控制棒驱动机构

摘要： 考虑控制棒驱动机构步跃过程中冲击载荷及结构参数的随机性,基于Miner累积损伤理论和应力强度干涉理论建立承压壳体螺纹与步跃步数相关的疲劳可靠性模型。通过结构可靠性分析,研究疲劳寿命的分布特性及结构失效率变化特征。研究表明,通过不同循环应力水平下的疲劳寿命分布参数可以预测结构疲劳失效率的变化规律。

摘要： 针对ML-B型控制棒驱动机构冷热态性能试验中缓冲轴运动时间波动较大的问题,对驱动机构步进运动过程中缓冲轴的运动特性进行了研究。分析了驱动机构在提升和下插运动过程中缓冲轴的不同下插运动状态,以及相关结构参数对运动时间的影响,找到了引起缓冲轴运动时间大幅度波动的关键结构参数。研究结果表明:弹簧刚度和负载的变化不会导致缓冲轴下插运动时间的大幅度波动,造成缓冲轴运动时间大幅度波动的因素只可能是挤水运动的间隙,在间隙小于0.19 mm时,每0.01 mm的波动将会导致冷态空载状态下运动时间约90 ms的波动、热态空载状态下运动时间约35 ms的波动。

摘要： 针对国产CAP1400系列核电站控制棒驱动机构密集阵列排布特点,创新设计并研发了一种具有刚性体、柔性体和软体一体化运动特征的新型控制棒驱动机构检查机器人。该机器人具有由液压剪叉升降机构、麦克纳姆轮底盘和直线模组组成的刚性推进模块、柔索驱动的连续体主机械臂模块以及气驱动的软体伸缩模块。对柔索驱动的单级关节段连续体柔性臂进行运动学分析并探究多电机协调控制策略,并对气驱动的软体伸缩模块进行了分析与测试;最后,在模拟环境中对该机器人进行功能测试,测试结果表明该机器人的各项功能均达到预期效果。该研究为核环境受限空间中规则密集排布管线检查提供了一种新的解决方案和新型机器人。

摘要： 针对考虑共因失效的多失效模式可靠性问题,基于分析法设计的失效准则和响应面法建立非连续的功能函数,采用点估计法计算功能函数的前四阶中心矩,并根据高阶矩标准化技术在标准正态空间中计算可靠度。通过对控制棒驱动机构(CRDM)承压壳体多失效模式可靠性建模分析,验证了该方法在核电设备结构可靠性分析中的适用性。结果表明,对于基本随机变量偏度较大的情况,点估计法比传统基于摄动理论的一次可靠性方法精度更高,也更适用于功能函数复杂的多失效模式可靠性分析。

摘要： 本研究以设计规范为基础,参考国际相关制造经验,并结合工程实际,制定了控制棒驱动机构(CRDM)耐压壳钩爪段用X3CrNiMo13-4马氏体不锈钢的制造工艺和关键参数,成功制备出了满足设计要求的耐压壳用马氏体不锈钢。试验结果表明,材料的综合性能(如屈强比和磁性能)有所提升,相关指标达到国际领先水平。EPR CRDM耐压壳钩爪段用马氏体钢的成功研制为国内外核电项目建设提供有力的技术保障。

摘要： 采用有限元仿真、蒙特卡洛仿真、Archard磨损模型和应力强度干涉理论开展了钩爪伸出和收回工况下的销轴滑动磨损寿命与可靠性研究。钩爪收回工况与伸出工况相比,3个销轴的平均法向载荷和接触面积显著增加,而滑动距离变化较小。到第1800万次运动步数时,钩爪缓冲轴销轴、连杆衔铁销轴和钩爪连杆销轴的磨损可靠度预测值分别降低到0.0761、0.2328和0.2930,无法满足新一代预测驱动机构超长寿命的要求。此外,针对销轴磨损模型中的参数进行了基于有限差分法的可靠性灵敏度分析,可为后续提高销轴磨损可靠性水平提供参考。

