燃料转运装置接力驱动及防撞齿控制系统研究

华龙一号双层安全壳燃料转运装置位于核岛内,贯穿于燃料厂房及反应堆厂房,是燃料运输与贮存系统中重要的设备之一。燃料转运装置的安全可靠运行直接影响到核电站停堆换料期间的安全性,同时也能为机组换料大修争取宝贵的时间窗口。较以往M310堆型燃料转运通道大幅延长,因此华龙一号双层安全壳燃料转运装置增设了双侧接力驱动、防撞齿机构等功能。本文描述了华龙一号转运装置新增的控制功能以及接力驱动、防撞齿控制系统的软硬件设计,该系统利用SIMATIC S7平台的高性能硬件模块结合其高效的STEP 7及Wincc Flexible配套软件,使燃料转运装置能够安全可靠的完成接力,最终成功地实现转运装置换料操作。

一种用于线性接力驱动的弹簧离合器结构设计

燃料转运装置是核电站内燃料操作与贮存系统的重要换料设备之一。它的主要功能是在反应堆停堆换料期间,通过燃料转运通道在反应堆厂房和燃料厂房之间往返运输燃料组件。由于"华龙一号"三代核电机组采用了双层安全壳设计,导致燃料转运装置原有的驱动方式无法满足厂房布置要求。本文基于接力驱动设计理念,研究了一套全新的离合器结构设计,满足"华龙一号"燃料转运装置驱动机构的全新要求,更可适用于其他线性接力驱动的工作环境。

敞开式TBM特长隧道接力驱动安装方案

在特长敞开式TBM隧道施工中,运输皮带出渣系统是TBM重要的辅助部分,随着TBM单掘段长度的不断突破,必须在掘进段的中间合适位置设置接力驱动才能满足特长隧道运输皮带出渣要求。为降低因停机安装造成工期延误、成本增加等问题,提出特长隧道连续出渣接力驱动的高效安装方案,在TBM正常检修期间实现接力驱动的快速安装。

激光驱动接力移除空间碎片的小卫星星座及可行性研究

在众多空间碎片移除技术中,天基激光烧蚀驱动是一种高效的、有广阔应用前景的移除技术,特别是针对移除海量的、尺寸在1～10 cm的危险碎片而言,更是具有独特优势。然而,这一技术对高能激光器单脉冲能量、光束质量、发射镜口径等要求很高,目前的硬件水平还达不到实用指标要求,制约了其天基应用。为了克服这些硬件技术障碍,本文另辟蹊径,利用小卫星概念,提出了由不同轨道高度小卫星平台组成小卫星星座,通过在每个小卫星平台上的激光驱动接力来逐步降低碎片轨道高度,最终达到移除空间碎片的小卫星接力移除星座的构想。基于现有的激光器性能参数,根据激光烧蚀驱动碎片动力学模型计算了单个卫星平台的移除能力,结果显示,10 J单脉冲能量激光器和0.5 m直径发射镜,能够对20 km范围内、尺寸小于10 cm碎片进行有效驱动。进而,针对空间碎片密集度高而应用最广的800 km轨道高度区域,设计了由分布在不同轨道高度的30颗小卫星组成接力驱动移除星座系统方案,通过仿真模拟计算验证了星座系统的移除碎片的可行性。该研究利用目前热门的小卫星星座,降低了天基激光移除空间碎片技术对硬件的性能要求,为该技术的应用提供了新的思路和途径,所提出的小卫星接力驱动星座系统方案也有工程参考价值。

演艺车台多级驱动机故障分析及结构改进

驱动机是实现演艺车台精确平稳运行、延长使用寿命、可靠启停的核心部件.针对传统齿轮齿条驱动式车台由一级驱动进入二级驱动时出现的振动与噪声,经故障分析对驱动机进行结构改进设计.具体工作包括:对齿条进行端头整体倒圆以便逐渐啮合,加设弹簧装置以减少冲击,使用变频调速控制系统保证多级驱动机同步运转,并采用弹性套柱销联轴器带动齿轮驱动齿条.基于Solidworks和Adams联合仿真,对改进驱动机的齿轮齿条啮合瞬时接触力进行分析.通过振动测试和实际噪声测量,与传统驱动机构相比改进后的驱动机构使得车台运行效果良好,振动量与噪声较传统齿轮齿条驱动式车台均有所降低.

“华龙一号”燃料转运装置控制系统研究

“华龙一号”核电厂燃料转运装置采用了双驱动配双向离合器接力运输的设计方案,需要研发一套全新的燃料转运装置控制系统。控制系统需要实现双驱动接力启停控制、转运小车位置精确测量、避免齿轮齿条干涉等关键功能。针对这些关键功能,结合燃料转运装置的功能要求,提出了控制系统的硬件配置架构,研究了控制程序的设计与实现,细化了各个程序模块功能和转运小车的控制逻辑实现。控制系统优化软硬件设计使用了现场总线和工业以太网通信技术,多处采用了冗余的硬件配置和软件设计,有效提升了可用性和可靠性。研发的控制程序可有效适配双驱动配双向离合器接力控制,最终实现了转运小车的精确位置测量和平稳接力运行。该研究完成了具有自主知识产权的燃料转运装置控制系统,并在国内外核电领域具有创新性,达到国际先进水平。

Influence of Design Parameters on Cogging Torque in Directly Driven Permanent Magnet Synchronous Wind Generators

In order to reduce the cogging torque, this paper investigates the influence of some parameters on the cogging torque developed by directly driven permanent magnet synchronous wind generators. Based on the remanent magnetic flux densities, the cogging torque is computed by using finite element method. It is shown that many parameters have influence on cogging torque and the slot and pole number combination has a significant effect on cogging torque. A simple factor has been introduced to indicate the effect of the slot and pole number combination. Some practical experience to reduce the cogging torque was applied to 2 MW three phase permanent magnet synchronous generator at rated speed of 37.5 rpm for wind energy conversion. The simulation and experiment results verify the effect of the proposed method.