控制棒驱动系统的制作方法

1.本发明涉及控制棒驱动技术领域，尤其涉及一种控制棒驱动系统。


背景技术：

2.反应堆小型化和提高堆功率密度是反应堆技术发展的主流方向，包括了小型化模块式的压水反应堆、四代钠冷堆快堆、铅铋快堆反应堆等，这些反应堆的紧凑化设计要求用于控制反应堆功率的控制棒驱动系统体积更小、驱动负载更大、耐高温性能更优越。
3.现有的crdm设计，如cn201910232762.7公开一种安全棒驱动机构，两个传动链的步进式驱动电机在结构上采用“串联重叠”的方式布置，采用涡轮蜗杆等组成传动减速系，从而齿轮副较多，造成体积较大(直径约300毫米)，并且涡轮蜗杆具有摩擦大、寿命短且负载能力小的缺陷。
4.上述现有的crdm设计在尺寸、寿命和负载能力等方面已经不能满足使用要求，新型控制棒驱动系统设计技术已成为小型化反应堆技术发展的瓶颈，急需进行技术开发。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于，提供一种满足小体积使用需求的控制棒驱动系统。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种控制棒驱动系统，包括用于取放控制棒组件的卡爪、驱动所述卡爪起落的第一驱动机构以及驱动所述卡爪开合的第二驱动机构；
7.所述第一驱动机构包括第一驱动电机、与所述第一驱动电机连接的传动轴、通过第一齿轮副与所述传动轴连接的空心行星减速机、与所述空心行星减速机的空心输出端连接的空心牙嵌式电磁离合器、与所述空心牙嵌式电磁离合器的空心输出端传动连接的传动组件、空心主轴；所述空心主轴穿进所述空心行星减速机与空心牙嵌式电磁离合器的中心通道内，并由所述传动组件驱动其上下运动；所述卡爪连接在所述空心主轴远离所述中心通道的端部上，随所述空心主轴上下运动；
8.所述第二驱动机构包括第二驱动电机、套筒组件以及驱动杆组件；所述套筒组件通过第二齿轮副与所述第二驱动电机的输出轴连接，并且所述套筒组件的中轴线与所述空心行星减速机、空心牙嵌式电磁离合器的中轴线处于同一直线上；所述驱动杆组件穿设在所述空心主轴内，一端穿过所述中心通道并与所述套筒组件螺纹连接，相对另一端穿入所述卡爪内；
9.所述第二驱动电机驱动所述套筒组件周向转动，带动所述驱动杆组件在轴向上来回移动，驱使所述卡爪开合。
10.优选地，所述第一驱动机构还包括轴套；
11.所述轴套连接在所述空心牙嵌式电磁离合器的空心输出端，并与所述空心主轴同轴设置；所述空心主轴位于所述中心通道外的一端外表面设有沿其轴向延伸的齿条；
12.所述轴套远离所述空心牙嵌式电磁离合器的一端设有轴套齿轮；
13.所述传动组件包括第一连接轴、分别设置在所述第一连接轴相对两端上的第一正齿轮和第一锥齿轮、由第二正齿轮和第二锥齿轮同轴连接形成的齿轮单元；
14.所述第一连接轴平行设置在所述轴套的一侧，所述第一正齿轮与所述轴套上的轴套齿轮相啮合；所述齿轮单元设置在所述第一连接轴和空心主轴之间，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相啮合，所述第二正齿轮与所述空心主轴上的齿条相啮合。
15.优选地，所述套筒组件包括旋转套筒、导向套；
16.所述旋转套筒与所述第二驱动电机的输出轴传动连接；所述导向套设置在所述旋转套筒内，可沿所述旋转套筒的轴向来回移动；
17.所述驱动杆组件的一端端部穿接在所述导向套内，并且所述驱动杆组件的该一端端部的外周面和所述导向套的内表面设有相互配合的螺纹。
18.优选地，所述套筒组件还包括第二连接轴以及连接套；
19.所述第二连接轴通过所述第二齿轮副与所述第二驱动电机的输出轴传动连接；所述连接套固定连接在所述第二连接轴和旋转套筒之间，所述第二驱动电机通过所述第二齿轮副、第二连接轴和连接套带动所述旋转套筒周向转动。
