FMEA法评估反应堆控制棒驱动机构可靠性

控制棒驱动机构是反应堆本体中唯一的能动设备,其运行的可靠性对反应堆的反应性控制具有重要的作用。本文在介绍失效模式及影响分析(FMEA)方法的基础上,以我国新设计的反应堆控制棒驱动机构为对象,使用该方法进行可靠性评价。评价结果明确了各设备部件的失效原因和失效模式,确定了各部件的严重性等级和风险等级,为今后控制棒驱动机构的可靠性管理提供支持。

反应堆控制棒驱动机构模拟负载系统的研制

介绍了反应堆控制棒驱动机构(CRDM)模拟负载装置的设计原理和方法,研制出了一种新型的模拟负载系统,用来模拟反应堆棒控系统对控制棒的控制过程。对设计的模拟负载系统进行了功能性试验和性能参数测试,并与实际运行系统进行比较后,发现该系统达到了各项功能控制要求,且性能稳定可靠,模拟负载的电磁线圈散热性能与负载特性良好,各项性能指标达到了设计要求。

秦山核电二期工程反应堆控制棒驱动机构设计

秦山核电二期工程控制棒驱动机构的设计,参考了大亚湾核电站控制棒驱动机构的结构设计特点,采用直线步进式磁力提升机构。本文介绍了秦山核电二期工程控制棒驱动机构的设计规范和设计准则,驱动机构结构特点及工作原理、设计计算及设计验证等。通过秦山核电二期工程1#机组的安装、调试和运行,表明该机构设计合理,运行可靠,其性能完全满足秦山核电二期工程的设计要求。

反应堆控制棒驱动机构电机温升试验研究

目的研究电机在不同工况下的温升情况,完成电机散热能力评估,为电机散热优化和工程通风设计提供参考。方法模拟驱动机构实际运行环境,在断风条件下进行自然散热温升试验,获取电机温升最大工作模式,并在该模式下进行2种风速条件下的通风试验,获取定子绕组的平衡温度。当定子绕组达到热平衡后,切断通风,进行断风试验,获取最大断风时间。结果电机温升最大时,工作模式为三相通电,增大风速可降低定子外壁温度,提高定子绕组与定子外壁的温差。三相通电工况下,5 m/s和8 m/s风速下最大断风时间分别为15 min和22 min。结论开展了电机温升试验研究,获得了典型工况下电机的温升状况,为电机散热优化和工程通风设计提供了参考。

反应堆控制棒驱动机构抱紧装置电磁特性研究

控制棒驱动机构(CRDM)是核反应堆中的重要设备之一,抱紧装置是CRDM实现运动类型转换的关键部件,其电磁性能直接影响CRDM的运动特性。为更好地分析CRDM的运动特性,提升CRDM关键部件的设计分析精度,利用ANSOFT有限元分析软件,通过理论分析和仿真计算相结合的方法,对抱紧装置的单边磁拉力、轴向电磁力和瞬态动作过程等电磁特性进行了研究,并通过试验测试的方法对计算分析结果的准确性进行了验证。试验结果表明,计算分析方法准确度可达90%。通过研究,获得了有、无偏心两种情况下抱紧装置的动作时程及CRDM运行过程中抱紧装置的受力状态,全面了解了抱紧装置的电磁特性,提升了CRDM整体设计水平。

反应堆控制棒驱动机构电机冷却水流动分析

为了研究控制棒驱动机构电机的冷却水流动行为,采用通用的计算流体力学软件FLUENT对冷却水流场进行了数值模拟计算,利用实验获得的不同流速下的进出口压降数据验证了计算模型的准确性,根据压力场和速度场的分析结果提出了改进措施。研究方法对冷却水流道的优化具有积极指导意义。

核电站反应堆控制棒驱动机构Ω焊缝涡流检测技术研究

核电站反应堆控制棒驱动机构Ω焊缝涡流检测中的焊缝区及热影响区是影响涡流检测能力的主要因素。本文采用专用涡流探头对Ω焊缝裂纹缺陷的检出能力进行了研究,通过对人工缺陷测试试块进行测试和分析,以及对现场检测的实际缺陷解剖分析,证明了涡流检测系统及方法检出缺陷的准确性。