摘要： 针对核电站发电机组高稳定性和高可靠性等要求,设计了一套核电控制棒驱动机构电源系统(RAM)样机.该系统样机由两台电动机-发电机组和控制柜、断路器柜组成.从无功功率分配、系统监测保护和并网设计等方面对核电控制棒驱动机构电源系统进行设计,其中并网设计是该系统样机的核心技术.通过两种并网方式优劣对比,选择加载并车电阻方式.经试验验证:样机各项性能指标满足技术要求;采用加裁并车电阻并网方式,一次并车成功率超过90％,并车时间基本控制在20 s以内.

摘要： 采用有限元仿真、蒙特卡洛仿真、Archard磨损模型和应力强度干涉理论开展了钩爪伸出和收回工况下的销轴滑动磨损寿命与可靠性研究.钩爪收回工况与伸出工况相比,3个销轴的平均法向载荷和接触面积显著增加,而滑动距离变化较小.到第1 800万次运动步数时,钩爪缓冲轴销轴、连杆衔铁销轴和钩爪连杆销轴的磨损可靠度预测值分别降低到0.076 1、0.232 8和0.293 0,无法满足新一代预测驱动机构超长寿命的要求.此外,针对销轴磨损模型中的参数进行了基于有限差分法的可靠性灵敏度分析,可为后续提高销轴磨损可靠性水平提供参考.

摘要： 采用真空感应+保护气氛电渣重熔冶炼出GH1059合金,经过锻造+热挤压+两个道次冷轧工艺成功研制出外径186 mm/内径104 mm的动导管.检测结果表明:GH1059合金动导管表面质量及尺寸精度优良,基体为全奥氏体组织,平均晶粒尺寸约为78.23 μm,晶内有近似圆形的含Cr、Fe、Ni、Mo的碳化物,晶内及晶界还有呈片层状的富Cr、Mo的碳化物;动导管的拉伸性能、硬度、冲击韧性、耐铜-硫酸铜-16％硫酸及硝酸的腐蚀性能优良.国产化GH1059合金动导管的各项指标均满足其使用要求.

摘要： 对基于齿轮传动原理的控制棒驱动机构离合器开展设计研究,研究了离合器中的矩形花键和渐开线花键等关键传动部件的可靠性和安全性,对矩形花键连接和渐开线花键连接进行了理论强度校核计算分析和仿真计算分析.分析结果表明,所建立的离合器模型和仿真计算合理,普通不锈钢材料可以满足离合器关键传动部件的强度需求.

摘要： 控制棒驱动机构是驱动反应堆核控制棒组件的重要设备,其提升能力是考验该机构设计成功与否的关键.以控制棒驱动机构提升磁路为研究对象,结合电磁分析软件MagNet对线圈匝数,线圈电阻,线圈端电压,弹簧刚度等因素对控制棒驱动机构提升性能的影响进行了计算分析,给出了在不同影响因素作用下,提升回路线圈电流,衔铁位移,电磁力等反应提升性能的计算结果.结果表明单纯增加线圈匝数对机构的提升性能不利;减小线圈等效电阻值可以提高提升性能;增加线圈匝数并增加线圈端电压是提升驱动机构提升性能的最佳方法;改变弹簧刚度对提升力的贡献较小.

摘要： 控制棒驱动机构振动监测装置主要是采用非接触式的声波阵列信号监测,辅以接触式的振动、温度信号监测,并根据设备的历史数据分析,用于综合监测与初步故障判断,提前预知复杂环境下转动设备故障趋势以提高设备的可靠性.本装置采用新的设计方法解决了基于国内传统振动监测方法设计的装置无法适用于反应堆这种高安全性能、高辐射环境的监测与故障预判等问题.

