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。     

脉冲棒驱动机构的设计

脉冲棒驱动机构是脉冲堆上的一个关键性运动设备,是该堆在脉冲运行时的执行机构,稳态运行时可兼有补偿棒的运行职能。该机构采用气-电联合驱动。本文就该机构的设计原理、结构特点、运动操作及主要参数的计算作了扼要的介绍,还就产品样机的试验结果进行了说明。     

反应性动态加入对脉冲堆中子脉冲波形的影响

在点堆模型基础上开发了脉冲模拟程序,该程序考虑了缓发中子效应、裂变热反馈效应和脉冲棒的行进过程,可以描述脉冲堆爆发脉冲全过程的中子强度、裂变能以及反应性的变化,并经过实验数据验证。用该程序计算CFBR-Ⅱ堆在反应性动态加载过程中全波形、峰功率、反应性等脉冲特征参数,结果表明:脉冲引发的越晚,其峰功率和裂变产额越大,而且其最大裂变产额与静态爆发脉冲情况下的裂变产额相同。     

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。      

脉冲堆瞬态棒的提升速度及传动设计

本文通过点堆模型,分析了脉冲堆瞬态棒提升速度对于脉冲运行工况的影响。得到如下结论:1.瞬态棒出堆的末速度对功率脉冲的峰值影响最大。2.出堆速度越高,投入的过剩反应性的损失越小。3.存在一个临界速度,当低于该速度时,反应堆将不会产生脉冲功率。以这一分析为基础,我们选用快排型气缸作为瞬态棒的提升机构。在对气缸的运动进行分析计算及试验的基础上,提出了设计曲线及设计方法。在这一试验中,气缸的末速度达到11m/s。     

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。     

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。     

插棒法空间效应修正因子计算中MC方法的应用

研究了MC方法在插棒法空间效应修正因子计算中的应用。用MCNP／4B计算了脉冲堆稳态堆芯第一循环插棒前后探测器位置的中子注量率,得到了探测器位置的空问因子。设计了修正空间效应的方法,并用该方法测量了脉冲堆所有控制棒的积分价值,结果令人满意。     

脉冲堆事故分析

本文介绍了脉冲堆两个最大假想事故——堆水池失水并使堆芯裸露和脉冲棒误发射事故分析结果。对于堆水池失水并使堆芯裸露事故,只要能及时停堆,无需采取任何其他措施,则能保证反应堆的安全。事故过程中,燃料芯体和包壳温度都不会超过840℃。在稳态额定功率下脉冲棒误发射事故过程中,反应堆峰功率达4800MW,燃料温度峰值为950℃,反应堆也是安全的。     

我国第一座脉冲堆稳态运行试验

本文简要地介绍了我国第一座脉冲堆稳态运行试验方法和设施,给出了冷态和热态以及不同功率下的临界棒位,并给出了反应性、中子通量、功率系数、平衡氙毒和碘坑的测量结果,提供了一批有价值的工程试验数据。本堆实现了1MW 稳态功率运行,进行了连续72小时满功率运行,对反应堆的控制、保护、测量仪器及各系统和设备进行了考验。试运行结果表明:本堆性能良好,各项指标均已达到了设计要求。