双螺旋结构电容式棒位测量传感器偏心性能研究

控制棒棒位测量传感器是低温核供热堆控制棒步进和落棒测量的关键设备,其精度和可靠性直接关系到反应堆的安全性。对于双螺旋结构电容式棒位测量传感器,完成了传感器静态特性实验,利用有限元分析方法建立了传感器的计算模型,模型计算结果与实验结果符合良好。在此基础上,采用有限元模型结合正交试验方法分析了极板张角、极板螺距、陶瓷管壁厚度等设计参数对传感器偏心性能的影响,获得了传感器设计参数的优化组合。研究结果表明,减小极板张角、增大极板螺距、增大陶瓷管壁厚度、减小陶瓷管相对介电常数有助于减小传感器偏心误差,由正交试验方法获得的参数组合能实现棒位测量不失步的要求。研究成果为双螺旋结构电容式棒位测量传感器的设计和优化奠定了基础。     

合肥光源电容式静力水准传感器的标定

本文阐述了电容式静力水准传感器的工作原理,对其在标定过程中选用的金属材料的目标电极,而非正常工作下的蒸馏水,运用Ansoft Maxwell有限元分析软件进行了仿真计算,比较了不同情况下传感器获得的电容值的差异,并分析了差异性存在的原因。基于自主研制的电容式静力水准传感器样机进行了实验验证。结果表明：电容式静力水准传感器在标定和工作时应选择相同属性（电阻率,介电常数）材料的目标电极,否则标定后的传感器存在误差,且电阻率对该误差影响较大。     

控制棒棒位测量系统中两极板电容传感器设计

控制棒棒位测量对于反应堆运行与安全至关重要。针对NHR-200反应堆控制棒棒位测量系统,引入基于电容传感器的控制棒棒位测量方法。设计出一种两极板电容传感器,通过分析极板面积、干扰电容以及屏蔽方式的影响,进行仿真计算与优化。分析结果表明,计算结果与试验结果吻合较好,该传感器能进行控制棒棒位的准确测量,有较好的适应能力和应用前景。     

条形电极束流能散探测器

介绍了北京正负电子对撞机改造工程(BEPCⅡ)新安装的条形电极束流能散度探测器(BESM);对BESM无损束流能散度测量进行了理论分析以及对BESM进行了位置标定和灵敏度计算,并给出了该BESM位置灵敏度计算的误差分析.     

兆瓦级强流离子源地电极的位置度检验方法

在研制用于高能中性束注入器的兆瓦级强流离子源时,关键的一环是对用于产生兆瓦级离子束的加速电极的位置度进行测量和分析。以EAST-NBI强流离子源地电极模块为测量对象,通过应用三象限点采样法获得电极管实际轴线上的测点坐标以及采用MATLAB最优函数对测点坐标进行分析的方法,得到了符合最小区域的位置度误差以及电极管的分布规律。该方法计算过程简单、稳定,可实现自动化测量,为电极模块加工工艺的改进与定型提供依据。     

基于CFD方法的行波堆19燃料棒束流固耦合传热特性研究

采用流固耦合传热方法对行波堆19燃料棒束流动及传热特性进行了研究。研究结果表明:出口区域燃料棒呈现出非对称和偏心温度分布特性;下游区域流体截面温度分布差别较大;包壳表面热流密度分布差别明显,螺旋绕肋结构具有局部强化换热的能力;出口区域发现了局部倒传热现象。该组件结构有待将来进一步借助流固耦合传热分析方法进行优化改进。     

