控制棒驱动机构传动件状态诊断仿真研究

滚轮螺母丝杠传动型控制棒驱动机构(CRDM)的主要失效模式是滚轮磨损。以滚轮为研究对象,利用通用的ADAMS仿真软件计算分析滚轮在正常、坑状缺陷及过度磨损状态下的振动信号特性。结果表明:在CRDM工作过程中,会产生明显的冲击信号;随着状态的劣化,冲击信号强度增强。     

基于SWT和Hilbert的密封磁阻马达式CRDM振动信号去噪

针对控制棒驱动机构滚轮振动信号采集过程受到噪声干扰的问题,提出了小波半软阈值（SWT）和Hilbert变换法相结合的去噪方法。该方法首先利用小波半软阈值算法在时频域对滚轮振动信号进行降噪处理,然后进行Hilbert变换求出其包络谱,分析寿命试验与缺陷验证试验中不同的滚轮振动信号。试验结果表明,该方法可有效消除噪声对振动信号的干扰,证明了小波半软阈值与Hilbert变换相结合的方法在驱动机构滚轮状态识别和故障诊断中的有效性,为驱动机构的状态判别提供了理论支持。     

基于评价函数和BP网络的CRDM滚轮状态评估方法

针对采集的控制棒驱动机构(CRDM)振动信号中存在非平稳、强噪声失真信号,提出一种基于评价函数和误差反向传播(BP)网络的CRDM滚轮状态评估方法。信号经半软阈值去噪、局部均值分解(LMD)提取特征向量,特征向量组成的样本集经BP网络进行状态识别,引入评价函数对状态识别结果进行评价,依据评价结果进行失真样本剔除,保留新形成的样本集进行状态识别。结果表明,基于评价函数和BP网络的CRDM滚轮状态评估方法能有效对滚轮缺陷状态进行识别,解决了控制棒驱动机构滚轮状态难以进行准确识别的问题。     

基于奇异值分解方法的嫦娥一号γ射线谱仪谱线定性分析

针对嫦娥一号γ射线谱仪(CE1-GRS)探测数据难以从谱形特征直接进行定性分析的问题,提出采用噪声调整的奇异值分解(NASVD)方法提取CE1-GRS数据中相互正交的谱线主成分,然后分别分析月表各区域对应谱线的低序层谱线中的峰信号,通过鉴别各峰信号对应的能量值是否等于特定元素的特征γ射线能量来确定月表各区域的元素种类。结果表明,该方法能够识别出的月表可能元素包括U、Th、K、Fe、Ti、Si、O、Al、Mg、Ca和Na等11种元素。     

棒束通道气液两相流流型识别及动力学特性分析

采集棒束通道实验台上气液两相流4种流型压差信号,计算4种流型的多尺度边际谱熵,对其进行流型识别及动力学特性分析。实验结果表明:多尺度边际谱熵能从整体上区分4种流型,从频域细节尺度定量揭示不同流型间的动力学特性;利用多尺度边际谱熵增率和谱熵均值联合分布可定量准确区分4种流型,对泡状-搅混流这种难以区分的过渡流型也有较好效果;与支持向量机结合具有运算速度快、识别率高的优点,准确率高达98.11%,适合流型的在线识别。     

基于精细时频分辨的核脉冲描述方法

针对核脉冲信号具有随时间快速及奇异变化特点,提出了一种基于时频分辨的精细描述方法。对核脉冲信号进行多层时频分解,自适应选择香农熵意义下的最优子频带空间,并提取各空间重要系数作为描述信号的特征参数。结果表明,用来描述信号的特征参数仅占原始数据量的6%便可将脉冲幅值及其时间常数误差控制在0.4%以内,波形及其奇异点重要信息保持完好,对于后续核脉冲成形及参数获取等数字处理过程的研究具有重要意义。     

BPNN-SVM混合模型法监测乏燃料剪切机刀具磨损状态

提出了一种基于本征模态函数能量距法对乏燃料对剪切机工作噪声进行特征提取,并融合了BP神经网络和支持向量机构建了一种混合模型用于乏燃料剪切机刀具磨损状态的监测。对乏燃料剪切机刀具的正常、轻度磨损、重度磨损和损坏四种状态下的工作噪声信号分析的结果表明,该方法可以准确、有效地识别这些状态。     