摘要： 压水堆核电厂控制棒驱动机构用来提升、下降或下插控制棒，对反应堆进行功率调节和启停控制，它是直接影响反应堆安全运行的关键设备之一。通过对控制棒驱动机构OMEGA密封的结构特点、工况条件及应力腐蚀机理进行分析,提出了相应的控制措施,以及耐压壳整体更换、局部挖补、加装外部机械密封夹具、角焊缝变更、OVERLAY堆焊修复等缺陷处理的技术方案,对几种技术方案的应用特点进行了分析.

摘要： 控制棒驱动机构是核电厂中的重要安全设备,主要用于反应堆的启停、功率调节以及事故工况下的快速释棒停堆.位于控制棒驱动机构的之中的运动部件,在核电厂设计寿期内经历数百万次的冲击载荷.某样机寿命试验表明控制棒驱动机构中的部分部件存在冲击破损的可能.为对控制棒驱动机构运动部件运动和冲击载荷进行分析,推导和建立了运动部件受冲击前后的动力学方程.分析中考虑了重力、电磁力、水阻和弹簧力载荷,并使用数值分析方法对方程进行了求解.得到了包括冲击末速度和最大冲击力等结果,为后续运动部件寿命评估提供了依据.

摘要： 针对控制棒驱动机构钩爪销孔钴基合金堆焊时堆焊层容易出现裂纹、孔洞等缺陷,钩爪成品的尺寸精度及粗糙度不能满足设计要求的难题,通过控制钩爪的制造过程包括机加工过程和焊接过程,获得了无裂纹、孔洞等缺陷的钩爪销孔堆焊层,且钩爪的尺寸精度及粗糙度达到设计规范要求.

摘要： 介绍了国内某制造厂承制的压水堆核电站控制棒驱动机构出现移动衔铁释放临界电流超差的不符合项.通过多种因素排查过程分析可能产生此不符合项的原因,并给出结论及处理办法,从中总结目前控制棒驱动机构国产化过程中存在的问题.

摘要： 针对控制棒驱动机构滚轮振动信号采集过程受到噪声干扰的问题,提出了小波半软阈值(SWT)和Hilbert变换法相结合的去噪方法.该方法首先利用小波半软阈值算法在时频域对滚轮振动信号进行降噪处理,然后进行Hilbert变换求出其包络谱,分析寿命试验与缺陷验证试验中不同的滚轮振动信号.试验结果表明,该方法可有效消除噪声对振动信号的干扰,证明了小波半软阈值与Hilbert变换相结合的方法在驱动机构滚轮状态识别和故障诊断中的有效性,为驱动机构的状态判别提供了理论支持.

摘要： 反应堆压力容器控制棒驱动机构(CRDM)作为一回路压力边界的一部分,其耐压壳的泄露将导致反应堆无法正常启停和功率调节.在核电站役前/在役检查中,需定期进行强制性规范检查.本文以高性能多轴运动控制卡为硬件核心平台,采用LabVIEW语言进行控制软件开发,设计和实现了反应堆压力容器CRDM检查机控制系统,解决了定位机械臂的高精度、快速自动定位和边缘检查避碰等关键技术难题.已通过国家核安全局的能力验证,并用于台山核电站役前检查项目中.

摘要： 控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆中调节反应堆功率和紧急停堆的核心设备,对反应堆的运行和安全有重要影响.为保证控制棒驱动机构的正常运行,磁轭线圈温度必须低于设计温度以免绝缘失效.CRDM驱动杆与承压壳体之间的环形夹层内高温冷却剂的自然对流是CRDM轴向传热的主要因素.本文基于CRDM样机,将其简化为一端开口、一端封闭的竖直环形夹层结构,建立实验装置并开展外部通风冷却的耦合传热实验.研究了环形夹层入口水温、环形夹层外部风速等因素对环形夹层内自然对流传热的影响结对实验对象开展了CFD数值模拟,分析了竖直环形夹层耦合外部强制风冷传热现象.数值结果表明CFD方法能给出其自然对流现象.

