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。

控制棒驱动机构工作过程中钩爪组件需反复运动,且需承受驱动杆的冲击载荷,易引起组件中零件受载变形以及运动副配合间隙变化,影响钩爪的运动精度,进而影响钩爪组件的运动可靠性。以控制棒驱动机构钩爪组件为研究对象,研究了受载变形对钩爪组件运动可靠性的影响。根据钩爪组件的运动过程和功能原理,以钩爪伸出量为钩爪组件运动可靠性表征参数,根据有效杆长理论,建立了受载变形影响下钩爪伸出量的计算模型;在此基础上,进一步考虑受载变形量的不确定性,提出了一种考虑受载变形影响的钩爪组件运动可靠性分析方法。

为了对核电厂压水型核反应堆控制棒驱动机构的可靠性随其升降运行步数变化的规律进行分析及预测,提出一种基于动态Bayes网络的系统可靠性建模与分析方法。首先通过建立动态Bayes网络模型对驱动机构不同功能单元的状态随运行步骤发生循环变化的特点进行描述,进而基于所建立的模型对系统整体任务可靠性进行了分析,最后结合案例对提出的方法进行了验证。结果表明,建立的模型能够为控制棒驱动机构产品的可靠性设计分析工作提供参考。

针对AP/CAP机组寿期内控制棒驱动机构多次更换的需求,为了降低焊接变形及残余应力,将激光技术引入到控制棒驱动机构密封焊缝的焊接中,并在模拟件上共进行了7次切-焊循环。结果表明;激光焊接方法可行;填充环结构设计合理,焊道成形良好,余高均匀,未发生未焊透、未熔合、咬边等情况;焊缝渗透检测也无任何缺陷显示;各次切-焊循环中模拟件下部唇边外径变形量基本处于稳定状态,尤其是前4次循环,外径仅与设计值相差0.02 mm;焊缝残余应力为拉应力,且随着循环次数增加呈减小的趋势。

控制棒驱动机构是反应堆控制和保护系统的伺服机构,其密封壳是反应堆一回路压力边界的一部分。“华龙一号”控制棒驱动机构密封壳与二代加堆型控制棒驱动机构密封壳在结构上有所不同。本文通过首台“华龙一号”控制棒驱动机构密封壳的制造,从质量控制角度出发,分析了密封壳原材料、焊接、加工制造过程中的难点及影响质量的因素,总结提出了“华龙一号”控制棒驱动机构密封壳在原材料、焊接、加工制造过程中的质量控制要点。

针对第三代压水堆核电厂对控制棒驱动机构提出的更高技术要求，“华龙一号”反应堆驱动机构钩爪零件采用了钴基合金堆焊耐磨面的双齿钩爪。针对此零件结构特点和制造工艺存在的难点，研制了堆焊用专用装置。通过试验和有限元仿真等方法对相关工艺参数进行优化，完成了钩爪零件试制．对零件进行金相检验、液体渗透检验、硬度检验和热态寿命试验。结果表明，钩爪零件具备较高的硬度和耐磨性。满足第三代压水堆核电厂对驱动机构运行寿命的

控制棒驱动机构是控制反应堆反应性的关键设备,作为一个电磁驱动的机电装置,它的动作完成都受3个电磁线圈所激发的电磁场来控制。文中分析了目前控制棒驱动机构电磁结构设计方面有待提高之处,并通过采用电磁场有限元分析软件Magnet对整台驱动机构的电磁场进行数值仿真,对静态下CRDM线圈通电的电磁特性进行分析研究,提出相应的结构优化方案,并进行了优化前后的性能对比。

反应堆控制棒驱动机构所处的工作环境复杂,作为非常关键的机械传动部件,其直接控制中子吸收体在堆芯的位置,要求其可靠性高,使用寿命长。而控制棒驱动机构出现的故障不尽相同,文中以反应堆运行中较为典型的故障为例,通过故障原因分析、分析计算及处理,进一步探讨提高控制棒驱动机构的检修技术的方法与技术。

第三代核电技术AP1000某机组控制棒驱动机构安装过程中,安装单位发现其中一个钩爪壳体组件内孔孔径超差,致使导向隔热套无法装入。文中针对该钩爪壳体组件内孔孔径超差的不符合项,对产生超差的原因进行了分析,并介绍了珩磨返工方案和结果。

核电站控制棒驱动机构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。由于隔磁片被置于控制棒驱动机构的磁极和衔铁之间,在核电站的设计寿期内将要承受数百万次的冲击载荷,因此分析隔磁片冲击响应,对控制棒驱动机构的安全设计及寿命预估尤为重要。某型号控制棒驱动机构样机寿命试验中还曾发生过隔磁片冲击破损的情况。文中建立了隔磁片冲击响应动力学方程。采用有限元方法得到了不同运动部件所受的电磁力和流体阻力,结合动力学方程得到了不同部位隔磁片的冲击响应,包括冲击速度和峰值冲击力等结果,为后续运动部件寿命评估提供了依据。