两相流密度波不稳定性的谱熵研究

利用数学证明,简单算例及一复杂两相系统的谱熵计算,论证了如下原理:在同样的平稳随机输入下,稳定的线性系统输出谱熵最大,不稳定的线性系统熵则处于相对小的水平。由于谱熵描述系统输出的不确定性,同时热力学第二定律规定的自然进程的方向性,总是使自发过程是向着不确定性增加的方向发展,反向的自发过程不存在的,因此似乎可以按如下思路来认识系统稳定性的物理机制:一个系统之所以处于稳定的状态,是因为对它的偏离会导致谱熵的减小,和自然进程的方向性相反,因此这种偏离只能被缩小,系统返回原有状态;相反地,对一不稳定状态的偏离是和谱熵增加的方向一致的,因此它可以自发地发展下去,导致离原有状态愈来愈远。     

两相流密度波不稳定性的谱熵研究

利用数学证明、简单算例及一复杂两相系统的谱熵计算,论证了如下原理:在同样的平稳随机输入下,稳定的线性系统输出谱熵最大,不稳定的线性系统熵则处于相对小的水平,由于谱熵描述系统输出的不确定性,同时热力学第二定律规定的自然进程的方向性,总是使自发过程向着不确定性增加的方向发展,反向的自发过程是不存在的,因此似乎可以按如下思路来认识系统稳定性的物理机制:一个系统之所以处于稳定的状态,是因为对它的偏离会导致谱熵的减小,和自然进程的方向性相反,因此这种偏离只能被缩小,系统返回原有状态;相反地,对一不稳定状态的偏离是和谱熵增加的方向一致的,因此它可以自发地发展下去,导致离原有状态愈来愈远。     

基于奇异值分解和最小二乘支持向量机的气-液两相流流型识别方法

针对气-液两相流压差波动信号的非平稳特征和BP神经网络学习算法收敛速度慢、易陷入局部极小值等问题,提出了一种基于奇异值分解和最小二乘支持向量机（LS-SVM）的流型识别方法。该方法首先采用经验模态分解将气-液两相流压差波动信号分解为多个平稳的固有模态函数之和,并形成初始特征向量矩阵;对初始特征向量矩阵进行奇异值分解,得到矩阵的奇异值,将其作为流型的特征向量,根据LS—SVM分类器的输出结果来识别流型。对水平管内空气-水两相流4种典型流型进行识别,结果表明,与神经网络相比,该方法具有更高的识别率和识别速度。     

水力缓冲器缓冲特性研究

控制棒水压驱动机构是一种新型的内置式控制棒驱动机构,水力缓冲器是控制棒水压驱动机构的关键部件之一,在快速落棒过程中对控制棒进行水力缓冲,避免控制棒十字翼发生变形和损坏。依据水力缓冲器的工作过程原理建立了缓冲过程理论模型,并通过实验验证了理论模型的正确性。根据水力缓冲器缓冲过程理论模型,计算得到缓冲过程中缓冲缸内压力、柱塞位移、速度、缓冲力等关键性能参数的动态变化过程,同时对缓冲特性影响参数进行研究,为水力缓冲器的设计和优化提供了理论依据。     

研究堆控制棒通道冷却剂流动阻力特性实验研究

可移动线圈电磁驱动机构是一种新型的控制棒驱动机构,应用于研究堆.控制棒、跟随组件等在控制棒通道内上下移动,同时冷却剂冲刷控制棒和跟随组件.所以控制棒通道内的流体阻力特性直接关系到整个堆芯的流量分配和控制棒跟随组件是否能得到足够的冷却.在进行了控制棒通道的阻力特性实验后,得到了多种运行工况下阻力与流速、棒位等参数的关系,以及影响驱动线阻力特性的因素.     

控制棒可移动线圈电磁驱动机构极限承载能力实验研究

在清华大学核能与新能源技术研究院的反应堆控制棒可移动线圈电磁驱动机构实验台架上进行了反应堆控制棒可移动线圈电磁驱动机构极限承载能力实验.实验表明,静态极限载荷值随电流增大而呈线性增长;电流为5A时,极限载荷值最大为2276N;热态时,线圈极限载荷有明显下降,下降幅度为12%.动态极限推力随电流增长呈线性增长趋势,并且与运行速度有关.     

