摘要：安注结构对于压水堆一回路的压力边界失效时防止堆芯将因为持续的发热而“蒸干”有着重要作用。为此,本文通过对安注结构进行建模仿真计算,分析安注结构对于流动的影响,并基于代理模型进行多目标优化,得出文丘里形式的直接安注结构安注管有两个作用。一是节流作用,防止反应堆内的流体倒流,二是与挡流板配合使用,防止安注冷水在大流量时冲到吊篮组件上。通过优化使导流板两侧流动顺畅,导流板两侧压力分布接近,都较为均匀,优化后的导流板受力降低,优化的效果较为明显。

摘要：利用理论分析和有限元分析(FEA)相结合的方法,研究了控制棒驱动机构(CRDM)中磁路饱和对电磁参数以及磁路参数的影响。通过建立CRDM等效磁路(EMC)模型,推导获取磁路参数的方法,并基于FEA获得了CRDM电磁参数以及磁路参数随电流和主气隙长度的变化趋势。分析结果表明,主磁路剩余磁阻和线圈电感受磁路饱和的影响较大;CRDM漏磁系数与磁路饱和的关系较小,但受主气隙长度的影响较大;主气隙磁阻的计算应考虑气隙磁通边缘效应。本研究为CRDM的EMC模型优化提供了理论依据。

摘要：单相逆变器在核电厂棒位检测系统中工作于电压源模式,其负载棒位探测器通常等效为阻感性负载,而阻感性负载连接至逆变器输出端不能稳定地输出正弦电压。为此,本文针对单相逆变器棒位探测器电源系统提出了一种比例复数积分(PCI)控制策略,并给出控制器参数设计方法。首先,基于系统的频域模型推导出电流环比例积分(PI)控制器和电压环PCI控制器参数解析式,并考虑负载参数对系统稳定性的影响。然后,设定期望的电流环和电压环开环截止频率和相位裕度,通过本文方法解析计算PI和PCI控制器参数。最后,通过MATLAB仿真验证了本文方法能够使阻感性负载下的单相逆变器得到稳定的输出电压与输出电流,且输出电流谐波畸变率(THD)<0.3%。该方法可以为单相逆变器棒位探测器电源系统控制提供指导。

摘要：针对电机噪声分析时有限元软件ANSYS不能直接得到声响特性与实验数据比对的问题,研究与振动声学分析软件SYSNOISE进行联合仿真的方法。以一台永磁直流电机为例,建立基于AN-SYS的结构动力模型,计算振动频响特性并作为输入边界激励条件加入SYSNOISE,用SYSNOISE计算出声压频响特性。仿真与实验结果表明,最大相对误差为8.5%,满足工程设计需要。给出了AN-SYS与SYSNOISE间结构网格和边界条件预处理与导入的具体办法,解决了两个软件的兼容问题。该方法利用两个软件的优势加快了计算速度,仿真结果亦直观,方便与实验结果相比较。

摘要：电磁结构设计是控制棒驱动机构用电磁轴承本体设计的核心环节。为了获得合理的电磁结构,针对不同磁通分布形式进行了电磁结构选型,建立了用于电磁分析的解析模型和有限元模型;然后采用有限元仿真分析的方法确定了电磁轴承的工作点,并对电流刚度和位移刚度等电磁轴承关键性能参数进行了深入分析研究;最后采用有限元仿真分析结果与解析计算结果对比的方式进行了互算验证。验证结果表明,控制棒驱动机构用电磁轴承本体电磁结构设计合理,各项性能指标均可满足设计要求。

摘要：核电厂反应堆的控制棒驱动机构(CRDM)采用同步电机作为机电能量转换的关键部件,电机的单边径向磁拉力会导致电机转子轴系变形,并加剧轴承的磨损,对CRDM寿命和核反应堆运行可靠性产生重要影响。本文分析了CRDM电机径向静偏心、径向动偏心、倾斜偏心的机理,并建立了径向磁拉力、轴向磁拉力计算的数学模型,分析获得了径向磁拉力、轴向磁拉力的变化规律以及与偏心量的关系,结果表明CRDM电机的径向磁拉力相对轴向磁拉力显著较大,并且与转子中心偏心量呈线性正比关系,与转子两端最多倾斜偏心量呈非线性正比关系,所得结论能够为CRDM电机优化改进和轴系结构设计提供指导和依据。

摘要：电磁结构设计是电磁型反应堆控制棒驱动机构设计的核心环节。本文提出了一种适用于控制棒驱动机构的圆筒型直线电动机。首先,描述了该类电机的基本电磁结构,其次,采用解析计算的方法,推导了可行的极槽数配合,分析了一种新型集中绕组结构。然后,采用二维有限元的方法,对极槽配合、绕组结构形式和电磁结构尺寸等影响机构性能指标的关键因素进行了深入研究,并基于研究成果开展了电磁结构详细设计和试验验证等工作。试验结果表明,直线电机型控制棒驱动机构电磁结构设计合理,可按照控制指令实现提升、下插、保持和落棒等基本功能,提升力、跟随特性和落棒性能等技术指标均可满足设计要求。

摘要：对于压水反应堆结构,辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)是其最主要的失效机制。理解辐照条件下辐照缺陷与微裂纹之间的相互作用,是理解辐照促进应力腐蚀开裂微观机制的重要一步。在本研究中,利用反应力场分子动力学(ReaxFF-MD)方法,模拟了体心立方结构(α相)的纯铁在辐照-应力-腐蚀三因素耦合作用下的演化过程,并对其进行腐蚀模拟与拉伸应变模拟,研究辐照促进应力腐蚀开裂底层物理机制及影响因素。

摘要：在新一代反应堆控制棒驱动机构耐温等级提升后,为分析取消控制棒驱动机构强制通风系统是否可行,建立了基于单台控制棒驱动机构流场的计算模型,合理确定了求解方法和边界条件,并通过与试验结果进行拟合,进行了控制棒驱动机构群全尺寸模型的温场和速度场计算,得到基于自然对流的控制棒驱动机构温场效应。研究结果表明,通过自然对流可以将控制棒驱动机构运行产生的热量完全带出堆坑,不存在堆坑窝热情况,并且随着控制棒驱动机构群总输出功率的增加,堆顶区域的自然循环强度也增加,可以达到冷却控制棒驱动机构的效果。因此,耐温等级提升后的控制棒驱动机构可以取消强制通风。

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。