引水降噪结构、引水降噪组件及控制棒水压驱动系统的制作方法

本发明涉及核反应堆设备技术领域，尤其涉及一种引水降噪结构、引水降噪组件及控制棒水压驱动系统。

背景技术：

核反应堆控制棒驱动机构是反应堆最关键的安全设备，担负着反应堆的起动、功率调节及停堆等重要功能。控制棒驱动机构按照控制棒的安装位置可以分为外置式控制棒驱动机构和内置式控制棒驱动机构。其中，核反应堆控制棒水压驱动系统是一种内置式控制棒驱动机构，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、夹持两套销爪机构运动，实现控制棒的步升、步降和落棒功能。

基于驱动机构的工作原理和先进一体化小型水堆内置式控制棒驱动线的结构特点及试验装拆、运行的经验，现有的驱动机构水压缸在工作过程中会形成与水流方向相反的水击波，故而容易产生较大的水击振动和噪声，这些水击振动和噪声会对控制棒驱动机构的运行可靠性产生不利影响。

技术实现要素：

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，本发明提出一种引水降噪结构，以解决现有的驱动机构水压缸在工作过程中容易产生较大的水击振动和噪声，从而会对控制棒驱动机构的运行可靠性产生不利影响的问题。

本发明还提出一种引水降噪组件。

本发明还提出一种控制棒水压驱动系统。

根据本发明第一方面实施例的一种引水降噪结构，包括腔体、降噪板和降噪管，所述腔体包括相互连通的第一降噪腔和第二降噪腔，所述第一降噪腔连通所述腔体的水击波进口，所述第二降噪腔连通所述腔体的水击波出口，所述第一降噪腔和所述第二降噪腔之间通过所述降噪板分隔，所述降噪管穿设于所述第一降噪腔内，并且所述降噪管连接于所述降噪板和所述水击波进口之间。

根据本发明的一个实施例，所述降噪板和所述降噪管上分别贯穿有若干个降噪孔。

根据本发明的一个实施例，若干个所述降噪孔分别等间隔设置于所述降噪板和/或所述降噪管上。

根据本发明的一个实施例，所述腔体的内壁上设有安装台阶，所述降噪板的外缘固接于所述安装台阶上，以将所述腔体内分隔为所述第一降噪腔和所述第二降噪腔。

根据本发明的一个实施例，所述水击波进口位于所述腔体的远离所述安装台阶的一端，所述降噪管的一端连接于所述降噪板的背向所述第二降噪腔的端面上，并且与所述降噪板垂直设置，所述降噪管的另一端穿过所述水击波进口向外伸出，所述水击波进口位于所述第一降噪腔的远离所述降噪板的端面上。

根据本发明的一个实施例，还包括盖体和进水管，所述盖体封闭于所述第二降噪腔上，所述进水管贯穿于所述盖体与所述第二降噪腔连通。

根据本发明第二方面实施例的一种引水降噪组件，包括至少三个如上所述的引水降噪结构，相邻的所述引水降噪结构之间相互连接并且所有所述引水降噪结构共同构造成空心柱体结构。

根据本发明的一个实施例，还包括连接防松片，所述连接防松片的两端分别紧固连接于相邻的所述引水降噪结构的腔体上。

根据本发明的一个实施例，所述连接防松片的两端分别贯穿有连接孔，所述腔体的两端分别构造有第一定位孔和第二定位孔，位于所述连接防松片一端的连接孔与一个所述腔体的第一定位孔之间通过紧固件连接，并且位于所述连接防松片另一端的连接孔与另一个所述腔体的第二定位孔之间通过紧固件连接。

根据本发明第三方面实施例的一种控制棒水压驱动系统，包括弹簧箱和水压缸；还包括如上所述的引水降噪结构或者如上所述的引水降噪组件，所述引水降噪结构安装于所述弹簧箱外，并且与所述水压缸连通。

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：

本发明实施例的一种引水降噪结构，包括腔体、降噪板和降噪管，该引水降噪结构利用降噪板将腔体内部分隔为相互连通的第一降噪腔和第二降噪腔，第一降噪腔连通腔体的水击波进口，第一降噪腔内还穿设有降噪管，第二降噪腔连通腔体的水击波出口，以使水击波从水击波进口通过降噪管进入第一降噪腔内并通过降噪板进入第二降噪腔内，以利用降噪管和降噪板隔离第一降噪腔和第二降噪腔，反射水击波，第一降噪腔和第二降噪腔吸收水击波能量；第一降噪腔内设的降噪管连接于降噪板和水击波进口之间。可见，该引水降噪结构能够利用降噪管和降噪板及降噪腔室反射和吸收水击波的能量，从而有效降低驱动机构水压缸在工作过程中产生的水击振动和噪声，进而提高控制棒驱动机构的运行可靠性。

