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。     

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。     

CARR安全棒预调试试验

为CARR安全棒堆外验证试验建造了试验台架，采用CARR堆内使用的2台安全棒驱动机构、安全棒导管、铪吸收体和电控柜等正式产品，安装考虑了堆内倾斜2°的情况。试验模拟了堆内实际使用条件。     

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。     

上置式水力驱动控制棒

为提高200MW低温核供热堆经济性，对控制棒结构进行优化设计。在新的控制棒方案中，将控制棒驱动缸移到堆芯活化区以上，控制棒由浮动式活塞带动上下移动。由于驱动缸移出堆芯，燃料组件排布不再缺角，减小了堆的水铀比和堆内的中子吸收，增加了堆的运行时间。适当地加大驱动缸的直径和壁厚，有效降低了制造难度，提高了控制棒运行的可靠性。通过数值计算，分析了上置式水力驱动控制棒的落棒时间。     

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.     

HTR-10控制棒系统的试验与调试

10MW高温气冷实验堆共有10套控制棒组件及其驱动机构，用于高温堆启动，功率运行和停闭过程中补偿和调节所需的反应性变化，并保证足够的停堆裕度，为确保达到工程设计的要求，对全部控制棒组件及驱动机构，都在实验室进行了热态试验，在高温堆上进行了安装后调试，以及首次临界前的测试，各项数据表明，所有驱动机构运行良好，控制棒的提棒，落棒运行功能正常，位置保持功能正常，棒位显示准确。     

中国先进研究堆控制棒驱动机构动态反向性能研究

在中国先进研究堆(CARR)调试试验期间,发现控制棒驱动机构在反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反向性能参数,在主冷却剂系统运行条件下进行了控制棒驱动机构动态反向性能测试试验。试验数据和分析结果表明: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固有特性;棒位、棒速和驱动线圈通电电流大小等因素对动态条件下反向性能影响不大,且4组驱动机构动态条件下反向性能具有一致性;动态反向性能优于静态,是由控制棒驱动机构电磁力分布决定的。     

西安脉冲堆脉冲控制棒驱动机构

西安脉冲堆脉冲控制棒驱动机构是实现反应堆脉冲运行的关键设备。该机构采用滚珠丝杠副的传动方式，通过气压缸实现控制棒的脉冲发射。脉冲控制棒驱动机构具有全行程脉冲时间短、结构简单、维修方便的特点。试验表明：脉冲控制棒驱动机构最大负荷大于300N，全行程脉冲时间小于100ms，落棒时间小于1.2s，寿命大于4000次脉冲发射运行，平均无故障时间大于400次脉冲发现运行。该机构已成功应用于西安脉冲堆。     

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。      

CAP1400控制棒驱动线抗震试验研究

在多点激励试验装置上,对大型先进压水堆CAP1400控制棒驱动线进行抗震试验研究。试验中采用多频波法在控制棒驱动线2个方向同时地震激励,得到了控制棒驱动线在低水平地震(LLSE)和安全停堆地震(SSE)下的应变值和加速度值。试验结果表明,CAP1400控制棒驱动线在地震载荷作用下能够保持其结构完整性和功能完好性。     

控制棒水力驱动系统不产生弹棒事故的实验研究

控制棒水力驱动系统是一种新型的控制棒驱动机构，它整体封装入压力人与堆习 体化结构设计。本文介绍了由压力筒、水力步进缸、加热器、泵及其设备组成的实验因路和测量系统在高温、高压条件睛压力筒失夺时控制棒的棒位测量实验。实验结果表明，控制棒水力驱动在压力壳失压工况下不产生弹棒事故，系统具有固有安全特性。     

CARR控制棒物理设计计算

中国先进研究堆(CARR)是一座高性能、多用途新型研究堆。CARR的控制棒物理计算是一个难点,本文采用Monte Carlo方法计算CARR的控制棒物理特性。物理计算的结果直接指导控制棒的结构设计和加工。     

中国实验快堆控制棒驱动机构抗震鉴定试验

池式钠冷快堆的控制棒驱动机构具有细长、结构非线性和多激励点等特征,因此其抗地震性能鉴定问题一直受到世界发展快堆国家的重视。介绍了在竖井式多点激励地震台上所完成的对中国实验快堆(简称CEFR)控制棒驱动机构的抗震鉴定试验。试验结果表明,该型控制棒驱动机构的功能完好性和结构完整性满足设防地震下的规范要求。     

CEFR控制棒驱动机构抗震试验中力学问题的几点考虑

控制棒驱动机构在地震情况下保证及时落棒插入堆芯安全停堆，是中国实验快堆（CEFR）抗震安全的重要保证，是核安全局特别关注和重点审评的重要问题之一，同时也是CEFR取得装料许可证的必要条件之一。为了验证控制棒（包括安全棒、补偿一调节棒）驱动机构在地震情况下的落棒功能及落棒时间，中国原子能科学研究院中国实验快堆工程部委托核动力研究设计院完成了CEFR控制棒驱动机构抗震试验，快堆工程部做了技术上的论证和配合。     

CARR铱源试验靶件设计和试验验证

为配合中国先进研究堆(CARR)铱源辐照生产项目,设计制造了铱源试验靶件,对试验靶件的设计参数、结构尺寸进行了介绍。在堆外使用专门的传热装置模拟铱源靶件的外部和内部传热工况,测量了用于模拟辐照罐壁面温度和样品温度的传热装置的壁面温度和内部温度,结果验证了热工分析方法是合适的。入堆试验靶件由含有铱片样品的辐照罐和等量发热的模拟罐组成。堆内试验获得的数据综合验证了试验靶件物理热工的分析结果,这个结果可对CARR铱源辐照生产安全评审提供依据且偏于安全。     

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。     

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。     

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。     

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。