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。     

高灵敏度内置电容式控制棒棒位传感器静态特性研究

内置电容式控制棒棒位传感器可应用于控制棒水力驱动系统。针对四螺旋电极电容式控制棒棒位传感器,本文对双电容值方法测量控制棒棒位的静态特性进行了研究。通过开展传感器的原理性实验,建立了传感器的计算模型,并进行了数值模拟结果的实验验证。假定被测杆整体偏心,利用数值模拟方法建立了两组电容值与控制棒棒位的函数关系式,并对该函数关系式进行了误差分析,分析了该关系式对被测杆不同偏转方向和倾斜状态的适用性。研究结果表明,利用双电容值的棒位测量方法,对控制棒棒位的最大测量误差小于±6 mm,传感器灵敏度在0.05 pF/mm量级,能够满足控制棒棒位的实际测量需求。     

接地测量型电容式棒位传感器的灵敏度分析模型研究

控制棒棒位传感器是控制棒水压驱动系统的六大核心部件之一,其为核反应堆提供了唯一真实的棒位指示。接地测量型电容式棒位传感器具有测量精度高和抗干扰能力强的特点,可实现对控制棒棒位的一步一测。为澄清该型棒位传感器的电容敏感机理,本文基于保角变换法,建立了传感器的灵敏度分析模型,利用数值模拟方法和传感器的静态标定实验结果进行了模型修正和模型评价。结果表明,该灵敏度分析模型能够准确分析接地测量型电容式棒位传感器的静态测量特性,理论解和实验结果的相对误差为3.4%,该模型可用于传感器的结构分析和优化设计。     

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。     

基于电涡流传感器的控制棒棒位测量系统

基于电涡流传感器的控制棒棒位测量系统，属于反应堆测控技术领域。为解决现有系统测量精度低、响应速度慢、不易维护的问题，本发明公开了一种新型棒位测量系统。该系统包括控制棒组件、链轮-链条装置、电涡流传感器、精密丝杠-螺母组件以及被测体。所述精密丝杠-螺母组件包括精密丝杠、螺母及支架。精密丝杠与链轮相连，     

基于分段线圈的多线圈电感式棒位探测器棒位解算方法研究

棒位探测器是核反应堆中棒位检测的主要设备,其检测精度直接影响核反应堆的安全正常运行,因此针对核反应堆用多线圈电感式棒位探测器提出了一种高精度棒位解算方法,分析了多线圈电感式棒位探测器的结构与测量原理,并基于有限元方法对多线圈电感式棒位探测器的动态特性进行了分析,结果表明每段检测线圈的感应电压存在一段特定区域,该区域的电压峰值呈线性变化。基于该特性提出了多线圈电感式棒位探测器的分段线圈的棒位解算方法,通过实时采集控制棒运动在不同位置时每段检测线圈当前周期内峰值,再根据棒位解算区域中感应电压峰值与棒位的关系进行棒位解算。最后,通过ANSYS和MATLAB/ Simulink软件搭建模型对理论分析和棒位解算方法进行验证,仿真结果表明所提棒位解算方法能够使棒位探测器测量误差检测精度<0.2 mm,满足对控制棒进行高精度棒位检测的需求。     

棒位探测器抗震试验研究

为了验证棒位探测器在三代核电要求地震条件下的结构及功能完整性,采用多频波法在1组控制棒驱动线足尺样机的2个方向(水平向和竖直向)同时进行激振,把控制棒驱动线与反应堆4个激励点的地震位移信号作为控制信号,通过该控制信号在多点激励装置上对棒位探测器样机进行抗震试验,幵测量低水平地震(LLSE)和安全停堆地震(SSE)下,棒位探测器的加速度响应值和应变值。试验结果表明,该棒位探测器在地震载荷作用下能够保持其结构完整性和功能完好性。     

静态存储器同一字节多位翻转实验研究

对两种大容量静态存储器（SRAM）HM628128、HM628512进行了同一字节多位翻转（SMU）实验研究。HI-13串列加速器提供的F、Cl及Br离子轰击样品时,采用网络控制的6116-628512全系列SRAM单粒子效应测试系统进行动态检测,得到了两种器件的单粒子翻转（SEU）以及SMU的σLET曲线,分析了LET值以及测试图形对截面的影响。研究结果为航天器抗辐射加固设计以及轨道翻转率预示提供重要依据。     

基于前馈控制的棒位探测器励磁电源研究与设计

提出一种基于前馈控制的棒位探测器励磁电源设计方案,该方案采用高频开关整流逆变电路设计,在传统比例积分(PI)控制的基础之上加入了前馈控制,用以抑制可测不可控的干扰因素对控制对象的影响,并通过理论分析与仿真试验,验证了本文提出的设计方案在保证控制响应时间的同时降低了输出纹波,提高了电流幅值精度。     

