Control rod drive for high temperature gas cooled reactor

ＣｏｎｔｒｏｌｒｏｄｄｒｉｖｅｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｇａｓｃｏｏｌｅｄｒｅａｃｔｏｒＤｅｎｇＪｕｎＸｉａｎ，ＸｕＪｉＭｉｎｇ，ＸｉａｏＳｈｕＲｕ，ＺｈａｎｇＨａｎ，ＹａｎｇＳｈｅｎＨｕａ，ＬｉｕＡｉＪｕｎ，ＺｈａｎｇＥｎＨ...

控制棒驱动机构智能感知与自适应控制系统设计及仿真验证

控制棒驱动机构作为核反应堆控制和核安全保护系统的执行机构,对其运行状态进行有效监测是防止反应堆发生控制棒卡棒、滑棒和驱动失灵,保障核反应堆安全经济运行的必要手段;在研究分析控制棒驱动机构线圈电流和振动信号特征的基础上构建了控制棒驱动机构状态判别与故障诊断模型,并基于dSPACE实时仿真系统建立了控制棒驱动系统自适应控制数字化模型和控制棒驱动机构智能感知与自适应控制实验样机;通过功能验证,证明该系统能根据电流和振动信号实现对控制棒驱动机构正常运行工况和典型故障模式的实时判别、故障诊断与自适应控制,运行状态识别准确率达到99.2%以上,为后续核反应堆智能设备的研制提供参考。

某压水堆核电站控制棒驱动机构电流负载特性浅析

随着某压水堆核电站棒控棒位系统(RGL)的逐步老化及备件停产,拟采用成熟的数字化技术进行整体改进。由于主流数字化技术的控制电源功耗增大,有必要对现有系统的负载和容量进行分析论证。通过控制棒驱动机构(CRDM)和控制系统在极限负载工况下对控制棒驱动机构电源(RAM)系统的负载特性及功耗进行简化分析和仿真。仿真结果表明,随着新系统控制电容量的增大,原系统供电方案不利于RAM系统的稳定运行,存在潜在风险。为确保RGL系统整体改进后系统供电容量及品质满足RGL的正常稳定运行需求,提出可行的电源系统改进方案,将原有RGL的RAM两相控制电转移至交流不间断电源系统(LNE)。该方案在有效降低RAM发电机组三相不平衡现象的同时,有利于RAM发电机组的稳定运行,确保改进后RGL控制电源系统的可靠性。

核电站反应堆控制棒试验一键顺控系统的设计

为了解决核电站操纵员在频繁手动提插反应堆控制棒过程中极易出现的人因操作失误问题,开发了反应堆控制棒一键顺控系统,以实现对反应堆控制棒束可用性的定期检查工作。利用数字控制系统平台的可编译、可拓展特性,对反应堆棒控系统的逻辑组态、数据库、人机界面三方面进行纯软件设计。该顺控系统包括了启动前先决条件的自动判断、自动顺序控制、自动异常终止、堆芯监测、人工介入等功能。经过软件验证和确认评估、模拟机验证、实体机组再鉴定,以及系统在实体机组满功率运行期间的试运行,证明了该系统在反应堆控制棒操作过程中对于降低人因失误风险和提高效率方面的有效性。此设计理念可广泛应用于工业中各种复杂人工操作的防人因失误优化,以实现复杂的工业过程由人控到机控的转变。

基于改进EEMD-KELM的CRDM转子状态识别方法

控制棒驱动机构(CRDM)转子部件工作在高温高压的冷却剂中,一旦发生故障,其维修或更换的成本高、耗时长、牵连工程大。针对CRDM转子在运行过程中噪声影响过大的问题,提出一种集合经验模态分解(EEMD)结合小波阈值(WTM)的去噪方法,对CRDM转子振动信号进行去噪处理后提取时域特征、频域特征、IMF的能量和样本熵特征等信号作为标签,输入核极限学习机(KELM)分类模型中进行分类识别,并引入了鲸鱼优化算法(WOA)对KELM的重要参数进行自寻优,提高了模型的识别准确率。通过对比实验,证明了论文所提方法在CRDM转子的状态识别上具有比同类方法更高的准确率。

模糊控制在核电厂棒控系统中的应用

当前,核电厂棒控系统在大幅变温工况下,存在驱动电流控制效果不佳、经常需技术人员调节控制器参数的问题。针对此问题,设计了一种模糊控制器用于驱动电流时序波形的控制方法。该方法对当前误差和误差的变化进行模糊化,并经过模糊规则计算及清晰化处理后作用于电流驱动电路。借助模糊控制对非线性系统控制效果较好的优点,可提高驱动电流在不同工况下的控制性能。通过仿真验证,相对于常规比例积分微分(PID)控制,模糊控制器在大变温工况下性能优异,无需调节控制参数即可满足现场性能指标要求。

新型控制棒可动线圈电磁驱动线落棒试验

为检验新型控制棒可动线圈电磁驱动线的综合性能,进行了该控制棒驱动线的落棒试验。测量了密封筒内的衔铁及筒外的可动电磁线圈之间的跟随特性、断交流和断直流状态下的快速落棒时间,并对控制棒导向管和控制棒组件之间摩擦方式变化时落棒时间的变化、球阀对控制棒驱动线落棒时间的影响等进行了研究,得到了该控制棒驱动线在不同状态下的落棒时间以及影响快速落棒时间的综合因素等试验数据。试验研究结果可为该驱动线的调试及安全运行提供借鉴。

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。

600MW核电站控制棒驱动机构原理样机风冷试验

描述了秦山核电二期工程600MW核电站控制棒驱动机构原理样机风冷及发热试验。通过模拟反应堆实际运行条件 ,确定了驱动机构冷却风道的压力损失、所需的最小风冷速度以及驱动机构发热量与风冷速度的关系 ;

