于承载牵引绳3，导线凹槽适于对牵引绳3进行限位，避免收集筒51在收集牵引绳3的时造成牵引绳3的层叠，进而提高棒位测量的准确性。
34.在一些实施例中，控制棒驱动装置还包括多个限位部件6，多个限位部件6设在容纳腔内，且多个限位部件6在传动轴2的轴向上间隔布置。
35.具体地，如图1和图2所示，限位部件6的数量可以为两个，两个限位部件6在传动轴2的上下两端相对间隔布置，控制棒驱动装置还包括控制器，控制器适于控制传动轴2 的转动，限位部件6布置在容纳腔内，限位部件6的一端与壳体1的内壁面相连，当轮毂组件5上下移动时超出允许范围时，轮毂组件5撞击限位部件6，限位部件6将撞击信号传递至控制器中，控制器适于控制传动轴2将轮毂组件5制动，或者，控制器适于控制传动轴2将轮毂组件5下降或上升以远离限位部件6，避免轮毂组件5在上下方向上的移动超出安全感范围，提高控制棒驱动装置的稳定性和安全性。
36.可选地，控制棒驱动装置还包括驱动件8，驱动件8的一端与传动轴2相连以带动传动轴2转动。或者，控制器与驱动件8相连以控制驱动件8的开启或关闭，控制器还可以控制驱动件8的输出功率以调整传动轴2的转动速率。
37.驱动件8可以为双绕组步进电机，采用一用一备的绕组设置，输出轴为外花键或平键连接形式，与传动轴2连接，驱动件8下端面有安装孔，用于安装固定。
38.限位部件6包括第一电极61、第二电极62、弹簧63、导通环64、移动件65和限位部件本体66，限位部件本体66内具有容纳槽，第一电极61与第二电极62与控制器相连，第一电极61与第二电极62相对间隔布置，且第一电极61与第二电极62至少部分伸入容纳槽内，弹簧63一端与容纳槽的内壁面抵接，弹簧63的另一端与移动件65相连，移动件 65的另一端适于与导通环64的一端相连，当轮毂组件5与限位部件6撞击时，轮毂组件5 与移动件65相接触
推动移动件65移动，进而带动导通片移动，导通片移动后将第一电极 61与第二电极62导通时，此时导通信号传递至控制器，进而控制器控制驱动件8制动，或者，控制器控制驱动件8反向转动以保证控制棒驱动装置的稳定性和安全性。
39.在一些实施例中，控制棒驱动装置还包括变速部件10和制动部件11，变速部件10的一端与驱动件8相连，变速部件10的另一端适于与传动轴2相连。
40.具体地，如图1所示，变速部件10一端与驱动件8相连以将调整驱动件8带动传动轴 2的转速，变速部件10包括变速部和联轴部，变速部的上端与驱动件8的输出轴相连，变速器的下端与联轴部的上端相连，联轴部的下端与传动轴2的上端相连，联轴部转动以带动传动轴2转动，变速器可以降低来驱动件8输出轴传递至联轴部的转速，且变速器可以降低驱动件8输出轴传递至联轴部的扭矩，以适用不同的使用范围。
41.制动部件11套设在联轴部上以在制动时将联轴部制动，可选地，制动部件11可以为电磁阻尼器。
42.在一些实施例中，控制棒驱动装置还包括角度测量部件9，角度测量部件9套设在传动轴2上以检测传动轴2的旋转角度。
43.具体地，如图1所示，角度测量部件9的一端与壳体1相连，角度测量部件9的另一端与传动轴2相连以监测传动轴2的转动角度，进而确定轮毂组件5的旋转角度，从而确定控制棒棒位。
44.例如，角度测量部件9是一种电磁式传感器，它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成。角度测量部件9的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数，而角度测量部件9的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持固定的比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。角度测量部件9在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号。
45.在一些实施例中，控制棒驱动装置还包括导轮组件7，牵引绳3缠绕在导轮组件7上，牵引绳3的一端与控制棒相连，牵引绳3的另一端与轮毂组件5相连。
46.具体地，如图1所示，导轮组件7的一端与壳体1相连，导轮组件7的另一端适于缠绕牵引绳3，即导轮组件7的下端适于缠绕牵引绳3，导轮组件7适于将牵引绳3转向，以避免控制棒的重力作用到牵引绳3上时造成轮毂组件5上的收集的牵引绳3向下坠落，提高了控制棒驱动装置的稳定性和安全性。
47.在一些实施例中，导轮组件7包括导轮架、第一导通片、第二导通片、连杆部件和弹性件，第一导通片至少部分伸入导轮架内，第二导通片与连杆部件相连，且第二导通片位于连杆部件邻近第一导通片的一侧，弹性件套设在连杆部件上，弹性件的一端与连杆部件远离控制棒的一端抵接，弹性件的另一端与导轮架抵接，连杆部件的另一端与牵引绳3相连，且连杆部件的另一端适于承载牵引绳3。
48.具体地，如图1所示，控制器与第一导通片相连，第一导通片的下端至少部分伸入导轮架内，连杆部件包括连接部和抵接部，连接部的上端与抵接部相连，连接部的下端适于缠绕牵引绳3，即连接部的下端适于承载牵引绳3，例如，连接部的下端设有凹槽，牵引绳 3适于放置在凹槽内凹槽适于涂抹润滑油以利于牵引绳3的滑动。导轮架内具有容纳空间，容
