低温堆树模工程把持棒驱念头构1 1工程验证实验实现

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高温堆示范工程控制棒驱动机构1:1工程验证试验完成

　　清华消息网10月13日电 10月3日，在清华大学核研院高温气冷堆工程实验室，高温堆示范工程一回路重要设备控制棒驱动机构顺遂完成1:1热态工程验证试验。该试验用时4个多月，控制棒累积行程超过100千米，相称于在现实反应堆中运行80年，验证了控制棒驱动机构的设计可行性及在反应堆条件下历久运行的可靠性。这是高温气冷堆核电站严重专项取得的又一重要技术成果。

　　节制棒驱动机构是保障高温气冷堆核电站运转控制，如反映堆启动、热停堆、冷停堆及功率调理等的要害装备之一。掌握棒驱动机构的重要工艺跟设备均由清华年夜学核研院自力设计、研发，并由上海第一机床厂无限公司制作实现，症结部件及工艺全体完成国产化，存在自立常识产权。

　　控制棒驱动机构工程试验样机于2011年5月完成出厂验收，样机在结构、材料、制造工艺、运行环境等方面均与工程产品分歧，确保了工程验证试验的正确性。

　　控制棒驱动机构冷态性能验证试验于2011年6月至2012年1月在中核动力科技有限公司工程研发核心完成。随后，2012年在清华大学核研院进步反应堆工程实验室建成控制棒驱动机构工程验证试验平台，同年12月，开始进行控制棒驱动机构热态工程验证试验，至2014年10月完成热态试验，控制棒累积运行行程达到103000米。这一行程寿命超越了反应堆运行40年所要求的驱动机构行程寿命的2倍，大局部主要零部件的行程寿命已到达120年。

　　按照律例要求,清华总裁课程，环保部有关羁系部分分辨于2011年12月及2014年6月对冷态及热态试验中的保险相干试验进行了现场见证，并对试验过程中的品质控制进行了检查，检讨结果以为试验过程及成果均知足试验纲要要求。

　　名目实行近6年以来，清华大学的科研职员踊跃探索，中核动力科技有限公司自动和谐，与设备制造厂结合攻关，霸占了多项技巧困难。

　　起首是固体润滑工艺研讨。控制棒驱动机构中存在大批机器摩擦副，比方各类轴承、齿轮、蜗轮、蜗杆、链轮以及控制棒铰枢纽等，这些磨擦副持久任务于反响堆一回路的高温氦气中，且需承受较高的积累辐照剂量，反应堆运行过程当中无奈停机装配停止部件的再润滑。为保证控制棒驱动机构在刻薄的工况下稳固牢靠运行，课题组针对不同零部件外形、分歧的摩擦副绝对活动情势和不同的涂层功效要求，发展了多种涂层制备工艺（冷喷涂、热喷涂、真空镀等）及多种涂层资料（无机、无机及陶瓷涂层，类金刚石、氮化钛、碳化钨等多种薄膜）的试验研究，经由恒久摸索积聚，逐个获得冲破。高温无油润滑轴承的研发是个中较为典范的案例：在控制棒驱动机构中使用大量轴承，针对试验进程中发明的轴承磨损、卡涩、坚持架决裂、应用寿命短等问题，总计提出了11种设计计划，经试验验证，今朝采用的轴承在高温氦气条件下的寿命超越2000万圈，完整满意示范电站控制棒驱动机构500万圈轴承使用寿命的请求。高温无油光滑轴承也是接收球停堆体系、燃料装卸系统等面对的个性问题，这一结果为有关联统的轴承研发供给了可贵教训。

　　其次是特种电机研发。为削减非打算停堆次数，提高低温堆树模工程的经济性，把持棒驱念头构中的步进电机为双绕组电机，同时电机驱动器采取冗余设计，当此中一个驱动器毛病时可主动切换至热备份驱动器。电机的计划寿命在150℃、7兆帕氦气情况下很多于10年。因为连续蒙受高频脉冲（PWM）电压打击，电机在试验中屡次产生匝间击穿景象，为处理这一成绩，课题组从漆包线选材、绕组浸漆工艺及层间绝缘工艺设计等多方面停止了优化改良，进步了电机在常压氦气氛围下的绝缘机能，同时经由过程滤波设计克制了电机绕组真个高频脉冲（PWM）过冲电压。经试验验证，电机在热态氦气前提下累计运转跨越了1000小时，处理了机电低温绝缘生效、匝间短路等成绩，经过了实验考察。

　　另外，针对试验过程中发现的问题，对控制棒驱动机构的传动线进行了多项部分的设计改进。包含：改进齿轮制造工艺，加强其耐磨性；改进链轮-链条的构造和材料设计，解决了链轮磨损问题；改进碟簧减震器设计，防止了堵链等。一切改进工艺都在热态工程验证试验中获得验证。

　　至此，高温堆示范工程控制棒产品设计完全定型，制造厂家上海第一机床厂无限公司将依照有关质保法式开端示范工程控制棒产物的制造。

供稿：核研院　编纂：蕾蕾