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。     

脉冲棒驱动机构及其调试

脉冲棒驱动机构是脉冲堆的一个关键运动设备,是承担脉冲堆脉冲运行的执行机构,同时也可用于稳态运行,在反应堆运行后期还兼作补偿棒驱动机构。 该机构采用气-电联合驱动,气动机构用于脉冲发射,电机减速传动机构用于调节脉冲行程和稳态提棒。本文对该机构的结构特点、运行特性和运行原理作了简要的说明,并介绍了机构装堆后的调试程序和调试结果。     

西安脉冲堆控制棒控制监视系统

西安脉冲堆控制棒驱动机构采用步进电机作为执行部件，与其相适应的控制棒控制系统采用了单片机芯片电路和大功率VMOS管，控制棒位置探测器显示系统采用接近开关和数字显示。经综合试验和堆上运行考验证明，该系统设计合理、性能良好、精确度高，具有很好的推广价值。     

西安脉冲反应堆半实物仿真系统设计研究

为了给在建中的西安脉冲堆数字化仪表与控制系统提供调试用模拟信号源、验证功率调节方法以及人员培训等,研制了一套西安脉冲反应堆半实物仿真系统。提出了半实物仿真系统的设计思想,设计了系统框架。改进了堆芯仿真物理模型,使用MATLAB编制了堆芯实时仿真程序。采用组态王软件编制了人机界面,采用可编程控制器S7-200进行棒位控制和棒位测量。研制了控制棒驱动机构模拟件、信号发生器和手动操作盘等多个硬件设备,建立了系统内部的通讯。在该半实物仿真系统上模拟了升、降控制棒的功率变化和发射脉冲后的脉冲参数,与堆上实验结果符合较好,测量了信号发生器的输出信号,与预期一致。结果表明,该半实物仿真系统能够实现设计目的且性能良好。      

西安脉冲堆功率调节系统

西安脉冲堆功率调节系统具有“自动”方式和“方波”方式的调节功能。由于驱动机构的传动部件首次采用步进电机,设计了满足步进电机运行特点的控制棒驱动电源。试验结果表明,系统的核功率最大调节偏差<±5%定值功率,过渡过程时间<10秒,具有响应快、超调小、精度高等优点。     

脉冲堆启动时间测量仪

研制了启动时间测量仪。该仪器通过光电传感器检测控制棒到达堆体内限位置的时刻,通过闪烁探测器探测脉冲堆功率,用于测量脉冲堆控制棒快速插入堆体内限到堆爆发脉冲功率达到某预选水平时的时间间隔。仪器采用Intersil ICM7226B芯片实现计数器和显示驱动功能,时间测量范围分为5档,具有8位数字显示。启动时间测量仪经过多次实验应用,测量结果满足相关物理实验研究的需要。     

脉冲堆启动时间测量仪

研制了启动时间测量仪.该仪器通过光电传感器检测控制棒到达堆体内限位置的时刻,通过闪烁探测器探测脉冲堆功率,用于测量脉冲堆控制棒快速插入堆体内限到堆爆发脉冲功率达到某预选水平时的时间间隔.仪器采用Intersil ICM7226B芯片实现计数器和显示驱动功能,时间测量范围分为5档,具有8位数字显示.启动时间测量仪经过多次实验应用,测量结果满足相关物理实验研究的需要.     

西安脉冲堆带核调试试验

介绍了西安脉冲堆带核调试试验内容，给出了稳态堆芯、脉冲堆芯及72小时额定功率运行试验堆芯的反应性和中子注量率等参数的测量结果。测量结果证明，西安脉冲堆性能参数达到了设计指标，并为该堆的运行提供了必不可少的运行参数。     

西安脉冲堆脉冲参数分析

介绍西安脉冲堆堆芯装载布置,发射脉冲的过程和机理,脉冲参数的计算模型和程序以及计算值和实验测量结果分析。当引入2.478×10-2反应性进行脉冲运行时,实测脉冲峰功率为4301.3MW,达到了设计指标。西安脉冲堆总体性能达到了国外同类堆型的先进水平。     