纳空间为圆筒状，抵接部为圆筒状，连接部为圆筒状，抵接部的径向尺寸大于连接部的径向尺寸，弹性件套设在连接部的外周面上，弹性件的一端与抵接部抵接，弹性件的另一端与导轮架的内壁面抵接，第二导通片与抵接部相连，牵引绳3未承载控制棒时，弹性件推动连杆部件的抵接部向上移动以使第二导通片与第一导通片接触，此时第一导通片适于将接触信号传递至控制器。
49.或者，牵引绳3承载控制棒时，连杆部件向下移动以使第二导通片与第一导通片分离，此时第一导通片将第二导通片与第一导通片未接触信号传输至控制器，控制棒驱动装置还包括报警器，控制器与报警器相连，当第一导通片将第二导通片与第一导通片未接触信号传输至控制器时，即发生落棒事故时，控制器控制报警器发生警报声。
50.可选地，连接部承载牵引绳3的一端设有导轮，导轮适于承载牵引绳3。
51.在一些实施例中，控制棒驱动装置还包括校准部件12，校准部件12设于控制棒与导轮组件7之间。
52.具体地，如图1所示，校准部件12一端与壳体1相连，校准部件12的一端还与控制器相连，校准部件12设于控制棒与导轮组件7之间。
53.即校准部件12位于控制棒上下移动的路径上，由于牵引绳3在使用过程中长度会增加，进而影响控制棒的棒位变化，当需要校准控制棒驱动装置时，控制棒向上移动以接触校准部件12，此时校准部件12将校准信号传递至控制器，将此时控制棒棒位归零，或设置控制棒的此时的位置为初始位置。
54.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
55.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
56.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
57.在本发明中，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。
58.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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。
59.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种控制棒驱动装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内具有容纳腔；传动轴，所述传动轴设于所述容纳腔内，所述传动轴相对于所述壳体可转动；轮毂组件，所述轮毂组件设于所述容纳腔内，所述轮毂组件套设在所述传动轴上，所述轮毂组件随所述传动轴转动，且所述轮毂组件在所述传动轴的轴向上可移动；牵引绳，所述牵引绳的一端与所述轮毂组件相连，所述牵引绳的另一端适于与控制棒相连。2.根据权利要求1所述的控制棒驱动装置，其特征在于，所述控制棒驱动装置还包括导向筒，所述轮毂组件包括收集筒和连接部件，所述收集筒一端与所述连接部件的一端相连，所述连接部件设在所述导向筒内，所述导向筒内设有内螺纹，所述连接部件外周面设有与所述内螺纹相啮合的外螺纹。3.根据权利要求2所述的控制棒驱动装置，其特征在于，所述收集筒的外周面上设有导线凹槽，所述导线凹槽沿所述传动轴的轴向螺旋设置在所述收集筒的外壁面上，所述收集筒沿所述传动轴的轴向上移动。4.根据权利要求1所述的控制棒驱动装置，其特征在于，还包括多个限位部件，多个所述限位部件设在所述容纳腔内，且所述多个限位部件在所述传动轴的轴向上间隔布置。5.根据权利要求1所述的控制棒驱动装置，其特征在于，还包括驱动件，所述驱动件的一端与所述传动轴相连以带动所述传动轴转动。6.根据权利要求5所述的控制棒驱动装置，其特征在于，还包括变速部件和制动部件，所述变速部件的一端与所述驱动件相连，所述变速部件的另一端适于与所述传动轴相连。7.根据权利要求1-6任一项所述的控制棒驱动装置，其特征在于，还包括角度测量部件，所述角度测量部件套设在所述传动轴上以检测所述传动轴的旋转角度。8.根据权利要求1所述的控制棒驱动装置，其特征在于，还包括导轮组件，所述牵引绳缠绕在所述导轮组件上，所述牵引绳的一端与所述控制棒相连，所述牵引绳的另一端与所述轮毂组件相连。9.根据权利要求8所述的控制棒驱动装置，其特征在于，所述导轮组件包括导轮架、第一导通片、第二导通片、连杆部件和弹性件，所述第一导通片至少部分伸入所述导轮架内，所述第二导通片与所述连杆部件相连，且所述第二导通片位于所述连杆部件邻近所述第一导通片的一侧，所述弹性件套设在所述连杆部件上，所述弹性件的一端与所述连杆部件远离所述控制棒的一端抵接，所述弹性件的另一端与所述导轮架抵接，所述连杆部件的另一端与所述牵引绳相连，且所述连杆部件的另一端适于承载所述牵引绳。10.根据权利要求9所述的控制棒驱动装置，其特征在于，还包括校准部件，所述校准部件设于所述控制棒与所述导轮组件之间。

技术总结

本发明涉及反应堆工程技术领域，具体涉及一种控制棒驱动装置，所述控制棒驱动装置包括壳体、传动轴和牵引绳，壳体内具有容纳腔，传动轴设于容纳腔内，传动轴相对于壳体可转动，轮毂组件设于容纳腔内，轮毂组件套设在传动轴上，轮毂组件随传动轴转动，且轮毂组件在传动轴的轴向上可移动，牵引绳的一端与轮毂组件相连，牵引绳的另一端适于与控制棒相连。本发明的控制棒驱动装置，可以避免牵引绳层叠，提高棒位测量的准确性。棒位测量的准确性。棒位测量的准确性。