蒸汽湿度电容传感器内部电场与流场耦合特性数值研究

基于电介质极化和蒸汽流动的基本理论,利用FLUENT软件的二次开发功能,对蒸汽湿度电容传感器内部蒸汽流场和电场进行了理论分析和耦合特性的数值模拟。湍流模型采用标准k-ε模型,近壁区采用壁面函数法,电场和流场方程均使用SIMPLE算法。研究结果表明：当蒸汽为单相饱和蒸汽时,电容传感器内部电势由正极板向负极板逐渐减小,且变化较均匀,电荷主要分布在极板附近,内部区域无极化电荷;电场对流场的影响主要体现在极板附近蒸汽的径向流速上,最外层极板附近电场对流场的影响最大;流场对电场的影响主要体现在电极板的边缘效应上,有流场时极板附近的电场强度较无流场时低;数值模拟结果与实验结果的相符程度较好。     

速度选择器电极结构的优化

速度选择器是束流传输的重要元件,电场的均匀性对速度选择器的性能有重要影响。本文利用有限元计算程序,对速度选择器的电极结构进行了优化。计算结果表明,通过对电极边缘区的优化,在不增大电极尺寸的情况下,可使优化后的均匀场区与具有均压结构的均匀场区范围接近。在速度选择器的设计中,利用优化的电极结构取代均压结构,可大幅简化速度选择器结构。     

某核电厂控制棒测量棒位跳变问题分析与处理

控制棒提供堆芯反应性控制与停堆裕量,其真实物理棒位由棒位测量系统监测。某核电厂棒控与棒位测量系统设备换型后,在系统调试阶段出现了真实棒位不变测量棒位频繁跳变的问题。本文通过棒位测量原理及后处理电路特性研究,结合已有数据分析,确定了棒位频繁跳变根本原因是探测器初级线圈供电不同频同相,并给出了棒位探测器参数设定方法。通过现场采集数据,开发棒位探测器校准数据处理软件解决了该核电厂棒位跳变问题,同时针对测量棒位跳变问题的根本原因提出了硬件层面的优化建议。      

全新的三维地电勘探方法——地面钻孔电位测深及其在铀矿床地浸矿段的应用前景

本文推荐的地面钻孔电位测深法以研究电场的立体图为基础。该方法为地质空间的立体研究和与地球物理场源不同距离下的场的同步研究提供了一种新的途径。 该方法是使钻孔周围空间的面平行电场激活,并测量钻孔周围地表该段的电位。段壁等于钻孔深度。在沿钻孔连续提升供电电极的同时,对该段区域测网结点上按需要精度设置的测量电极反映出来的电场电位实行同步记     

Control rod position measurement by two-electrode capacitance sensor in nuclear heating reactor

ABSTRACT

This study employed a new method for measuring the ungrounded/grounded control rod position. In this connection, a sensor system based on the two-electrode capacitance is applied to measure the rod position in NHR. The application of the capacitance sensor is extensively developed with measuring insulating objects. However, the capacitance sensors measuring for ungrounded/grounded control rod position are seldom studied earlier. In addition, the proposed model was set up with ungrounded/grounded control rod for the two-electrode sensor. According to the different electric properties of ungrounded and grounded control rod, this apparatus determines the control rod position using an interface electronics method and two-electrode capacitance sensor. The subsequent experiment and calibration analyses on the data indicate the high reliability and accuracy of the apparatus for monitoring rod position. It is demonstrated that such a system can be applied to automatic real-time monitoring of control rod positon in nuclear heating reactor.     

AP1000控制棒棒位的数字化测量技术分析

结合AP1000的数字化棒位指示系统,通过分析AP1000控制棒的组成、控制棒驱动机构和棒位测量探测器布置,并从数字化测量角度指出了非接触式传感器测量、探测线圈的冗余设计和数字化数据传输等可靠性技术的应用,确保了AP1000反应堆棒位测量精度和棒位控制系统的安全可靠。     