20.优选地，所述空心主轴包括轴向连接的主轴体和支撑套筒；
21.所述支撑套筒穿进所述空心行星减速机与空心牙嵌式电磁离合器的中心通道内，其远离所述主轴体的顶部通过滚珠套接在所述导向套的外周上；在所述空心主轴上下移动时，通过所述支撑套筒驱使所述导向套沿所述旋转套筒的轴向上下移动。
22.优选地，所述驱动杆组件包括驱动杆主体、与所述驱动杆主体轴向相接的配合杆；
23.所述驱动杆主体穿设在所述空心主轴内并与所述套筒组件螺纹连接；
24.所述配合杆远离所述驱动杆主体的一端穿入所述卡爪内，并且所述配合杆的外表面设有与所述卡爪的内侧斜面相配合的凸起。
25.优选地，所述驱动杆组件还包括压紧弹簧；所述压紧弹簧套设在所述配合杆上，提供一个驱使所述配合杆向所述卡爪内移动的压紧力。
26.优选地，所述空心行星减速机包括壳体、设置在所述壳体内的空心太阳轮、分布在所述空心太阳轮外周并与其啮合的若干行星轮、设置在所述壳体内并与所述空心太阳轮同轴设置的空心输出轴；所述空心输出轴的内部通道与所述空心太阳轮的内部通道相接通；
27.每一所述行星轮设有延伸至所述空心输出轴外周侧的轴段；所述空心输出轴的外周上设有与所述轴段套接的轴接环，使得所述空心输出轴随所述行星轮转动。
28.优选地，所述第二驱动机构还包括行星减速机；所述行星减速机连接在所述第二驱动电机和第二齿轮副之间。
29.优选地，所述控制棒驱动系统还包括连接在压力容器的顶盖上的承压外壳；
30.所述第一驱动机构和第二驱动机构沿着所述承压外壳的轴向穿接在所述承压外壳内；所述第一驱动电机和第二驱动电机露出在所述承压外壳的顶部并行布置，所述卡爪穿过所述顶盖进入所述压力容器内。
31.优选地，所述控制棒驱动系统还包括支撑单元，所述支撑单元的顶部卡接在所述承压外壳的顶部；
32.所述第一驱动机构和第二驱动机构通过所述支撑单元定位在所述承压外壳内，所
述第一驱动电机和第二驱动电机位于所述支撑单元的顶部上方；
33.所述第一驱动机构、第二驱动机构和支撑单元形成一个可拆卸进出所述承压外壳的模块。
34.优选地，所述支撑单元包括第一支撑座、第二支撑座和第三支撑座；
35.所述第一支撑座配合在所述承压外壳的顶部内，所述第一驱动电机和第二驱动电机的输出轴穿设在所述第一支撑座内并相对所述第一支撑座可转动；
36.所述第二支撑座连接在所述第一支撑座和空心行星减速机之间；所述传动轴和套筒组件靠近所述空心行星减速机的一端穿设在所述第二支撑座内并相对所述第二支撑座可转动；
37.所述第三支撑座配合在所述承压外壳靠近所述顶盖的底部内，并且连接在所述空心牙嵌式电磁离合器的下方；所述空心主轴相对所述第三支撑座可转动穿过所述第三支撑座。
38.本发明的有益效果：通过第一、第二驱动机构分别驱使卡爪的起落和开合，从而可需求较小功率的驱动电机(降低对高功率电机的需求)，并且第一驱动机构采用空心的行星减速机和牙嵌式电磁离合器串联设置，提供内部通道，用于第二驱动机构的套筒组件和驱动杆组件穿设其中，能够大幅度减小整个系统的尺寸，实现两套驱动机构的紧凑设置，利于减小整个控制棒驱动系统的体积。
39.本发明适用于压水堆和四代反应堆控制棒驱动系统。
附图说明
40.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
41.图1是本发明一实施例的控制棒驱动系统的传动原理图；
42.图2是本发明一实施例的控制棒驱动系统的剖面结构示意图；
43.图3是图2所示控制棒驱动系统中空心行星减速机的剖面结构示意图；
44.图4是图2中沿aa线的结构示意图；
45.图5是图2中沿bb线的结构示意图。
具体实施方式
46.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
47.本发明的控制棒驱动系统，用于驱动控制棒组件在反应堆内提升下插、悬停和断电快速落棒，实现反应堆的启堆、功率调节和紧急停堆功能，适用于压水堆和四代反应堆。
