CARR控制棒驱动机构试验样机电磁力研究

为获得中国先进研究堆(CARR)控制棒驱动机构电磁力及电磁场分布,对控制棒驱动机构进行了受力分析,设计制造CARR控制棒驱动机构试验样机。在试验样机上进行了电磁力试验,使用有限元分析软件Ansoft Maxwell对试验样机电磁场及电磁力分布进行仿真分析,计算得到了试验样机磁感应强度分布曲线和电磁力分布数据,以及永磁体磁场对电磁场的影响和结构参数对电磁力的影响。仿真结果与试验值符合较好,研究结果为CARR控制棒驱动机构电磁力研究和同类型控制棒驱动机构设计提供了参考。     

磁悬浮式控制棒驱动机构静水转向性能研究

在中国先进研究堆(CARR)调试阶段,发现其控制棒驱动机构在转向过程中存在驱动线圈与控制棒运动不同步的现象。为掌握控制棒驱动机构的转向性能参数,在静水条件下进行了控制棒驱动机构转向性能测试试验。试验表明:驱动线圈与控制棒运动不同步是磁悬浮式控制棒驱动机构的固有特性;棒位、棒速和驱动线圈通电电流大小等因素对静水条件下转向性能影响不大,且四组驱动机构静水条件下转向性能具有一致性。     

CARR控制棒驱动机构验证试验

CARR控制棒是由磁力驱动，驱动机构由清华大学核能与新能源研究设计院设计和原理性试验，由沈阳黎明厂制造。厂家制造的5套正式产品，在入堆前，任选1套进行预调试试验，试验中除跟随体组件采用贫铀模拟件外，驱动线上其它部件、棒控系统均系入堆用的正式产品。试验验证控制棒系统是否满足CARR安全运行的要求。     

中国先进研究堆控制棒驱动线截断阀的设计与性能试验

中国先进研究堆(CARR)控制棒驱动线截断阀用于控制棒驱动机构检修时截断与主回路相通的通道,防止主回路冷却水的大量流失,是保证CARR堆检修安全和降低检修成本的重要设备之一.本文设计了气动式截断阀,实现了CARR堆检修控制棒驱动机构不需要放空冷却水以及辅助换料的功能,并按相关规范要求对其性能进行了实验验证.结果表明,该截断阀的各项性能均满足设计要求.     

基于自然对流的控制棒驱动机构温场研究

在新一代反应堆控制棒驱动机构耐温等级提升后,为分析取消控制棒驱动机构强制通风系统是否可行,建立了基于单台控制棒驱动机构流场的计算模型,合理确定了求解方法和边界条件,并通过与试验结果进行拟合,进行了控制棒驱动机构群全尺寸模型的温场和速度场计算,得到基于自然对流的控制棒驱动机构温场效应。研究结果表明,通过自然对流可以将控制棒驱动机构运行产生的热量完全带出堆坑,不存在堆坑窝热情况,并且随着控制棒驱动机构群总输出功率的增加,堆顶区域的自然循环强度也增加,可以达到冷却控制棒驱动机构的效果。因此,耐温等级提升后的控制棒驱动机构可以取消强制通风。     

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。      

高温气冷堆控制棒驱动机构冷态落棒试验研究

高温气冷堆控制棒驱动机构是执行反应堆功率调节、紧急停堆的重要核安全设备,具有固有安全特性,当断电后,控制棒能够靠重力快速下落实现停堆。为验证控制棒驱动机构的可靠性,必须对其进行设计分析和试验验证。本文建立了全尺寸的冷态试验台架,并采用1:1的控制棒驱动机构样机,对高温气冷堆控制棒驱动机构的落棒功能进行了验证和分析。进行多次全行程及不同高度的落棒实验,验证落棒过程的稳定性,测定控制棒在冷态条件下的落棒时间、落棒速度,试验结果满足规定的限值。对落棒过程进行分析,建立落棒运动方程式,进而得到控制棒运行速度的解析解。理论及试验的结果符合较好,均表明本文研究的控制棒驱动机构落棒可靠具有固有安全特性,为商用高温气冷堆中的实践应用提供了理论依据。     

模块式小型堆控制棒驱动机构风冷性能热态试验

采用1:1轴向比例模拟实堆运行环境,开展模块式小型堆(ACP100)控制棒驱动机构(CRDM)的风冷性能热态试验。测定了正常运行时不同冷却风速下各线圈平衡温度、线圈断风后温度变化及电气性能,获得了驱动机构的最小风速、允许断风时间、极限断风性能等关键参数,为ACP100的驱动机构通风冷却系统设计和实堆运行提供重要的参考。     

HTR-PM控制棒驱动机构维修技术研究

针对HTR-PM控制棒驱动机构的结构和环境特征,明确了控制棒驱动机构维修的难点,并结合现有高温气冷堆维修技术,设计了一种HTR-PM控制棒驱动机构维修设备和维修工艺.利用手套箱原理,用刚性的气氛隔离方法安全有效地将控制棒驱动机构转移至一回路以外进行维修.经初步试验验证,该维修设备及工艺能有效避免一回路氦气泄漏和放射性石...     

西安脉冲堆稳态控制棒驱动机构

西安脉冲堆稳态控制棒驱动机构是实现反应堆启动、功率调节和停堆的关键设备。该机构采用滚珠丝杠副的传动方式，通过电磁铁的吸合，可以带动稳态控制棒上下运行，当释放电磁铁时，可以实现快速落棒。本文介绍了稳态控制棒驱动机构的结构特点、设计参数和试验情况。该机构已成功应用于西安脉冲堆。     

中国先进研究堆功率调节系统的仿真研究及优化设计

基于核电厂SimPort仿真平台构建了中国先进研究堆(CARR)功率调节系统仿真模型,利用该模型对CARR功率调节系统进行了瞬态仿真研究;针对CARR功率调节系统驱动机构的特点,研究了控制棒位移精度以及电磁线圈和衔铁位移延迟对系统稳定性的影响.综合考虑CARR系统的工艺要求和功率控制系统的功能及特点,得到了数字控制器的整定参数和控制棒驱动机构的稳定限值:数字控制器的采样周期T=100ms,比例增益KP=300;控制棒位移精度的稳定限值为0.4mm,电磁线圈和衔铁的稳定限值为6.0mm.     