用于粒子加速器位置监测的线位置探测器静态特性的标定

本文介绍了一种线位置探测器(WPS)静态特性标定的方法。建立了一套由激光位移传感器、水平与垂直调节平台组成的静态特性标定系统。在垂直和水平两个方向对WPS的测量静态特性进行了研究。在WPS的测量范围内,以步长0.1 mm进行位移量输入,满量程观察了WPS的输出位移量。对输入输出数据进行了拟合,得到WPS灵敏度以及均方根误差。输入步长分别设为5、2和1 μm,考查输出量变化可得到仪器的分辨率。实验结果表明：垂直方向灵敏度K_V不低于-1.005 02,均方根误差为0.002 4 mm,分辨率达2 μm。水平方向灵敏度K_H不低于-1.001 55,均方根误差为0.002 1 mm,分辨率同样达2 μm。该WPS灵敏度、均方根误差和分辨率均达到了监测所需的精度。     

基于有限元法的高速旋转设备装架模态分析

同位素生产中专用高速旋转设备通常以多台机器组成一个装架进行生产,为提高专用高速旋转设备机械性能可靠性,对装架模态进行研究,建立高速旋转设备装架模型。采用有限元法对装架进行模态分析,考虑机器与支架间接触关系及装配预紧力、支架与支承间垫片对装架刚度的影响,将分析结果与装架模态实验结果进行对比,验证有限元模型的准确性。在装架模态实验中,采用单点激振多点拾振的方法,提出一种新的传感器布置方式,优化了装架模态实验方法。通过对装架支承肋板设计参数和支架与支承间垫片厚度对装架模态频率的影响规律研究,提出了合理的支承设计参数及装配参数。     

PSD位置测量系统在波荡器磁场测量中的应用

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种基于横向光电效应(x和y方向)的光电位置敏感器件,可直接探测到入射光斑的能量中心位置,在波荡器磁测中可用于获得霍尔探头测量过程中的横向位置变化。为了在狭小或封闭空间内实现对波荡器(尤其是真空内波荡器)磁场进行高精度的测量,我们设计并搭建了测试系统,对导轨直线度(x和y方向)进行了测量。实验结果表明,该位置测量系统具有5μm的测量精度,可以满足霍尔探头在波荡器磁测过程中的位置精度要求。     

Assessment of an Ultrasonic Sensor and a Capacitance Probe for Measurement of Two-phase Mixture Level

We perform a comparison of two-phase mixture levels measured by an ultrasonic sensor and a two-wire type capacitance probe with visual data under the same experimental conditions. A series of experiments are performed with various combinations of airflow and initial water level using a test vessel with a height of 2 m and an inner diameter of 0.3 m under atmospheric pressure and room temperature. The ultrasonic sensor measures the two-phase mixture level with a maximum error of 1.77% with respect to the visual data. The capacitance probe severely under-predicts the level data in the high void fraction region. The cause of the error is identified as the change of the dielectric constant as the void fraction changes when the probe is applied to the measurement of the two-phase mixture levels. A correction method for the capacitance probe is proposed by correcting the change of the dielectric constant of the two-phase mixture. The correction method for the capacitance probe produces a r.m.s. error of 5.4%.     

西安质子应用装置BPM设计及测试结果

西安质子应用装置(XiPAF)中能传输段设有6个束流位置探测器(BPM)用于测量束流位置及相位,要求位置和相位测量分辨率分别好于0.1 mm和1°,绝对位置测量准确度好于±0.5 mm。本文从理论上分析了纽扣型BPM位置测量分辨率与电极长度及电极张角的关系,并结合CST模拟得到最优值,设计分辨率达24.5 μm。离线测试结果表明,BPM样机的电极电容、灵敏度及电极间耦合度均与设计值相符。利用旋转法测量得到BPM样机水平和竖直方向电中心与机械中心的偏差分别为（0.04±0.05） mm和（-1.53±0.05） mm。样机安装在清华大学微型脉冲强子源（CPHS）高能传输段进行测试,测试结果表明,XiPAF BPM位置测量分辨率好于60 μm,相位测量分辨率好于0.74°,绝对位置测量准确度为±0.35 mm。该设计满足西安质子应用装置的要求。