本发明实施例的一种引水降噪组件，包括至少三个如上所述的引水降噪结构，相邻的引水降噪结构之间相互连接并且所有引水降噪结构共同构造成空心柱体结构。通过将若干个上述的引水降噪结构连接并构造为空心柱体，使得该引水降噪组件能够与控制棒水压驱动系统的弹簧箱的结构相匹配，以满足控制棒水压驱动系统的要求，并且该引水降噪组件还能具有上述引水降噪结构的全部优点，具体在此不再赘述。

本发明实施例的一种控制棒水压驱动系统，包括弹簧箱和水压缸；还包括如上所述的引水降噪结构或者如上所述的引水降噪组件，上述的引水降噪结构安装于弹簧箱外，并且与水压缸连通。通过设置上述引水降噪结构或者上述引水降噪组件，使得该控制棒水压驱动系统具有上述引水降噪结构以及上述引水降噪组件的全部优点，具体在此不再赘述。

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是本发明实施例引水降噪结构安装于控制棒水压驱动系统中的安装结构图；

图2是本发明实施例引水降噪结构的局部剖视图；

图3是本发明实施例引水降噪结构的俯视图；

图4是本发明实施例引水降噪结构的结构爆炸示意图；

图5是本发明实施例盖体的仰视图；

图6是本发明实施例降噪板的俯视图；

图7是本发明实施例腔体的俯视图。

附图标记：

1：引水降噪结构；2：进水管；3：盖体；31：阶梯孔；32：第一凸体；4：紧固件；5：连接防松片；51：连接孔；52：第一定位孔；53：第二定位孔；6：降噪板；61：第一安装孔；62：第一降噪孔；7：腔体；71：第一降噪腔；72：第二降噪腔；73：安装台阶；74：第二安装孔；8：降噪管；81：第二降噪孔；9：弹簧箱；10：第一水管；11：直通卡套；12：第二水管。

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。

如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种引水降噪结构1(本发明实施例简称为“结构”)，例如图2至图7所示。基于该结构1，本发明实施例还提出了一种引水降噪组件(本发明实施例简称为“组件”)、以及一种控制棒水压驱动系统(本发明实施例简称为“系统”)，该组件构造为空心柱体并且套装在该系统的驱动机构弹簧箱9外，例如图1所示。

如图2和图3所示，该结构1包括腔体7、降噪板6和降噪管8。腔体7包括相互连通的第一降噪腔71和第二降噪腔72，第一降噪腔71连通腔体7的水击波进口，第二降噪腔72连通腔体7的水击波出口，水击波通过水击波进口进入腔体7内，并顺次流过第一降噪腔71和第二降噪腔72，最后通过水击波出口流出腔体7。

为了有效反射和吸收水击波能量，第一降噪腔71和第二降噪腔72之间通过降噪板6分隔，有效隔离水击波在第一降噪腔71和第二降噪腔72之间的传播，并且，利用降噪板6将第一降噪腔71构造为腔体7内的吸收腔，有效吸收进入腔体7的水击波能量。

为了有效单向传输水击波，第一降噪腔71内还穿设有降噪管8，并且降噪管8连接于降噪板6和水击波进口之间，从而利用降噪管8单向传输(即透过和反射)水击波，利用第一降噪腔71吸收水击波的能量，以达到减振降噪的作用。

可见，该引水降噪结构1能够通过隔离和吸收水击波，耗散水击波的能量，从而有效降低驱动机构水压缸在工作过程中产生的水击振动和噪声，实现驱动机构夹持、传递和提升水压缸的工作状态中的减振降噪功能，进而提高控制棒驱动机构的运行可靠性。