48.如图1、2所示，本发明一实施例的控制棒驱动系统，包括卡爪10、驱动卡爪10起落的第一驱动机构、驱动卡爪10开合的第二驱动机构、承压外壳20以及支撑单元。
49.卡爪10用于取放控制棒组件，其中通过第一驱动机构驱动卡爪10起落，可实现卡爪10抓取的控制棒组件在反应堆内提升下插、悬停和断电快速落棒；通过第二驱动机构驱动卡爪10的开合，实现卡爪10对控制棒组件的夹取或放开。第一驱动机构和第二驱动结构的配合，能够实现卡爪10的精准定位、平稳驱动无冲击、调速精确等需求。
50.承压外壳20用于连接在压力容器的顶盖100上，具体可通过螺栓组件连接后采用
焊接进行密封。第一驱动机构和第二驱动机构沿着承压外壳20的轴向穿接在承压外壳20内；卡爪10连接在第一驱动机构和第二驱动机构的底部，其穿过顶盖100进入压力容器内。
51.支撑单元的顶部卡接在承压外壳20的顶部。第一驱动机构和第二驱动机构通过支撑单元定位在承压外壳20内，第一驱动机构、第二驱动机构和支撑单元形成一个可拆卸进出承压外壳20的模块，承压外壳20对该模块进行支撑和定位。需要对第一驱动机构、第二驱动机构进行检修更换等操作时，只需要将该模块吊起脱离承压外壳20即可，操作简单。
52.本发明中，第一驱动机构和第二驱动机构并排设置，两者结构紧凑设置，其中还包括传动方向在同一轴向上，满足整个系统体积小化(如直径小于195毫米)设置，并实现大驱动力(大于600kg)，满足小型化反应堆的严苛参数要求。
53.具体地，第一驱动机构可包括第一驱动电机21、传动轴22、第一齿轮副23、空心行星减速机24、空心牙嵌式电磁离合器25以及空心主轴。
54.第一驱动电机21露出在承压外壳20的顶部，同时位于支撑单元的上方。该第一驱动电机21的输出轴朝向并伸进承压外壳20内。传动轴22设置在承压外壳20内并与第一驱动电机21的输出轴传动连接。第一驱动电机21的输出轴转动，带动传动轴22转动。传动轴22整体可由一轴件形成，或者由多段轴件连接形成。
55.在传动轴22的中轴线与第一驱动电机21的输出轴的中轴线错开设置时，两者之间可通过齿轮副传动连接。
56.第一驱动电机21、传动轴22、空心行星减速机24、空心牙嵌式电磁离合器25以及空心主轴在承压外壳20内沿着承压外壳20的轴向依次排布。空心行星减速机24与传动轴22的轴向相平行并错开设置，即两者的中轴线不在同一直线上，因此该空心行星减速机24通过第一齿轮副23与传动轴22传动连接。该第一齿轮副23包括两个径向相啮合的齿轮，其中一齿轮连接在传动轴22的端部上，另一齿轮连接在空心行星减速机24的输入端上，这样第一驱动电机21的输出轴转动，通过传动轴22和第一齿轮副23带动空心行星减速机24转动。
57.空心牙嵌式电磁离合器25与空心行星减速机24的空心输出端连接，两者的中心通道相连通。空心主轴穿进空心行星减速机25与空心牙嵌式电磁离合器25的中心通道内，并在传动组件28驱动下在轴向方向来回移动(即可相对中心通道上下运动)，卡爪10连接在空心主轴远离中心通道的端部上，随空心主轴上下运动。第一驱动电机21的驱动力传递至空心行星减速机24进行减速并放大力矩后，传递至空心牙嵌式电磁离合器25，再通过空心牙嵌式电磁离合器25传递至传动组件，由传动组件28驱使空心主轴上下移动，同时带动卡爪10上下移动。其中，空心牙嵌式电磁离合器25通过通电与断电，实现空心牙嵌式电磁离合器25的输入端与输出端的结合与分离；在输入端和输出端分离状态，空心主轴在重力作用下快速下落，同时带动卡爪10夹取的控制棒组件快速下插，实现停堆功能。
58.在图2所示实施例中，空心行星减速机24和空心牙嵌式电磁离合器25的中轴线与承压外壳20的中轴线重合设置。对此，空心行星减速机24为具有中心通道的行星减速机，其中心通道至少为空心主轴及第二驱动机构的部分构件提供通过通道。同理，空心牙嵌式电磁离合器25为具有中心通道的牙嵌式电磁离合器，中心通道至少为空心主轴及第二驱动机构的部分构件提供通过通道。
