一种控制棒导管用阻流塞的制作方法

此发明涉及核反应堆。具体涉及一种控制棒导管用阻流塞。

背景技术：

1、在高通量工程试验核反应堆中，控制棒在压力容器内部是由下而上插入堆芯以实现反应堆功率的调节，同时冷却剂在堆内的流向也与常规的商用压水堆有所不同，冷却剂流入压力容器从上至下流经堆芯。因此，控制棒驱动机构的驱动线运动部件正常运动方向与冷却剂的流动方向相反，这将使得控制棒从下往上插入堆芯时的阻力增大，从而增大控制棒驱动机构所需提升力。然而，一般直线电机型控制棒驱动机构的最大提升力为700n，在高通量堆中，由于驱动线所受的流动阻力增大，可能导致控制棒落棒的时间增大，甚至控制棒可能无法被提升至所需的堆芯位置，对反应堆的正常运行带来一定的安全隐患。

2、综上，为了减小控制棒运动所受冷却剂的流动阻力，设计了一种阻流塞元件，安装在控制棒导管上端，用来限制进入控制棒导管中的冷却剂流量，同时也减少了堆芯的无效漏流，即让更多冷却剂能流经堆芯燃料组件，更好地满足堆芯热工要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：设计出一种阻流塞元件，用于高通量核反应堆中限制(减少)控制棒导管内的冷却剂流量，避免导管内因冷却剂流量过大而引起导管上、下端的流动压差过大，由此确保：(i)当控制棒需要向上提棒插入堆芯时，导管内由上至下流动的冷却剂作用于驱动线运动部件竖直向下的力较小，即向上运动的控制棒受到冷却剂的阻力较小，使得提棒所需的提升力在驱动机构提升力的合理范围；(ii)当控制棒需要向下落棒时，导管内从上往下流动的冷却剂作用于驱动线运动部件竖直向下的力较小，即向下运动的控制棒受到冷却剂的推力较小，使落棒过程中的最大冲击力较小并处于缓冲组件的设计承受范围。此外，通过阻流塞元件来限制(调节)控制棒导管内的冷却剂流量，仅允许少量的冷却剂流经导管内部以冷却控制棒驱动机构，尽可能减小堆芯的无效漏流。

2、本发明的技术方案如下：一种控制棒导管用阻流塞，包括阻流塞，阻流塞安装在控制棒导管上端部，且阻流塞下部的圆柱壳插入控制棒导管内；

3、阻流塞包括螺栓孔、圆形凸台、十字型法兰、流水孔、圆柱壳；阻流塞通过十字型法兰与控制棒导管上端部连接；十字型法兰上开有流水孔；阻流塞顶部为圆形凸台，圆形凸台中心为螺栓孔，阻流塞通过螺栓孔安装吊环。

4、圆柱壳与控制棒导管内壁贴合。

5、阻流塞通过十字型法兰与控制棒导管上端部的四个开口配合。

6、螺栓孔为内沉式。

7、流水孔有多个。

8、流水孔有4～8个。

9、流水孔4孔径为2～5mm。

10、本发明的显著效果在于：本发明涉及的阻流塞元件通过十字型法兰与控制棒导管上端侧壁的开口配合，实现了阻流塞的周向和径向定位，并通过在十字型法兰上均布一定数目的圆孔作为流水孔，仅允许少量冷却剂流入控制棒导管内，对控制棒驱动机构进行冷却；在阻流塞的上部圆形凸台中心设置了内沉式螺纹孔，用于安装吊环等工具，便于阻流塞的安装和拆卸；阻流塞下部为圆柱壳结构，该结构可伸入导管内部，圆柱壳外壁与导管内壁贴合，可避免过多冷却剂流入导管内。综上所述，阻流塞充分限制了流入控制棒导管的冷却剂流量，同时也减少了堆芯的无效旁流，降低了导管内部上、下端的流动压差，从而可有效保证：(i)当控制棒从堆底向上插入堆芯时所需提升力不超过驱动机构的提升力限值，(ii)当控制棒从堆芯向下落棒时避免对缓冲组件的冲击力过大。为高通量反应堆的正常运行提供了重要的安全保障。

技术特征：

1.一种控制棒导管用阻流塞，其特征在于：包括阻流塞(7)，阻流塞(7)安装在控制棒导管(8)上端部，且阻流塞(7)下部的圆柱壳(5)插入控制棒导管8内；

2.根据权利要求1所述的一种控制棒导管用阻流塞，其特征在于：圆柱壳(5)与控制棒导管(8)内壁贴合。

3.根据权利要求1所述的一种控制棒导管用阻流塞，其特征在于：阻流塞(7)通过十字型法兰(3)与控制棒导管(8)上端部的四个开口配合。

4.根据权利要求1所述的一种控制棒导管用阻流塞，其特征在于：螺栓孔(1)为内沉式。

5.根据权利要求1所述的一种控制棒导管用阻流塞，其特征在于：流水孔(4)有多个。

6.根据权利要求5所述的一种控制棒导管用阻流塞，其特征在于：流水孔(4)有4～8个。

7.根据权利要求5所述的一种控制棒导管用阻流塞，其特征在于：流水孔(4)孔径为2～5mm。

技术总结
一种控制棒导管用阻流塞，包括阻流塞，阻流塞安装在控制棒导管上端部，且阻流塞下部的圆柱壳插入控制棒导管内；阻流塞包括螺栓孔、圆形凸台、十字型法兰、流水孔、圆柱壳；阻流塞通过十字型法兰与控制棒导管上端部连接；十字型法兰上开有流水孔；阻流塞顶部为圆形凸台，圆形凸台中心为螺栓孔，阻流塞通过螺栓孔安装吊环。本发明实现了阻流塞的周向和径向定位，并通过在十字型法兰上均布一定数目的圆孔作为流水孔，仅允许少量冷却剂流入控制棒导管内，对控制棒驱动机构进行冷却；在阻流塞的上部圆形凸台中心设置了内沉式螺纹孔，用于安装吊环等工具，便于阻流塞的安装和拆卸。

技术研发人员：陈训刚,段春辉,邓朝俊,罗英,曹奇锋,杜华,王留兵,赵伟,蒋兴钧,王庆田,刘晓,李浩,颜达鹏
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17