水力驱动控制棒步进动态过程的研究

通过实验获得了水力驱动控制棒步进的动态过程.揭示了水力驱动控制棒的作用机理,详细分析了其动态特性与控制棒、组合阀性能参数及组合阀操作之间关系.结果表明:控制棒的步进是组合阀输出的流量脉冲、压力波,和步进缸运动产生的大阻尼压力振荡的共同作用过程;步进缸的性能参数限定了其静止平衡状态的流量范围,和其步进过程吸收流量脉冲和压力波的能力,而组合阀的性能参数决定了步进缸静止平衡、延时平衡、流量脉冲和压力波的量值,两者的合理匹配确定了控制棒的步进状态.     

水压驱动控制棒减速性能研究

控制棒水压驱动线是一种新型的内置式控制棒驱动技术,控制棒水力减速装置是水压驱动线的关键部件之一,通过水力减速片和减速筒体的配合对控制棒进行减速,降低快速落棒末端的冲击速度,避免控制棒的变形和损坏。完成了水压驱动线快速落棒减速实验,对减速过程机理进行了分析,在此基础上建立了水压驱动线快速落棒减速理论模型,理论模型的求解结果与实验结果符合很好,从而验证了理论模型的正确性。通过该模型对热态工况下水压驱动线的快速落棒性能进行了分析,为控制棒水压驱动线减速环节的设计和优化奠定了基础。     

伺服活塞式控制棒水力驱动机构的三维流场数值计算

伺服活塞式控制棒水力驱动机构是一种可连续移动且适用于一体化反应堆的新型内置式驱动机构。应用计算流体力学程序FLUENT对驱动机构内部三维流场进行数值计算和分析。结果显示,驱动机构内部流场唯一压力突变区域在可变节流口处,通过改变可变节流口间隙便可改变控制棒运动状态。当可变节流口间隙在0.5 mm范围内变化时,活塞两侧压差就会改变,进而驱动机构运动状态也会改变。当工作压力为0.1 MPa时,驱动机构提升能力便可满足设计载荷要求,且流量较小。     

新型控制棒可动线圈电磁驱动线落棒试验

为检验新型控制棒可动线圈电磁驱动线的综合性能,进行了该控制棒驱动线的落棒试验.测量了密封筒内的衔铁及筒外的可动电磁线圈之间的跟随特性、断交流和断直流状态下的快速落棒时间,并对控制棒导向管和控制棒组件之间摩擦方式变化时落棒时间的变化、球阀对控制棒驱动线落棒时间的影响等进行了研究,得到了该控制棒驱动线在不同状态下的落棒时间以及影响快速落棒时间的综合因素等试验数据.试验研究结果可为该驱动线的调试及安全运行提供借鉴.     

可动线圈控制棒电磁驱动线验证试验

可动线圈控制棒电磁驱动线是新研制的一种反应堆用驱动线,靠电磁力驱动控制棒实现反应堆的开堆、停堆和功率调节。为突破其研制过程中的关键技术,进行了一系列的验证试验。通过原理性能试验,验证了设备研制的理论基础,实现了可行性的突破;通过行程试验和寿命考验,验证了设备的稳定性、可靠性,并得到了设备的运行特性参数;通过抗震试验,验证了设备在极端条件下的安全功能。性能试验得到的试验数据,可为该驱动线的安装、调试、安全运行提供依据。     

伺服管主导型控制棒水力驱动机构静态特性理论分析

本文对伺服管主导型控制棒水力驱动机构的静态保持特性进行理论计算和分析,得到了水力驱动缸的静态保持流量及其随温度的变化规律。结果表明：在可变节流口间隙的稳态工作范围内,系统所需的静态保持流量很小;随温度的升高,流体密度降低,静态保持流量相应增大。倾斜工况下的系统静态保持流量范围较正常工况下的大,控制棒的保持特性更加稳定,抗扰动能力更强,满足舰船核动力装置规范的规定。     

200MW核供热堆控制棒水力驱动系统安全特性

２００ＭＷ核供热堆采用控制棒水力驱动系统作为控制棒驱动机构。该系统是以非能动系统为基础设计的，并实现了传动、导向一体化。通过时系统自身固有安全特性及设计安全特性、失压事故下控制棒不发生弹棒的机理以及系统引水管破断冷印剂总丧失量不会导致堆芯裸露的计算结果的分析，表明该系统具有良好的安全特性，在任何失效事故下都能保证反应堆的安全停堆，为具有固有安全特点的２００ＭＷ核供热堆提供了重要的技术支持。     

控制棒驱动机构轴向传热特性试验和理论分析

核反应堆控制棒驱动机构（CRDM）是反应堆关键的安全设备,担负着反应堆的启动、功率调节和安全停堆等重要功能。为保证CRDM在运行工况下的温度,本文对某一型号CRDM轴向传热特性进行试验和理论分析。通过试验,测量磁轭线圈位置处驱动杆内壁温并建立试验系统加热功率与冷却风速的关系,获得了保证磁轭线圈正常工作的最小风速以及最小散热量。通过理论分析,建立了CRDM行程壳体内部热虹吸现象的传热模型,模型计算结果与试验结果吻合良好。