System complexity measure in the aspect of operational difficulty

The complexity of a system arises not only due to the number of components and the characteristics of each component, but also to the types of interconnections between the components. A method of measuring this structural complexity is suggested as reflected in system operational difficulty using an information theoretic approach. This method, the functional entropy measure, can denote the structural complexity induced from the interconnections between components. An equation for calculating the diagnostic entropy without introducing any approximation is derived. The role of monitoring instruments is also studied, and the results show that the monitoring of a system not only can reduce, but also can increase the entropy of the system. To know the true condition of a monitored system with far greater confidence than if it remains unmonitored, the monitoring instrument must be much more reliable than the monitored component     

FMEA法评估反应堆控制棒驱动机构可靠性

控制棒驱动机构是反应堆本体中唯一的能动设备,其运行的可靠性对反应堆的反应性控制具有重要的作用。本文在介绍失效模式及影响分析(FMEA)方法的基础上,以我国新设计的反应堆控制棒驱动机构为对象,使用该方法进行可靠性评价。评价结果明确了各设备部件的失效原因和失效模式,确定了各部件的严重性等级和风险等级,为今后控制棒驱动机构的可靠性管理提供支持。     

控制棒驱动机构备件数量优化方法

控制棒驱动机构是反应堆控制和保护系统的伺服机构,是执行反应堆功率调节、紧急停堆的重要核安全设备。控制棒驱动机构成本较高,如何合理确定其备件数量对于提高反应堆的可运行性具有重要意义。本文针对控制棒驱动机构,在系统连续运转时间不小于换料周期的约束条件下,提出了一种确定控制棒驱动机构备件数量的优化方法--分组备件数量优化方法,给出了总费用最少的各子系统的备件配置方案。通过随机模拟计算对分组备件数量优化方法与常规算法进行比较,结果表明：该方法常优于常规算法,在保证控制棒驱动机构可用性的前提下,优化备件数量配置可降低成本。该优化方法同样适用于其他设备的备件分析,对工程中设备备件的分析与研究具有指导意义。     

控制棒驱动机构电流监测与故障诊断技术研究

控制棒驱动机构作为反应堆控制和核安全保护系统的执行机构，对其运行状态进行有效监测是防止反应堆发生控制棒卡棒、滑棒和驱动失灵的重要措施。本文在分析控制棒驱动机构动作原理的基础上，通过对驱动机构探测方法、信号分析处理方法以及故障鉴别方法的研究，实现了对控制棒驱动机构的电流监测与故障诊断，为驱动机构电流监测与故障诊断系统的应用奠定了技术基础。      

可动电磁型控制棒驱动线可靠性增长试验及改进研究

针对可动电磁型控制驱动机构，采用单组控制棒驱动线，轴向1:1的模拟组件，模拟实堆条件下开展控制棒驱动线可靠性增长试验，寻找薄弱环节，并通过驱动机构的失效事件，分析获得了失效机理，针对性地进行优化改进。最后在复用原试验样机的基础上重新进行试验验证。结果表明，可动电磁型控制棒驱动线可靠性增长试验可寻找出驱动机构的潜在不足，经过改进设计后提高了原驱动机构的运行寿命。      

HTR-10控制棒控制系统设计

10MW高温气冷实验堆（HTR－10）控制棒驱动装置采用链轮,环链传动,由步进电机经过齿轮减速机构带动链轮转动,从而使环链带动控制棒上下移动,HTR－10控制棒控制系统采用全数字化的分布式控制系统,实现了全部的控制,连锁和监测要求,实验和运行的结果证明,该系统具有功能完善,界面友好,操作方便,易于维护等优点。     

耐高温绝缘漆在核电控制棒驱动机构线圈组件用电磁线及引接线上的应用研究

采用环氧改性有机硅树脂为基体,加入超细无机填料和有机助剂等材料制备了耐高温绝缘漆,并应用于核电控制棒驱动机构用电磁线及引接线。考察了其耐高温、耐辐射的主要性能指标。实验结果表明:加入超细无机填料的耐高温绝缘漆具有较好的耐高温、柔韧和附着力性能,作为核电控制棒驱动机构用电磁线及引接线的涂覆层,可有效提高电磁线及引接线的耐高温、耐辐射性能。