摘要： 针对钩爪钴基合金堆焊时堆焊层易出现裂纹、孔洞等各种缺陷,堆焊层的硬度和钩爪尺寸精度很难达到设计规范要求的难点,通过选用合理的热处理制度、采用合适的堆焊结构、正确选择堆焊顺序、选择合适的焊接方法、设计合适的隔热工装等措施,获得了无裂纹、孔洞等缺陷的堆焊层,经硬度测试、金相检验、尺寸检查,结果表明堆焊层无缺陷、堆焊层硬度和钩爪尺寸精度均达到设计规范要求.

摘要： 本发明涉及核反应堆控制棒水压驱动设备技术领域，尤其涉及一种控制棒夹持结构以及设有该组件的驱动机构。该控制棒夹持结构包括内套、定位机构和销爪机构，内套用于穿设在若干组水压缸的轴孔内，内套中设有用于供控制棒驱动轴沿轴向运动的通道，内套沿轴向依次设有至少两个安装位，相邻的安装位之间设有水压缸；每个安装位上分别安装有至少一组销爪机构以及至少一组定位机构，销爪机构用于夹持并带动控制棒驱动轴运动，相邻的销爪机构与定位机构之间成预设角度设置。本发明能减少抓取和移动时对控制棒驱动轴的磨损，并能消除零件加工及装配的误差以及位置偏差对控制棒驱动轴的移动准确性造成的不利影响。

摘要： 本实用新型涉及核反应堆控制棒水压驱动设备技术领域，尤其涉及一种控制棒夹持结构以及设有该组件的驱动机构。该控制棒夹持结构包括内套、定位机构和销爪机构，内套用于穿设在若干组水压缸的轴孔内，内套中设有用于供控制棒驱动轴沿轴向运动的通道，内套沿轴向依次设有至少两个安装位，相邻的安装位之间设有水压缸；每个安装位上分别安装有至少一组销爪机构以及至少一组定位机构，销爪机构用于夹持并带动控制棒驱动轴运动，相邻的销爪机构与定位机构之间成预设角度设置。本实用新型能减少抓取和移动时对控制棒驱动轴的磨损，并能消除零件加工及装配的误差以及位置偏差对控制棒驱动轴的移动准确性造成的不利影响。

摘要： 本发明公开了一种控制棒驱动机构，包括如下部件：固定式外筒；活动设置于固定式外筒内的活动式内筒；驱动活动式内筒上下运动的第一驱动装置；设置于固定式外筒内且位于活动式内筒下方的驱动轴；设置于活动式内筒底端并能够卡紧驱动轴顶端的钩爪；驱动钩爪开合的第一控制机构；设置于驱动轴底端的抓手；驱动抓手开合的第二控制机构。本发明还公开了一种控制棒驱动方法。本发明的优点在于：结构简单，制造难度低和动作可靠。

摘要： 本发明公开一种控制棒驱动机构，包括机座、电机、传动杆、空心轴、顶推杆及至少三个抓手；空心轴与机座固定连接，空心轴的内壁设置有螺纹区，顶推杆的侧壁设有外螺纹，顶推杆容置于空心轴内并与螺纹区螺纹配合，电机固定于机座并驱使传动杆转动，传动杆的下端伸入空心轴内并与顶推杆周向定位地连接，抓手枢接于空心轴的侧壁，且抓手的下端形成向空心轴的中心轴线延伸并倾斜向下的卡勾面，顶推杆向下顶推抓手的上端并驱使至少三个抓手的卡勾面共同夹持控制棒。本控制棒驱动机构与控制棒的装拆便捷，并能有效降低控制棒脱扣的危险性。相应的，本发明提供了一种控制棒驱动机构与控制棒的连接方式。