65nm三阱CMOS静态随机存储器多位翻转实验研究

利用4种不同线性能量转换值的重离子对一款65nm三阱CMOS静态随机存储器(SRAM)进行重离子垂直辐照实验,将多位翻转图形、位置和事件数与器件结构布局结合对器件单粒子翻转截面、单粒子事件截面及多位翻转机理进行深入分析。结果表明,单粒子事件截面大于单个存储单元内敏感结点面积,单粒子翻转截面远大于单个存储单元面积。多位翻转事件数和规模的显著增长导致单粒子翻转截面远大于单粒子事件截面,多位翻转成为SRAM单粒子翻转的主要来源。结合器件垂直阱隔离布局及横向寄生双极晶体管位置,分析得到多位翻转主要由PMOS和NMOS晶体管的双极效应引起,且NMOS晶体管的双极效应是器件发生多位翻转的主要原因。     

基于SOPC的反应堆棒位信息监测技术研究

运用可编程片上系统(SOPC)技术,以现场可编程门阵列(FPGA)为数字平台,研究一种反应堆棒位信息监测技术.该监测技术将Nios Ⅱ处理器、视频图形阵列(VGA)显示控制器、控制器局域网络(CAN)总线控制器等集成在一片FPGA芯片中,构建完成一个具有丰富功能的SOPC硬件平台.采用该硬件平台,可将棒位系统的运行状态信息实时、直观地进行数字化显示,同时以日志的形式存储在外部存储设备中,能够全方位地监测棒位系统的运行状态,使操纵人员能更方便、快捷地掌握整个棒位系统的运行情况.研制完成的原理样机验证了该技术的可行性.     

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%.     

用于粒子加速器位置监测的静力水准系统与线位置探测器的比对研究

本文搭建了一套由温湿度传感器、激光位移传感器、高精度位移平台组成的实验系统。采用控制变量法,分别以环境因素及位移为变量,对固定在同一位移平台的静力水准系统(HLS)与线位置探测器(WPS)进行两组实验。实验结果表明：温度是影响HLS测量精度的主要因素,通过温度补偿,可得到较为精确的结果;湿度变化改变张紧线的下垂量,从而影响WPS的测量精度。在环境稳定的情况下,WPS与HLS对同一点的测量结果差值的均方根误差最大为0.003 37 mm,在误差允许范围内,因此两者可组合使用。     

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。     

Research on Segment Design of Control Rod in Sodium-cooled Fast Reactor

In sodium-cooled fast reactors, control rods are commonly used to compensate for the excess reactivity and shut down the reactor. The traditional sodium-cooled fast reactor design consists of the safety rod, shim rod and regulating rod. The 10B enrichment of the shim rods is relatively higher, which unavoidably increases the burnup, the heat generation and the power peak factor of the fuel assemblies around the shim rods. To solve this issue, the segment design of control rods was proposed. Compared with traditional design, the new design can significantly reduce the heat generation by about 30 percent and burnup of control rods by about 50 percent, as well as improve the power peak factor of the fuel assemblies around the shim rods. The replacement cycle of the control rods can be extended by time.     

数字电感控制棒位置指示系统的翻码区分析

数字电感控制棒位置指示系统的翻码区大小直接关系到探测器在反应堆上的可用性。论文对影响棒位指示系统翻码区的各方面因素包括探测器测量线圈的宽度误差、位置误差、绕组加工误差、探测器输出模拟信号的幅度变化、多测量线圈的不一致性、编码棒的加工误差、环境磁场的干扰以及信号变送器的不一致性等进行了分析;并进而推出了棒位指示系统的翻码区。该工作为新型数字电感棒位探测器的设计及其研究提供了理论基础。     

Space-time Resolved Spectroscopic System Based on a Rotating Hexahedral Mirror for Measurement of Visible and Ultraviolet Spectral Line Emissions

By using a rotating hexahedral mirror placed in front of the objective lens and two sets of visible and ultraviolet monochromators coupled with a branchy quartz fiber bundle, a space-time resolved spectroscopic system has been developed on the HT-7 superconducting tokamak. A center monitoring system has been used including a Helium-Neon laser and a photodiode detector to indicate the absolute position of the measurement in order to reduce the error caused by the uncertain emissive position of the plasma. By using the asymmetric Abel inversion, the space-time resolved local emission coefficients of the spectroscopic line emissions have been obtained. Presented in this article are simultaneous measurements of two spectral line emissions such as CV-227.1 nm and OV-278.1 nm during a single plasma discharge on the HT-7. Experimental results indicate that the time resolution is better than 3 ms, the space resolution is better than 1.5cm, the ratio of signal to background is better than 10：1, and the relative error of chord-integrated emission profile is less than 10%. Compared to traditional multichannel detecting systems, this system has considerably improved measurement efficiency, reduced uncertainty, and is therefore suitable for transport studies of global particles and impurities.