反应堆控制棒驱动机构检修某故障分析及处理

反应堆控制棒驱动机构所处的工作环境复杂,作为非常关键的机械传动部件,其直接控制中子吸收体在堆芯的位置,要求其可靠性高,使用寿命长。而控制棒驱动机构出现的故障不尽相同,文中以反应堆运行中较为典型的故障为例,通过故障原因分析、分析计算及处理,进一步探讨提高控制棒驱动机构的检修技术的方法与技术。

反应堆控制棒驱动机构管座焊接坡口及密封焊焊缝三维设计

通过分析反应堆控制棒驱动机构管座焊接坡口及密封焊焊缝的平面和空间形状,定义了4条空间的相贯线,提出了管座焊接坡口及密封焊焊缝的三维设计思路与要点;利用UG软件实现了管座焊接坡口及密封焊焊缝的参数化设计,分析了影响管座密封焊焊缝截面积的主要因素。测量结果表明,使用样条法建立的管座焊接截面积误差均控制在0.8%以内。

反应堆控制棒驱动机构任务可靠性建模与分析

为了对核电厂压水型核反应堆控制棒驱动机构的可靠性随其升降运行步数变化的规律进行分析及预测,提出一种基于动态Bayes网络的系统可靠性建模与分析方法。首先通过建立动态Bayes网络模型对驱动机构不同功能单元的状态随运行步骤发生循环变化的特点进行描述,进而基于所建立的模型对系统整体任务可靠性进行了分析,最后结合案例对提出的方法进行了验证。结果表明,建立的模型能够为控制棒驱动机构产品的可靠性设计分析工作提供参考。

核反应堆控制棒驱动机构的结构及制造

描述了核反应堆堆型的演变过程,介绍了国内第二代压水堆控制棒驱动机构的特点并与第三代AP1000压水堆控制棒驱动机构进行了比较;还列举了第二代和第三代压水堆控制棒驱动机构的制造难点。

目视检验在反应堆控制棒驱动机构检验中的应用

无损检测技术是第二次世界大战后迅速发展起来的一门新的综合性工程科学,它已经广泛地应用于众多的科技领域。而目视检验也逐渐的在无损检测的众多检验方法中占据了重要地位,特别是在核电在役检查领域,目视检验是必不可少的检验方法,已经成为控制产品质量、保证设备安全运行等方面的极为重要的技术手段。特别是核电在役检查中尤其突出。

核反应堆控制棒驱动机构放气阀咬死螺母处理工具

核反应堆控制棒驱动机构耐压壳螺杆密封垫的压盖螺母由于各种原因发生咬死故障,导致在大修时无法正常拆卸。以前采用简易手动工具破拆,不仅对技能要求高,人员受照剂量大,而且容易损伤螺杆螺纹扩大故障。因耐压壳部件属于一回路压力边界,和核安全密切相关。为实现快速可靠的修复目的,故研制了压盖螺母专用拆除工具。

考虑磁饱和的反应堆控制棒驱动机构混合等效磁网络模型分析

作为核反应堆中调节中子反应速率的执行机构,控制棒驱动机构(CRDM)的安全性和可靠性至关重要。本文提出了一种能快速、准确计算CRDM动态电磁特性的混合等效磁网络(MEMN)模型。该模型将等效磁路(EMC)法与磁阻网格(RN)法相结合,以平衡运算精度和速度之间的关系。引入磁通面积修正因子,以表征气隙磁通的边缘效应对气隙磁阻的影响。采用循环迭代的方法解决了导磁材料的非线性问题。通过本文模型的计算,得到了CRDM在不同工况下的磁密分布、线圈电感。本文模型适用于CRDM的快速优化设计和控制算法的研究。

