低溫堆樹模工程把持棒驅(qū)念頭構(gòu)1 1工程驗證實驗實現(xiàn)

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高溫堆示范工程控制棒驅(qū)動機構(gòu)1:1工程驗證試驗完成

　　清華消息網(wǎng)10月13日電 10月3日，在清華大學(xué)核研院高溫氣冷堆工程實驗室，高溫堆示范工程一回路重要設(shè)備控制棒驅(qū)動機構(gòu)順?biāo)焱瓿?:1熱態(tài)工程驗證試驗。該試驗用時4個多月，控制棒累積行程超過100千米，相稱于在現(xiàn)實反應(yīng)堆中運行80年，驗證了控制棒驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計可行性及在反應(yīng)堆條件下歷久運行的可靠性。這是高溫氣冷堆核電站嚴重專項取得的又一重要技術(shù)成果。

　　節(jié)制棒驅(qū)動機構(gòu)是保障高溫氣冷堆核電站運轉(zhuǎn)控制，如反映堆啟動、熱停堆、冷停堆及功率調(diào)理等的要害裝備之一。掌握棒驅(qū)動機構(gòu)的重要工藝跟設(shè)備均由清華年夜學(xué)核研院自力設(shè)計、研發(fā)，并由上海第一機床廠無限公司制作實現(xiàn)，癥結(jié)部件及工藝全體完成國產(chǎn)化，存在自立常識產(chǎn)權(quán)。

　　控制棒驅(qū)動機構(gòu)工程試驗樣機于2011年5月完成出廠驗收，樣機在結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝、運行環(huán)境等方面均與工程產(chǎn)品分歧，確保了工程驗證試驗的正確性。

　　控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷態(tài)性能驗證試驗于2011年6月至2012年1月在中核動力科技有限公司工程研發(fā)核心完成。隨后，2012年在清華大學(xué)核研院進步反應(yīng)堆工程實驗室建成控制棒驅(qū)動機構(gòu)工程驗證試驗平臺，同年12月，開始進行控制棒驅(qū)動機構(gòu)熱態(tài)工程驗證試驗，至2014年10月完成熱態(tài)試驗，控制棒累積運行行程達到103000米。這一行程壽命超越了反應(yīng)堆運行40年所要求的驅(qū)動機構(gòu)行程壽命的2倍，大局部主要零部件的行程壽命已到達120年。

　　按照律例要求,清華總裁課程，環(huán)保部有關(guān)羈系部分分辨于2011年12月及2014年6月對冷態(tài)及熱態(tài)試驗中的保險相干試驗進行了現(xiàn)場見證，并對試驗過程中的品質(zhì)控制進行了檢查，檢討結(jié)果以為試驗過程及成果均知足試驗綱要要求。

　　名目實行近6年以來，清華大學(xué)的科研職員踴躍探索，中核動力科技有限公司自動和諧，與設(shè)備制造廠結(jié)合攻關(guān)，霸占了多項技巧困難。

　　起首是固體潤滑工藝研討。控制棒驅(qū)動機構(gòu)中存在大批機器摩擦副，比方各類軸承、齒輪、蝸輪、蝸桿、鏈輪以及控制棒鉸樞紐等，這些磨擦副持久任務(wù)于反響堆一回路的高溫氦氣中，且需承受較高的積累輻照劑量，反應(yīng)堆運行過程當(dāng)中無奈停機裝配停止部件的再潤滑。為保證控制棒驅(qū)動機構(gòu)在刻薄的工況下穩(wěn)固牢靠運行，課題組針對不同零部件外形、分歧的摩擦副絕對活動情勢和不同的涂層功效要求，發(fā)展了多種涂層制備工藝（冷噴涂、熱噴涂、真空鍍等）及多種涂層資料（無機、無機及陶瓷涂層，類金剛石、氮化鈦、碳化鎢等多種薄膜）的試驗研究，經(jīng)由恒久摸索積聚，逐個獲得沖破。高溫?zé)o油潤滑軸承的研發(fā)是個中較為典范的案例：在控制棒驅(qū)動機構(gòu)中使用大量軸承，針對試驗進程中發(fā)明的軸承磨損、卡澀、堅持架決裂、應(yīng)用壽命短等問題，總計提出了11種設(shè)計計劃，經(jīng)試驗驗證，今朝采用的軸承在高溫氦氣條件下的壽命超越2000萬圈，完整滿意示范電站控制棒驅(qū)動機構(gòu)500萬圈軸承使用壽命的請求。高溫?zé)o油光滑軸承也是接收球停堆體系、燃料裝卸系統(tǒng)等面對的個性問題，這一結(jié)果為有關(guān)聯(lián)統(tǒng)的軸承研發(fā)供給了可貴教訓(xùn)。

　　其次是特種電機研發(fā)。為削減非打算停堆次數(shù)，提高低溫堆樹模工程的經(jīng)濟性，把持棒驅(qū)念頭構(gòu)中的步進電機為雙繞組電機，同時電機驅(qū)動器采取冗余設(shè)計，當(dāng)此中一個驅(qū)動器毛病時可主動切換至熱備份驅(qū)動器。電機的計劃壽命在150℃、7兆帕氦氣情況下很多于10年。因為連續(xù)蒙受高頻脈沖（PWM）電壓打擊，電機在試驗中屢次產(chǎn)生匝間擊穿景象，為處理這一成績，課題組從漆包線選材、繞組浸漆工藝及層間絕緣工藝設(shè)計等多方面停止了優(yōu)化改良，進步了電機在常壓氦氣氛圍下的絕緣機能，同時經(jīng)由過程濾波設(shè)計克制了電機繞組真?zhèn)�高頻脈沖（PWM）過沖電壓。經(jīng)試驗驗證，電機在熱態(tài)氦氣前提下累計運轉(zhuǎn)跨越了1000小時，處理了機電低溫絕緣生效、匝間短路等成績，經(jīng)過了實驗考察。

　　另外，針對試驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題，對控制棒驅(qū)動機構(gòu)的傳動線進行了多項部分的設(shè)計改進。包含：改進齒輪制造工藝，加強其耐磨性；改進鏈輪-鏈條的構(gòu)造和材料設(shè)計，解決了鏈輪磨損問題；改進碟簧減震器設(shè)計，防止了堵鏈等。一切改進工藝都在熱態(tài)工程驗證試驗中獲得驗證。

　　至此，高溫堆示范工程控制棒產(chǎn)品設(shè)計完全定型，制造廠家上海第一機床廠無限公司將依照有關(guān)質(zhì)保法式開端示范工程控制棒產(chǎn)物的制造。

供稿：核研院　編纂：蕾蕾