水力驱动控制棒极限落棒冷态原理实验

针对控制棒水力驱动系统在摩擦力卡棒和倒置等极限工况下的堆问题，根据控制棒水力驱动系统的工作原理，提出了步进缸内腔卸压的解决方法，并在200MW低温核供热堆控制棒水力驱动系统的1：1实验台架上进行了冷态实验。结果表明：控制棒的落棒速度明显提高，棒外与棒内差压在卸压一定时间后能够达到较高的数值。说明水力驱动控制棒在冷态摩擦力卡棒和倒置等极限条件下,能够克服一定量的摩擦阻力或能够克服重力插入堆芯。     

高温气冷堆控制棒涡流限速器研究综述

高温气冷堆控制棒传动机构整体设置于一回路氦气环境,安装空间狭小,事故落棒时,缺乏有效的行程阻尼,因此,在球床模块式高温堆控制棒传动机构的设计中常采用结构紧凑的涡流限速器来吸收事故落棒的动能,减轻事故落棒对控制棒驱动线的冲击.本文简要介绍近年来涡流限速器在高温气冷堆中的实际应用情况,重点探讨了涡流限速器设计中的数值计算方法和实验方法.     

AP1000控制棒驱动线落棒试验研究

采用1组全尺寸AP1000控制棒驱动线进行落棒试验,研究不同纵向流和横向流以及错位和变形对落棒时间的影响,并用高速摄像图像处理技术获得落棒行程速度曲线。试验结果表明,纵向流量是影响驱动线落棒时间的主要因素;在本试验范围内横向流以及部件的错位变形对AP1000控制棒驱动线落棒时间的影响都较为有限。     

高温气冷堆备用停堆系统电磁铁驱动机构初步研究

介绍了高温气冷堆备用停堆系统及其可选的驱动机构,分析了电磁铁驱动机构的工作原理和设计要求,并通过经验公式方法和专业软件来计算电磁铁线圈参数,利用模型实验检验两种计算方法的可靠性.通过软件数值计算方法得出了满足电磁铁吸力要求的线圈安匝数,并获得了启动过程的吸力特性曲线.     

CARR控制棒驱动机构堆外调试试验

中国先进研究堆（CARR）控制棒由磁力驱动。为进行CARR控制棒堆外调试试验,建造了模拟CARR热工水力条件的试验回路。试验中发现驱动机构存在一些问题,提出改进建议,得到CARR工程部和设计者认可。对驱动机构进行了一些改进,试验测量了线圈温度、落棒时间、极限流量和极限载荷等重要参数,试验证明经改进的控制棒驱动机构达到了设计要求。     

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。进行了多次全行程及不同高度的落棒实验,验证了落棒过程的稳定性,测定了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。对落棒过程进行了分析,建立了落棒运动方程式,进而得到了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。     

10MW高温气冷堆控制棒反应性当量计算

介绍了１０ＭＷ高温气冷堆位于反射层中的控制棒反应性当量的计算方法。用ＧＡＭ和ＴＨＥＲＭＯＳ程序分别产生堆芯、反射层、硼碳砖及控制组成的超热群和热群截面。用二离散纵标法程序ＳＮ在坐标系下作控制棒详细结构模型计算，同时考虑空间和能谱疚发通量权重归并控制棒区（包括控制棒、空隙及石墨反射层的整个圆环）的均匀化截面。用有奶差分程序ＣＩＴＡＴＩＯＮ在（ｒ，ｚ）坐标系下计算了全堆控制棒全插和全提情况下的Ｋｅｆｆ     

水力驱动控制棒极限落棒热态原理实验

针对控制棒水力驱动系统在摩擦力卡棒和倒置等极限工况下的停堆问题 ,根据控制棒水力驱动系统的工作原理 ,提出了步进缸内腔卸压的解决方法 ,并在 2 0 0MW低温核供热堆控制棒水力驱动系统的 1∶1实验台架上进行了这种方法的热态实验。结果表明 :控制棒的落棒速度明显提高 ,棒外与棒内差压在卸压一定时间后能够达到较高的数值。说明水力驱动控制棒在热态摩擦力卡棒和倒置等极限条件下 ,能够克服一定量的摩擦阻力或能够克服重力插入堆芯。为控制棒水力驱动系统在摩擦力卡棒和倒置等极限工况下的停堆提供了一种可选择的方案     