在一个实施例中，如图2和图4所示，降噪板6和降噪管8上分别贯穿有若干个降噪孔，降噪孔能供水击波通过，非孔部分发射水击波，从而单向传输水击波，隔离水击波。优选的，如图6所示，降噪板6上构造有若干个第一降噪孔62，进一步优选相邻的第一降噪孔62之间的间距相等，从而在不阻碍第一降噪腔71和第二降噪腔72连通的基础上，更均匀的隔离水击波在第一降噪腔71和第二降噪腔72之间的传输；同理，降噪管8上构造有若干个第二降噪孔81，进一步优选相邻的第二降噪孔81之间的间距相等，从而在不阻碍第二降噪腔72与降噪管8之间连通的基础上，更均匀的隔离水击波第二降噪腔72与降噪管8内部之间的传输。

可理解的是，将若干个降噪孔分别等间隔设置于降噪板6和/或降噪管8上，还可以有效避免降噪板6和降噪管8的应力集中问题，提高结构1安全性，降低水击波对结构1的损坏。

在一个实施例中，如图4所示，在腔体7的内壁上设有安装台阶73，降噪板6的外缘焊接固接于安装台阶73上，从而使降噪板6垂直于腔体7的轴向置于安装台阶73上，以利用降噪板6将腔体7内分隔为上下设置的第一降噪腔71和第二降噪腔72。安装台阶73能够提高降噪板6的安装强度，保证降噪板6在腔体7内受到水击波的冲击时更加牢固不晃动，起到更好的减振作用。

在一个实施例中，如图4所示，在腔体7的底部与第一降噪腔71连通的位置设置水击波进口，即该水击波进口位于腔体7的远离安装台阶73的一端，也即该水击波进口位于第一降噪腔71的远离降噪板6的端面上。

可理解的是，优选降噪管8的一端连接于降噪板6的背向第二降噪腔72的端面上，降噪管8的另一端穿过水击波进口向外伸出，并且优选降噪管8与降噪板6垂直设置，以使水击波进入降噪管8内能够单向传输部分水击波能量到第一降噪腔71，从而耗散水击波能量。

在一个实施例中，如图4和图5所示，该结构1还包括盖体3和进水管2。盖体3封闭于第二降噪腔72上，以使第二降噪腔72构造成相对封闭的吸收腔。腔体7的水击波出口构造于盖体3上，并且插装有进水管2，以使进水管2能贯穿于盖体3与第二降噪腔72连通。实际上，进水管2即为上述的水击波出口，对应的，降噪管8伸出腔体7外的部分连通出水管，水流通过进水管2流过腔体7进入出水管，而水击波的形成方向同水流方向相反。

可理解的是，如图4和图5所示，盖体3上贯穿有阶梯孔31，优选该阶梯孔31朝向腔体7内的一端内径比背向腔体7的一端内径小，以阶梯孔31背向腔体7的一端作为腔体7的水击波出口，进水管2的一端插装在该阶梯孔31朝向腔体7内的一端内，另一端相对于盖体3垂直的向外伸出，以便于使腔体7内部的第二降噪腔72与系统的水管之间直通连接，便于拆装。盖体3的朝向腔体7内部的表面构造有与第二降噪腔72的结构相匹配的第一凸体32，第一凸体32与第二降噪腔72相匹配，便于装配和定位，形成第二降噪腔，耗散水击波的能量。

可理解的是，如图4、图6和图7所示，优选腔体7的内部构造为顶部敞开底部封闭的空腔。降噪板6上设有用于插装降噪管8的第一安装孔61，并且在腔体7的底部中心贯通设有第二安装孔74，第二安装孔74能作为水击波进口将第一降噪腔71与腔体7外部的水管连通。第一安装孔61和第二安装孔74同轴设置，以保证降噪管8垂直的连接在降噪板6与水击波进口之间。进一步优选降噪管8穿过第二安装孔74向外伸出，以便于使降噪管8与系统的水管之间直通连接，便于拆装。

可理解的是，为了进一步优化结构1，便于将该结构1与系统中的各个水管可靠连接，优选盖体3上的阶梯孔31、第一安装孔61和第二安装孔74同轴设置；进一步的，将阶梯孔31、第一安装孔61和第二安装孔74分别设置在盖体3、降噪板6和腔体7底部的几何中心处，以使腔体7内的第一降噪腔71能被降噪管8分成左右两个半腔，在降噪管8上相同高度的位置分别对称于降噪管8的轴线设置一对第二降噪孔81，这一对第二降噪孔81同轴设置，并且各自有一端连通于降噪管8内，另一端各自与第一降噪腔71的左半腔和右半腔连通，从而使水击波的单向传输均匀，实现该结构1的减振降噪作用。