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。     

落棒法测量所有控制棒全插时的棒价值

商用压水堆控制棒总价值没有完全通过试验来验证。利用反应堆功率运行时落棒停堆瞬态数据,用自己开发的离线反应性仪计算程序(ODRM)来计算所有控制棒全插(ARI)时的棒价值,验证了核设计。     

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。     

停棒子系统与控制棒组操作范围监测试验

本文叙述了反应堆保护系统停棒与汽轮机降功率子系统的系统功能、保护参数和秦山核电站控制棒组插入监测器的设计与参数选择,确定了控制棒提升上极限值和在不同工况下棒插入低位、低-低位整定值,并在热态零功率条件下加以验证。试验证明参数选择是合理的,为功率运行阶段提供了数据。     

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。     

数字模拟棒位探测器的研究

提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度较高的控制棒棒位探测器－－数字模拟棒位探测器。该探测器由两个反饶串接的长电感线圈，两个短电感编码线圈与一根编码芯棒组成，其中，编码芯棒由一段导磁衔铁与一段非导磁材料组成。当编码芯棒在线圈中央轴向运行时，初级线圈上输入的交变励磁信号必在次级线圈上产生交变的感应信号，通过接收这些线圈的输出信号并进行处理从而判断控制棒在堆内的运行位置。实验结果表明：本数字模拟棒位探     

一种快速搜索临界棒位方法的开发与评价

搜索堆芯临界棒位是反应堆堆芯物理设计的重要内容,传统的线性插值方法在搜索临界棒位时需要多次迭代,效率低、花费时间长。本文提出了一种基于控制棒价值函数的临界棒位快速搜索方法,得到了控制棒组价值与棒位的函数关系,并应用于三维堆芯中子学程序PBRT。通过与线性插值法对比发现,控制棒价值函数法搜索的临界棒位满足临界搜索收敛准则,搜索效率明显提高,是一种合理可行的快速调棒搜索临界方法。     

控制棒水压驱动系统落棒减速性能实验研究

控制棒水压驱动系统是清华大学为低温核供热堆发明的新型的内置式控制棒驱动技术,控制棒水力减速部件是水压驱动系统的关键部件之一,通过其对控制棒落棒过程进行减速,在保证落棒时间的前提下,降低控制棒快速落棒过程的冲击力。分析了水力减速部件组成和工作原理,确定了水力减速箱侧壁开孔方案,完成了不同开孔方案工况下控制棒水压驱动系统冷态落棒减速性能实验,在实验结果的基础上对比和分析了不同方案下的落棒减速机理和落棒过程特征参数随开孔方案的变化规律。分析结果表明:随开孔面积的增大,落棒时间逐渐减小,落棒峰值速度逐渐增大。在开孔面积大于0.004 m~2时,随开孔面积的增大,落棒峰值速度增大过程趋于平缓,落棒稳定速度和落棒延迟时间变化不大,控制棒触碰碟簧速度缓慢增大。实验研究成果为控制棒水压驱动系统落棒减速部件的理论建模和设计优化提供了基础。     

研究堆控制棒通道冷却剂流动阻力特性实验研究

可移动线圈电磁驱动机构是一种新型的控制棒驱动机构,应用于研究堆.控制棒、跟随组件等在控制棒通道内上下移动,同时冷却剂冲刷控制棒和跟随组件.所以控制棒通道内的流体阻力特性直接关系到整个堆芯的流量分配和控制棒跟随组件是否能得到足够的冷却.在进行了控制棒通道的阻力特性实验后,得到了多种运行工况下阻力与流速、棒位等参数的关系,以及影响驱动线阻力特性的因素.     

高速摄像仪在落棒试验中的应用及展望

介绍了采用高速摄像仪获得控制棒驱动线位移、速度、加速度以及最大反弹高度的方法,并对高速摄像仪在控制棒驱动线落棒特性试验研究中的应用前景进行了展望.