59.空心行星减速机24的中心通道与空心牙嵌式电磁离合器25的中心通道相对连通。空心行星减速机24以其空心输出端与空心牙嵌式电磁离合器25的空心输入端传动连接。空
心牙嵌式电磁离合器25的空心输出端通过传动组件28与空心主轴传动连接，将其旋转运动转变成空心主轴的轴向上的来回移动(即在直线上的上下运动)。
60.在空心牙嵌式电磁离合器25处于通电状态，第一驱动电机21的正反转实现空心主轴的上下运动，第一驱动电机21的悬停实现空心主轴的悬停；在空心牙嵌式电磁离合器25处于断电状态，空心牙嵌式电磁离合器25的两个牙嵌盘在弹簧作用力下分离，空心主轴在重力作用下带动传动组件28反向转动，快速下落。空心牙嵌式电磁离合器25的磁回路间隙小，空心牙嵌式电磁离合器25体积小、输出转矩大。
61.其中，如图3所示，本发明中的空心行星减速机24在结构上具体可包括壳体241、设置在壳体241内的空心太阳轮242、若干行星轮243和空心输出轴244。
62.空心太阳轮242的一端对应在壳体241的一端内侧，作为空心行星减速机24的输入端，第一齿轮副23的一齿轮设置在空心太阳轮242的该一端上。空心太阳轮242的相对另一端朝向壳体241内部，与空心输出轴244在轴向相对，空心输出轴244远离空心太阳轮242的一端作为空心行星减速机24的空心输出端。空心输出轴244的内部通道与空心太阳轮242的内部通道相接通形成空心行星减速机24的中心通道。
63.若干行星轮243分布在空心太阳轮242的外周，与空心太阳轮242和壳体241内表面上的啮齿相啮合。空心输出轴244在壳体241内与空心太阳轮242同轴设置。每一行星轮243设有延伸至空心输出轴244外周侧的轴段245，空心输出轴244的外周上设有与轴段245套接的轴接环246，使得空心输出轴244随行星轮243转动。
64.空心牙嵌式电磁离合器25的具体结构可参考现有的牙嵌式电磁离合器的结构，不同的是其设有中心通道贯穿牙嵌式电磁离合器的轴向。
65.空心主轴包括轴向相接的主轴体26和支撑套筒29。空心主轴以其支撑套筒29穿进空心行星减速机24与空心牙嵌式电磁离合器25的中心通道内，主轴体26连接在支撑套筒29远离空心牙嵌式电磁离合器25的一端，卡爪10连接在主轴体26远离支撑套筒29的端部上。在第一驱动机构驱使空心主轴在轴向上向下移动时，主轴体26可向下移动至空心牙嵌式电磁离合器25的下方，如图2所示状态；在第一驱动机构驱使空心主轴向上移动时，主轴体26随之向上移动进入空心牙嵌式电磁离合器25的中心通道内。
66.为实现空心牙嵌式电磁离合器25与空心主轴传动连接，第一驱动机构还包括轴套27以及传动组件28。
67.结合图2及图4、5，轴套27连接在空心牙嵌式电磁离合器25的空心输出端并与空心主轴同轴设置。在空心牙嵌式电磁离合器25处于通电状态，轴套27随其空心输出端转动；在空心牙嵌式电磁离合器25处于断电状态，轴套27随其空心输出端与空心牙嵌式电磁离合器25的输入端断开。
68.传动组件28包括第一连接轴281、分别设置在第一连接轴281相对两端上的第一正齿轮282和第一锥齿轮283、由第二正齿轮284和第二锥齿轮285同轴连接形成的齿轮单元。空心主轴的主轴体26的外表面设有沿其轴向延伸的齿条261。轴套27远离空心牙嵌式电磁离合器25的一端设有轴套齿轮271。
69.传动组件28的第一连接轴281平行设置在轴套27的一侧，第一连接轴281一端上的第一正齿轮282与轴套27上的轴套齿轮271相啮合。齿轮单元设置在第一连接轴281和主轴体26之间，齿轮单元的第二锥齿轮285与第一锥齿轮283相啮合，第二正齿轮284与主轴体26