如图1所示，本发明实施例还提供了一种引水降噪组件。该组件包括若干个如上所述的引水降噪结构1。该组件中，相邻的引水降噪结构1之间相互连接并且所有引水降噪结构1共同构造成空心柱体结构。即通过若干个引水降噪结构1依序连接，从而使得该组件构造成空心柱体结构。换言之，上述的引水降噪结构1的腔体7和盖体3优选构造为部分圆弧，例如1/2圆弧、1/3圆弧或1/4圆弧，从而通过至少两个引水降噪结构1的拼接，能够使该组件套装在控制棒水压驱动系统的弹簧箱9的外部，以使该组件能够与弹簧箱9的结构相匹配，以满足控制棒水压驱动系统的要求。并且，该引水降噪组件还能具有上述引水降噪结构1的全部优点，具体在此不再赘述。

如图2至图5、以及图7所示，优选该组件还包括连接防松片5。连接防松片5的两端分别紧固连接于相邻的引水降噪结构1的腔体7上，搬起连接防松片5的端齿，能够防止紧固件4松动，以便于将相邻的引水降噪结构1腔体7之间可靠固接。

可理解的是，如图2、图3和图4所示，连接防松片5的两端分别贯穿有连接孔51；对应的，在腔体7的两端分别构造有第一定位孔52和第二定位孔53。位于连接防松片5一端的连接孔51与一个腔体7的第一定位孔52之间通过紧固件4连接，并且位于连接防松片5另一端的连接孔51与另一个腔体7的第二定位孔53之间通过紧固件4连接。

换言之，如图3所示，连接防松片5沿其长度方向的左右两端分别设有第一端和第二端，并且该连接防松片5的第一端和第二端分别贯穿有上述的连接孔51。对应的，每个引水降噪结构1中，以图4所示的上下方向为腔体7的顶部和底部，以图4所示的左右方向为腔体7的左端部和右端部，可以在腔体7底部的右端部构造第一定位孔52，并在腔体7底部的左端部构造第二定位孔53；对应的，在位于腔体7顶部的盖体3右端部构造第一定位孔52，并在腔体7顶部的左端部构造第二定位孔53。进一步的，为了保证相邻腔体7的连接结构1具有更好的通用性和可靠性，分别位于腔体7顶部和底部的两个第一定位孔52之间同轴设置，并且位于腔体7顶部和底部的两个第二定位孔53之间同轴设置。

在将两个相邻腔体7进行组装的过程中，将两个腔体7中的第一个腔体7的右端部与第二个腔体7的左端部相邻接；将连接防松片5第一端的连接孔51与第一个腔体7的右端部的第一定位孔52之间通过紧固件4固定，并且将连接防松片5第二端的连接孔51与第二个腔体7的左端部的第二定位孔53之间通过紧固件4固定即可。

由于两个相邻腔体7的顶部和底部分别通过连接防松片5和紧固件4固接，从而保证相邻腔体7之间的可靠邻接，减少腔体7之间的晃动和碰撞，进一步提高该结构1和组件的减震抗振能力。

可理解的是，本发明实施例所述的紧固件4可以为通用螺钉、通用螺栓、防松螺钉或防松螺栓等常见紧固件4。

本发明实施例还提供了一种控制棒水压驱动系统。该系统包括弹簧箱9和水压缸；该系统还包括如上所述的引水降噪结构1或者如上所述的引水降噪组件。上述的引水降噪结构1安装于弹簧箱9外，并且与水压缸连通。通过设置上述引水降噪结构1或者上述引水降噪组件，使得该控制棒水压驱动系统具有上述引水降噪结构1以及上述引水降噪组件的全部优点，具体在此不再赘述。

在一个实施例中，如图1所示，该系统的弹簧箱9外部设置有至少三条水管，并且这些水管能与水压缸连通。至少三个上述的引水降噪结构1相互连接并且所有引水降噪结构1共同围绕成空心柱体安装于弹簧箱9外；并且，上述的水管按照位置分为位于弹簧箱9上部的第一水管10以及位于弹簧箱9下部的第二水管12。优选引水降噪结构1的数量不超过水管数量，以保证每个引水降噪结构1分别与至少一条水管对应连通。该结构1的腔体7的进水管2通过直通卡套11与第一水管10连通，该腔体7的降噪管8自腔体7的水击波出口向外伸出并通过直通卡套11与第二水管12连通，从而使得该引水降噪结构1能够在水压缸的水流输送过程中起到降噪缓冲和抗振作用。

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。

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。

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