基于振动信号的控制棒驱动机构滚轮早期故障诊断研究

针对现有研究未充分关注控制棒驱动机构(control rod drive mechanism,CRDM)的早期故障诊断问题、很难将故障特征定位至具体部件以及人工引入的故障样本与装备实际故障特征存在差异等不足,提出了一种基于振动信号的CRDM滚轮早期故障诊断方法:首先,利用寿命考核试验时机采集了某密封磁阻马达式CRDM的滚轮全寿命振动信号,基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和Hilbert变换方法进行解调分析,获得与滚轮退化状态相关的模态成分;然后,采用时、频域分析方法获得了11个能够直接表征CRDM滚轮磨损状态的特征量,并根据退化趋势提取出与实际故障特征高度吻合的早期故障样本;最后,分别基于BP神经网络和支持向量机两种方法实现了CRDM滚轮早期故障的多特征智能诊断。结果表明:提取的滚轮早期磨损故障样本与实际运行过程保持了较好的一致性,证明所提CRDM滚轮早期故障诊断方法具有较强的工程应用价值。

控制棒驱动机构楔形迷宫密封组件设计与密封性能研究

控制棒驱动机构(CRDM)与压力容器管座之间通常采用焊接连接,针对堆芯换料导致的拆卸不便以及二次焊接时密封性能变差等问题,对控制棒驱动机构的连接形式进行了研究,提出了一种便于维修和利于拆卸的楔形迷宫密封结构。首先,引入了迷宫密封的设计理念,加入了楔形密封结构,采用钢制压力容器的设计标准,计算了工况下控制棒驱动机构所需的最小壁厚和热压载荷耦合作用下的临界屈服温度;然后,应用有限元方法模拟了C形环工作状态,研究了金属C形环的回弹特性及密封面状态;最后,针对楔形迷宫密封组件开展了泄漏率试验和热循环试验。研究结果表明:工况下的最小壁厚为10 mm,临界屈服温度为72.5℃;C形环尺寸越大,最大线比压值越小,密封面的贴合程度越高;楔形迷宫密封组件的泄露率小于1.0×10-6 Pa·m 3/s,能够满足多次拆卸工况下的密封要求。

核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝组织和性能研究

试验采用专用自动TIG焊机焊接核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝,选用机械加工Y形环作为填充材料,研究Canopy焊缝组织和性能。结果表明:通过自动TIG焊,机械加工Y形环熔成的Canopy焊缝,成形良好,宽度适中,焊缝与母材冶金熔合良好;焊缝组织主要由板条状或骨架状铁素体与快速凝固的柱状奥氏体组成;经23.1~23.3MPa水压试验,Canopy焊缝表面无渗漏,无可见变形;维氏硬度结果表明:焊缝硬度在210HV左右,焊缝硬度分布均匀。该研究为核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝用机械加工Y形环提供了宝贵的经验。

基于OpenCV的核电站控制棒驱动机构管口识别技术研究

本文研究了基于OpenCV的核电站控制棒驱动机构管口识别技术,在核电站反应堆压力容器顶盖的在役检查过程中,利用机器视觉技术实现控制棒驱动机构(CRDM)的管口自动识别具有重要意义。本研究使用OpenCV计算机视觉库,采用灰度化处理、滤波处理对图像进行预处理,通过霍夫变换算法实现管口的识别,以期提高反应堆压力容器顶盖检查的检测效率,缩短检测时间,为反应堆压力容器顶盖检查系统的自动化控制工作提供有效参考。

控制棒驱动机构工作线圈在线寿命评估方法研究及算法实现

现有压水堆控制棒驱动机构通过定期测量工作线圈进行电阻或绝缘电阻的方法,只能提供有限的监测和诊断信息,无法对工作线圈的性能变化过程进行完整评估。基于现有控制棒驱动机构工作线圈热寿命方程,研究并设计一套可用于开展工作线圈在线寿命评估的方法;通过采集线圈工作电压及工作电流,获得实时的工作线圈电阻,并换算为工作线圈实时工作温度,将实际工作时长折算为工作线圈热寿命消耗时长。最终达到对控制棒驱动机构工作线圈进行在线寿命预测及评估的目的。

中国先进研究堆控制棒驱动机构定型样机试验验证

中国先进研究堆(CARR)是一座轻水冷却、重水慢化、反中子阱型多用途研究堆。该堆采用全封闭的可动线圈磁力连接控制棒驱动机构。在CARR原驱动机构和1#、2#改进型原理样机的基础上,设计了基于2.5 mm厚度密封筒的改进型驱动机构,加工了用于定型验证的定型样机,设计加工了相关的试验台架,对定型样机的性能进行了严格的试验验证。