上的齿条261相啮合。在空心牙嵌式电磁离合器25处于通电状态并转动时，轴套27随其空心输出端转动，轴套27通过传动组件28将圆周转动转变至轴向移动，驱使空心主轴轴向移动(即直线上的上下运动)。
70.支撑套筒29连接在主轴体的上端，其向上延伸通过空心牙嵌式电磁离合器25的中心通道穿入空心行星减速机24的中心通道。
71.又如图1、2所示，第二驱动机构可包括第二驱动电机31、行星减速机32、第二齿轮副33、套筒组件以及驱动杆组件。
72.第二驱动电机31露出在承压外壳20的顶部，同时位于支撑单元的上方。该第二驱动电机31的输出轴朝向承压外壳20。行星减速机32连接第二驱动电机31的输出轴，对第二驱动电机31的输出转速起到降低的作用。行星减速机32的输出轴朝向并伸进承压外壳20内部，第二齿轮副33连接在行星减速机32的输出轴上。
73.套筒组件和驱动杆组件在承压外壳20内沿着承压外壳20的轴向排布。其中，套筒组件通过第二齿轮副33与第二驱动电机31的输出轴连接，实际与行星减速机32的输出轴传动连接。套筒组件位于空心行星减速机的上方，并且套筒组件的中轴线与空心行星减速机24、空心牙嵌式电磁离合器25的中轴线处于同一直线上，从而有利于上述各者在承压外壳20内的紧凑布置，减小体积。
74.驱动杆组件穿设在空心主轴内并与套筒组件螺纹连接，相对另一端穿入卡爪10内。第二驱动电机31驱动套筒组件周向转动，通过螺纹连接带动驱动组件38在轴向上来回移动，将圆周转动转变成直线运动，从而驱使卡爪10开合。
75.进一步地，套筒组件可包括第二连接轴34、连接套35、旋转套筒36以及导向套37。
76.第二连接轴34与旋转套筒36同轴并设置在旋转套筒36的上方；连接套35通过花键等配合方式固定连接在第二连接轴34和旋转套筒36之间，使得第二连接轴34、连接套5和旋转套筒36三者之间相对固定。第二齿轮副33设置在第二连接轴34和行星减速机32的输出轴之间，即第二连接轴34通过第二齿轮副33与行星减速机32、第二驱动电机31传动连接。第二驱动电机31启动后，经行星减速机32减速后，通过第二齿轮副33、第二连接轴34和连接套35带动旋转套筒36周向转动。
77.根据行星减速机32的中轴线与第二连接轴34的中轴线的错开距离，第二齿轮副33可包括两个或三个在径向上依次相啮合的齿轮。
78.导向套37设置在旋转套筒36内，可沿旋转套筒36的轴向来回移动。对此，旋转套筒36的内壁面可设有一个沿其轴向延伸的导轨，导向套37的外周表面设有导向结构，导向结构配合在导轨上，从而导向套37连接在旋转套筒36的内侧，可随旋转套筒36转动同时还可相对旋转套筒36在轴向方向来回移动。
79.驱动杆组件的一端端部穿接在导向套37内，并且驱动杆组件的该一端端部的外周面和导向套37的内表面设有相互配合的螺纹，即：驱动杆组件的一端端部通过螺纹连接在导向套37内，使得导向套37旋转时，通过螺纹转变为驱动杆组件的直线运动，驱使驱动杆组件沿导向套37的轴向来回移动，进而驱使卡爪10的开合。
80.结合套筒组件中导向套37的设置，第一驱动机构中的支撑套筒29的顶部可连接在导向套37的外周，从而实现在承压外壳20内的支撑定位。具体地，支撑套筒29远离主轴体26的顶部内孔通过滚珠套接在导向套37的外周上，这样支撑套筒29和导向套37可在圆周方向
上相对转动，即导向套37旋转时，支撑套筒29由于与导向套37之间通过滚珠配合，从而不随导向套37转动，保持在周向上的静止，进而限制空心主轴随旋转套筒36转动。同时，由于导向套37在轴向上相对旋转套筒36可移动，空心主轴和支撑套筒29在第一驱动电机21的驱使下轴向上下移动时，通过支撑套筒29驱使导向套37沿旋转套筒36的轴向上下移动。由于驱动杆组件的一端端部穿接在导向套37内，也随同导向套37沿旋转套筒36的轴向上下移动。