高温气冷堆控制棒硼燃耗特性分析

控制棒价值及其燃耗规律是核反应堆物理设计关注的要点之一。球床式高温气冷堆控制棒位于侧反射层石墨孔道中,吸收体为圆环形的B₄C,其燃耗特性具有特殊性。采用MCNP耦合燃耗计算模块的方法,对控制棒吸收体进行精细划分,分析了各子区域硼的详细燃耗特性及控制棒价值的变化规律。计算结果表明,由于强烈的空间自屏效应,虽然吸收体外层硼燃耗很多,但吸收体内层硼燃耗很少,因此,反应堆运行寿期末控制棒价值减少很小。     

落棒时间自动测量方法研究与实现

通过对控制棒组件落棒过程、驱动机构勾爪动作和棒位探测器初级线圈响应的分析,提出自动进行落棒波形判断、分析和计算落棒时间的方法,并采用虚拟仪器技术予以实现。采用真实的落棒波形进行验证,表明该设计能够准确捕获落棒波形并自动进行落棒时间的计算。目前相关研究成果已经应用在海南昌江核电厂和福建福清核电厂3、4号机组上。     

竖向地震激励对控制棒驱动线落棒影响研究

为了保证反应堆的安全,反应堆设计中对控制棒驱动线(CRDL)在地震载荷作用下的落棒时间提出了限值。在前期的CRDL抗震试验研究以及落棒分析软件中,均只考虑了横向地震对落棒的影响。本次开展了CRDL在竖向地震载荷下的落棒分析研究和地震试验研究。研究结果表明:竖向地震载荷加大了控制棒落棒过程的复杂性,对控制棒落棒时间尤其是全程落棒时间造成比较明显的影响。     

发生落棒事故时的PCI研究

当反应堆发生落棒事故时,燃料芯块与包壳的相互作用瞬间增强,易造成燃料棒破损,从而影响核电站的正常运行.本文介绍了反应堆Ⅱ类瞬态下燃料棒芯块与包壳相互作用的机理和定量分析方法,并针对大亚湾核电站18个月换料的燃料管理方案进行了发生落棒事故时的PCI热力学评价.初步的研究结果表明:如果在自然循环长度和延伸燃耗运行期内发生落棒事故,对于基负荷运行和基负荷一次调频运行,均有PCI的应力裕量,不会造成燃料棒破损.     

高温气冷堆控制棒缓冲器的分析与试验验证

高温气冷堆控制棒缓冲器是缓解极端事故工况下驱动线断裂产生控制棒跌落冲击的塑性变形吸能设备。利用经典圆柱壳轴压吸能模型设计出一种满足实际工况的薄壁壳结构,采用J-C本构模型,利用ABAQUS/explicit对该薄壁壳结构及控制棒建立有限元模型来模拟碰撞过程。基于分析结果,设计并进行了控制棒跌落试验。试验结果表明,全尺寸缓冲器受等重试验棒冲击后发生稳定渐进屈曲,有效缓冲了控制棒跌落冲击,其底部石墨结构未发生破坏,同时分析结果表明试验模型能包络代表实际反应堆中的跌落情况。     

控制棒驱动机构状态监测与故障诊断技术研究

介绍了一种对反应堆控制棒驱动机构(CRDM)进行性能分析与故障诊断的有效工具.它根据CRDM机械部件运行信号特性,采用加速度传感器记录对CRDM运行声信号,然后通过二次仪表对声信号进行处理并提炼出对CRDM运行状态与故障诊断有用的信号,最终实现CRDM动作点的振动特征信号、落棒时间信号的自动检测及处理.     

落棒试验对控制棒状态的监测与预警

介绍了大亚湾和岭澳核电站控制棒落棒试验数据处理方法及其改进.近几次大修落棒数据的验证表明,改进后自动化程序的精确性和通用性均能够满足落棒试验的基本要求,程序扩充了落棒试验检查的项目,为控制棒状态的监测和预警提供了一种新的方法和手段.     

控制棒落棒动力学数值计算

控制棒在安全停堆时的下落时间和下落规律是核电厂安全分析的重要参数。本文针对一种超临界水冷堆控制棒组件,采用计算流体动力学(CFD)瞬态动网格数值分析方法研究某控制棒的下落过程,分析其流场演化规律,并得到了控制棒下落过程中位移随时间、速度随时间及加速度随时间的变化规律。同时,研究了控制棒、通道发生变形时对控制棒下落规律的影响。本文的计算方法及结果对控制棒结构优化具有指导意义。