摘要： 本发明公开了一种控制棒驱动机构卷筒组件及控制棒驱动机构，所述卷筒组件包括丝杠以及螺纹连接在丝杠上的卷筒，所述卷筒用于缠绕牵引控制棒的钢丝绳，还包括限位装置，在钢丝绳释放时卷筒沿着丝杠轴线运动的方向上，所述限位装置位于卷筒的前方，限位装置用于限制卷筒沿着丝杠轴线运动的终点位置。所述控制棒驱动机构包括所述卷筒组件。本方案的结构设计可提升卷筒组件、控制棒驱动机构的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种控制棒驱动机构，包括如下部件：固定式外筒；活动设置于固定式外筒内的活动式内筒；驱动活动式内筒上下运动的第一驱动装置；设置于固定式外筒内且位于活动式内筒下方的驱动轴；设置于活动式内筒底端并能够卡紧驱动轴顶端的钩爪；驱动钩爪开合的第一控制机构；设置于驱动轴底端的抓手；驱动抓手开合的第二控制机构。本发明还公开了一种控制棒驱动方法。本发明的优点在于：结构简单，制造难度低和动作可靠。

摘要： 本发明公开一种控制棒驱动机构，包括机座、电机、传动杆、空心轴、顶推杆及至少三个抓手；空心轴与机座固定连接，空心轴的内壁设置有螺纹区，顶推杆的侧壁设有外螺纹，顶推杆容置于空心轴内并与螺纹区螺纹配合，电机固定于机座并驱使传动杆转动，传动杆的下端伸入空心轴内并与顶推杆周向定位地连接，抓手枢接于空心轴的侧壁，且抓手的下端形成向空心轴的中心轴线延伸并倾斜向下的卡勾面，顶推杆向下顶推抓手的上端并驱使至少三个抓手的卡勾面共同夹持控制棒。本控制棒驱动机构与控制棒的装拆便捷，并能有效降低控制棒脱扣的危险性。相应的，本发明提供了一种控制棒驱动机构与控制棒的连接方式。

摘要： 一种核反应堆包括压力容器和控制棒组件，控制棒组件包括：包括有中子吸收材料的至少一个可移动控制棒、用于控制至少一个控制棒的运动的控制棒驱动机构（CRDM）、以及将至少一个控制棒和CRDM可操作地连接的联接件。联接件包括第一部分和第二部分，第一部分包括具有在室温下的第一密度的第一材料，第二部分包括具有在室温下的第二密度的第二材料，第二密度大于第一密度。在某些实施例中，联接件包括连接杆，连接杆包括中空或部分中空的连接杆管和设置在中空或部分中空的连接杆管中的填料，连接杆管包括具有第一密度的第一材料，填料包括具有比第一密度大的第二密度的第二材料。

摘要： 本发明提供一种用于高温气冷堆控制棒驱动机构的限位装置及驱动机构，包括主体、传动齿轮、丝杠、第一电极、第二电极和第三电极；所述传动齿轮设置于所述主体的内部，所述丝杠设置于所述传动齿轮的输出端，所述传动齿轮被配置为在驱动组件的驱动下旋转并带动所述丝杠旋转；所述第一电极设置于所述丝杠的预设位置；所述第二电极设置于所述丝杠，并在所述丝杠的旋转驱动下朝所述预设位置移动；所述第三电极可拆卸地设置于所述主体的内部并靠近所述预设位置。本发明的一个技术效果在于，结构设计合理，能够对控制棒的移动进行准确的限位，保障了驱动机构的可靠稳定运行。

摘要： 本实用新型公开了一种控制棒驱动机构卷筒组件及控制棒驱动机构，所述卷筒组件包括丝杠以及螺纹连接在丝杠上的卷筒，所述卷筒用于缠绕牵引控制棒的钢丝绳，还包括限位装置，在钢丝绳释放时卷筒沿着丝杠轴线运动的方向上，所述限位装置位于卷筒的前方，限位装置用于限制卷筒沿着丝杠轴线运动的终点位置。所述控制棒驱动机构包括所述卷筒组件。本方案的结构设计可提升卷筒组件、控制棒驱动机构的可靠性。