控制棒水力驱动系统的设计和研究

分析了２００ＭＷ核供热堆控制棒水力驱动系统（ＨＤＳＣＲ）的设计特点；系统中主要设备（槽孔式水力步进缸和组合阀）的设计特点及特性；旁路自调节结构的设计及其高温下的补偿作用以及系统温度特性的实验结果。经对实验结果的分析表明：ＨＤＳＣＲ和各设备的设计合理、运行可靠；各设备的设计不仅降低了设备的加工难度及安装难度，而且改善了系统的温度特性；

核供热堆的研究发展现状及前景

本文论述了核能供热的重要意义,目前国内外核供热研究发展的现状,并从提高核供热堆的利用系数和扩大供热反应堆的应用方面,对核供热反应堆的综合利用途径进行了论述。由于核供热反应堆具有良好的固有安全性、良好的经济性及对环境污染小等优点,成本低于燃煤供热的锅炉房热能成本,是一种安全。经济而又清洁的能源,可节约大量煤炭,缓解运输的紧张状况,并能净化环境,所以核供热在中国是很有发展前途的。

压水堆驱动线落棒历程计算

控制棒落棒性能验证是核电厂安全分析的重要部分,研制驱动线落棒历程计算程序有利于验证和改进控制棒驱动线设计。基于驱动线结构特点,分析运动组件的受力情况并进行分解,选择理论或数值方法逐一求取各分力的瞬态值,从而建立驱动线落棒历程的循环步进计算程序。利用秦山核电二期工程驱动线落棒性能试验数据对理论模型和程序计算结果进行对比验证。结果证明:所建立的驱动线落棒历程计算程序适用于压水堆驱动线系统,能正确地对运动组件落棒受力与运动历程进行模拟。

核反应堆用碳化硼芯块常压烧结工艺研究

以核级碳化硼粉为原料,酚醛树脂作粘结剂与助烧剂,用钢模成形方法制备出碳化硼生坯,在碳管炉中用常压烧结方法在2250℃保温40 min,制备出高温气冷堆控制棒用碳化硼环形芯块。用化学分析方法分析了原料粉与碳化硼烧结体的化学成分,用排水法对芯块的密度进行测试,研究了碳质量分数对碳化硼芯块密度的影响,用扫描电镜对生坯与芯块的微观结构进行研究,对1:1大尺寸碳化硼芯块的变形量进行统计。结果表明:碳对碳化硼具有很好的助烧作用,碳化硼的密度随碳含量的增加而增加,当碳质量分数为5%时,最高密度达到2.35 g/cm^3;碳掺量为3%时,制得的1:1碳化硼芯块的密度为2.0 g/cm^3,化学成分等各项指标均满足反应堆用核级碳化硼芯块的技术条件要求。

反应堆控制棒新型电磁驱动机构原理实验监控系统

为解决反应堆控制棒新型电磁驱动机构工程样机设计中遇到的一些问题,对该机构的原理样机进行了性能实验。该原理样机实验监控系统采用光栅尺测量控制棒的实际位移,可编程控制器(PLC)控制实验台,计算机采集实验数据,计算机与PLC之间通过RS232串口进行通信。实验表明:该实验监控系统性能可靠,精度高,保证了实验的顺利完成。

控制棒驱动线落棒行为动力学仿真技术研究

反应堆控制棒驱动线是反应堆控制与核安全保护的执行机构。应用虚拟样机技术,进行了控制棒驱动线落棒行为动力学仿真研究。通过合理处理驱动线落棒过程中的流固耦合、刚柔耦合以及摩擦碰撞问题,获得了动力学仿真在驱动线上应用的方法和技术。仿真结果与实验数据对比表明,研究得到的方法合理可行。

秦山核电二期工程控制棒驱动线冷态对中试验研究

试验取驱动线系统中的一组,对组成驱动线的各部件采用 1:1全尺寸模拟,在冷态下进行功能性试验,测定驱动线的综合性能。在静水、动水、流量变化、错对中和横向流等各种工况下,实测了上述因素对落棒特性参数的影响。试验所取得的大量试验数据,验证了反应堆驱动线的结构设计,为驱动线各部件结构设计和安全分析提供了必要的输入数据。

AP1000反应堆控制棒导向筒组件焊接变形控制

介绍了AP1000反应堆控制棒导向筒组件的设计要求及结构,针对控制棒导向筒组件TIG焊接后较易产生变形,提出了重新优化设计焊接坡口及采用真空电子束焊接等几种措施,尽可能减少焊接变形。

中国实验快堆控制棒驱动线抗震试验研究

本工作依据相关规范,参考当前核电厂控制棒驱动线抗震试验的先进技术,结合中国实验快堆控制棒驱动线的结构特点,对中国实验快堆安全棒驱动线进行了抗震鉴定试验研究。研究结果为其安全评审提供了重要数据。

秦山核电二期工程控制棒驱动机构国产化研制

介绍了秦山核电二期工程控制棒驱动机构的主要结构特点及国产化研制过程中开展的主要工作和试验研究。秦山核电二期工程1#机组控制棒驱动机构的安装、调试和运行表明,国产化控制棒驱动机构设计合理,运行可靠,其性能完全满足秦山核电二期工程的设计要求。

高通量工程试验堆物理计算方法的研究

研究了高通量工程试验堆堆芯栅元计算模型 ,特别是多层套管燃料组件的计算模型 ;提出了控制棒扩散系数修正方法 ;开发了栅元计算程序WIMS D4 CNPRI和六角形堆芯扩散计算程序CITATION/SIXTUS 2 / 3软件包 ,并成功的将它们用于高通量工程试验堆的物理计算。