控制棒連接套筒

壓水堆控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一部分，連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制棒之間的套筒。

核反應(yīng)堆的開、停和核功率的調(diào)節(jié)都由控制棒控制?？刂瓢魞?nèi)的材料能強(qiáng)烈吸收中子，可以控制反應(yīng)堆內(nèi)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的進(jìn)行。控制棒也組裝成組件的形式。反應(yīng)堆不運(yùn)行時(shí)，控制棒插在堆芯內(nèi)。開堆時(shí)將控制棒提起，運(yùn)行中根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制棒的高度。一旦發(fā)生事故，全部控制棒會(huì)自動(dòng)快速下落，使反應(yīng)堆內(nèi)的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)停止。

控制棒工作原理

控制棒是由硼和鎘等易于吸收中子的材料制成的。核反應(yīng)壓力容器外有一套機(jī)械裝置可以 操縱控制棒?？刂瓢敉耆迦敕磻?yīng)中心時(shí)，能夠吸收大量中子，以阻止裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行。如果把控制棒拔出一點(diǎn)，反應(yīng)堆就開始運(yùn)轉(zhuǎn)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度達(dá)到一定的穩(wěn)定值；如果想增加反應(yīng)堆釋放的能量，只需將控制棒再抽出一點(diǎn)，這樣被吸收的中子減少，有更多的中子參與裂變反應(yīng)。要停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行，將控制棒完全插入核反應(yīng)中心吸收掉大部分中子即可。

控制棒調(diào)節(jié)速度

那么，核反應(yīng)堆是怎樣調(diào)節(jié)其反應(yīng)速度，以滿足核潛艇等運(yùn)動(dòng)時(shí)快時(shí)慢要求的呢？

根據(jù)核反應(yīng)堆的工作原理，如果改變堆內(nèi)的中子數(shù)和中子密度，就可以改變核反應(yīng)的劇烈程度，從而改變核反應(yīng)堆的功率。核潛艇是用控制棒和化學(xué)控制兩條途徑來控制核反應(yīng)堆反應(yīng)速度的，從而使核潛艇做到快慢自如。

按照這一原理問題就簡單了，若想使核反應(yīng)堆停堆，只需將控制棒完全插入堆芯中即可。這樣，由于控制棒吸收了大量中子，堆芯就會(huì)由于中子數(shù)量不足而使裂變反應(yīng)難以為繼，核反應(yīng)自然就會(huì)減弱或停止運(yùn)行了。

控制棒終止反應(yīng)

同時(shí)，為了防止核反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，核潛艇的控制棒在緊急情況下能夠迅速插入堆芯底部，使核反應(yīng)堆停堆，此情景在許多電影“大片”中都有演示。例如，當(dāng)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問題后，堆芯的溫度就會(huì)由于不能迅速冷卻而升高，這樣，就很可能使核反應(yīng)堆熔化，甚至爆炸。為此，核潛艇反應(yīng)堆艙內(nèi)設(shè)有溫控系統(tǒng)，當(dāng)反應(yīng)堆冷卻劑的溫度超過允許值時(shí)，溫控系統(tǒng)將信號傳給控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制棒便會(huì)在幾秒鐘內(nèi)迅速插入堆芯底部，使核反應(yīng)堆停堆。停堆后的核反應(yīng)堆逐漸冷卻，自然就不會(huì)發(fā)生爆炸了。

注意這里的爆炸是由于堆芯溫度過高，鋯包殼在高溫高壓的環(huán)境下會(huì)與水反應(yīng)生成氫氣，故這里的爆炸是氫氣爆炸而不是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的核爆炸。

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壓水堆控制棒組件地落在燃料組件的上管座上。落棒時(shí)間應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)。為確?？刂瓢粼趯?dǎo)向管內(nèi)的導(dǎo)向，當(dāng)控制棒組件全部抽出時(shí)，控制棒下端仍留在導(dǎo)向管內(nèi)。這種控制棒組件的優(yōu)點(diǎn)是控制棒均勻分散分布，因而使嫩料組件內(nèi)中子注量率分布更為均勻，控制效率更高。一組控制棒插人反應(yīng)堆前和插入反應(yīng)堆后的反應(yīng)堆有效增殖系數(shù)之差，稱為該組控制棒反應(yīng)性價(jià)值。對于壓水堆，各控制棒組的總的反應(yīng)性價(jià)值一般約為7寫一10%。控制棒中子吸收體材料除了采用Ag一In一Cd合金外，亦可采用Hf和B4C。yoshu一du一kongzh一bongzuj一on壓水堆控制棒組件(eontrolredassemblyforPWR)亦稱棒束控制組件(rodelustereontrolassembly)，用于反應(yīng)堆起動(dòng)、停堆和調(diào)整功率以補(bǔ)償反應(yīng)堆反應(yīng)性快速變化的控制部件。典型的控制棒組件見圖。它由一個(gè)連接柄和20根控制棒組成。連接柄是一個(gè)帶有16根徑向翼的中心筒結(jié)構(gòu)，中心筒上部內(nèi)孔帶有溝槽，用以連接驅(qū)動(dòng)軸下端的可拆芯桿。中心筒下部內(nèi)孔裝有組合彈簧，用以吸收控制棒快插達(dá)到行程末端時(shí)的沖擊能?？刂瓢粲蓨W氏體不銹鋼包殼、中子吸收體及上下端塞組成。下端塞做成彈頭形，以便在快速落棒時(shí)減少水的阻力;上端塞帶有縮頸，使控制捧具有更好的柔性以適應(yīng)工作或裝配錯(cuò)位。中子吸收體材料為80%Ag一15%In、5?合金。該合金具有高的超熱中子吸收性能和相當(dāng)高的熱中子吸收性能，是一種比較理想的中子吸收材料。在反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，控制棒組件由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)作上下運(yùn)動(dòng)。在緊急停堆時(shí)，控制棒組件連同驅(qū)動(dòng)軸依靠重力快速下降，在通過導(dǎo)向管緩沖段后，控制棒組件就平穩(wěn)螺桿向妞獷比卜彩的礴歸扮盯監(jiān)甲^、、‘六歲公一匕協(xié)︺冷了護(hù).緩沖彈黃級沖彈資接柄導(dǎo)向螺母彈贊座控制棒吸收體拄制棒組件。