81.驱动杆组件进一步可包括驱动杆主体38、与驱动杆主体38轴向相接的配合杆39。驱动杆组件以驱动杆主体38穿设在空心主轴的主轴体26内，一端穿过空心牙嵌式电磁离合器25和空心行星减速机24的中心通道并与套筒组件的导向套37螺纹连接。配合杆39处于驱动杆主体38的下端，配合杆39远离驱动杆主体38的一端穿入卡爪10内，通过自身上下移动驱使卡爪10开合。
82.其中，配合杆39的外表面设有凸起，卡爪10相向的内侧面设有内侧斜面，凸起配合在卡爪10的内侧斜面之间，随配合杆39上下移动相对内侧斜面移动，在不同位置之间的转变，驱使卡爪10打开或闭合。
83.驱动杆组件还包括压紧弹簧40；压紧弹簧40套设在配合杆39上，提供一个压紧力，驱使配合杆39向卡爪10内移动。在卡爪10闭合夹取控制棒组件时，该压紧力驱使卡爪10稳定夹取控制棒组件。
84.进一步地，本实施例中，如图2所示，支撑单元可包括沿着承压外壳20的轴向依次设置其中的第一支撑座41、第二支撑座42和第三支撑座43。
85.第一支撑座41配合在承压外壳20的顶部内，第一驱动电机21和第二驱动电机31的输出轴(具体为行星减速机32的输出轴)通过轴承组件等穿设在第一支撑座41内，相对第一支撑座41可转动，从而第一支撑座41给第一驱动电机21和第二驱动电机31提供支撑定位作用，且不影响两者的传动。
86.第二支撑座42连接在第一支撑座41和空心行星减速机24之间，传动,22和套筒组件靠近空心行星减速机24的一端轴承组件等穿设在第二支撑座42内，相对第二支撑座42可转动。结合套筒组件的结构组成，主要是旋转套筒36朝向空心行星减速机24的端部配合定位在第二支撑座42内。
87.第二支撑座42进而可通过第一连接壳44与第一支撑座41连接为一体。第二支撑座42背向第一支撑座41的一端可与空心行星减速机24的壳体241固定连接。
88.第三支撑座43配合在承压外壳20靠近顶盖100的底部内，并且连接在空心牙嵌式电磁离合器25的下方；空心主轴的主轴体26相对第三支撑座43可活动地穿过第三支撑座43。主轴体26和第三支撑座43之间还设有至少一组导向轮262，导向轮262优选与第二正齿轮284分布在主轴体26的两侧方向，以抵消第二正齿轮284的径向力。导向轮262可供根据主轴体26的长度设置多组。
89.第三支撑座43通过连接组件与空心牙嵌式电磁离合器25的壳体固定连接。空心牙嵌式电磁离合器25和空心行星减速机24的外周还套设有第二连接壳45，将两者连接为一体。
90.另外，上述的任何齿轮副，包括第一、第二齿轮副中，可设有一个与其中一个齿轮吻合的润滑齿轮，润滑齿轮是由固体润滑材料与金属粉末通过粉末冶金方式烧结而成的材料制造而成。通过润滑齿轮与齿轮之间的吻合摩擦，将润滑齿轮材料中的固体润滑材料转
移到齿轮表面，在齿轮表面形成一层耐高温固体润滑膜，以实现高温环境的长效润滑，大幅提升crdm的使用寿命。
91.本发明的控制棒驱动系统体积小(直径可小至195毫米)，能够实现大驱动力(大于600kg)，满足小型化反应堆的严苛参数要求；适用于接口温度480℃的极端高温环境。
92.本发明的控制棒驱动系统使用时，通过第一驱动电机21的的正转和反转，实现空心主轴和卡爪10的提升和下降功能。当控制棒组件需要处于某一个固定高度时，第一驱动电机21停止转动并保持通电状态，即可实现控制棒组件的悬停。当遇紧急状态需要落棒停堆时，控制系统对空心牙嵌式电磁离合器25断电，空心牙嵌式电磁离合器25的空心输出端与其输入端分离。空心主轴、驱动杆组件和卡爪10在重力和压紧弹簧39弹力的共同作用下，与控制棒组件一起快速下插实现停堆功能。
93.当空心主轴、驱动杆组件、卡爪10与控制棒组件下落到堆底位置时，堆底有缓冲弹簧进行落棒缓冲，以减小冲击力。
94.综上，实现控制棒组件的提升、下插、悬停和断电落棒等功能。
95.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。