核电站控制棒驱动机构隔磁片应力分析
2015-08-03曲大庄詹阳烈
动力工程学报 2015年9期
曲大庄,李 晨,钱 浩,朱 宝,詹阳烈,景 益,刘 刚
(1.国家核电技术公司,北京100029;2.上海核工程研究设计院,上海200233;3.大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116024)
压水堆核电站通过改变或保持控制棒驱动机构组件在垂直方向上的位置来实现反应堆的启停、正常工况下堆芯功率的调节或保持以及事故工况下的快速释棒停堆.控制棒驱动机构的主要部件为:承压壳体部件、钩爪部件、磁轭线圈部件、驱动杆部件、导磁半环和导向隔热套等.位于壳外的磁轭线圈通电后将产生电磁场并带动装在壳内的部件(钩爪部件、驱动杆部件)步跃运动,使衔铁直线向上运动直至撞击到由磁极支撑的隔磁片上.当磁轭线圈断电电磁场消退时,衔铁在自重和弹簧力的作用下脱离隔磁片竖直向下运动,设置在磁极和衔铁之间的隔磁片起到了加快机构释放速度的功效.
为满足反应堆启停及功率调节的需要,控制棒驱动机构在设计寿期内要经历数百万次的步跃运动,对于大部分设计寿命在40年左右的第二代核电技术,步跃约为200万步;而设计寿命在60年的第三代核电技术则要求600万步.在过去的运行经验中,控制棒驱动机构的主要失效形式是钩爪部件销轴和销轴孔的磨损所引起的失步和滑步,但随着控制棒驱动机构设计寿命的大幅度提高,除了原有的失步、滑步失效形式外,又发现了隔磁片在一定次数步跃运动后的疲劳破损现象,已经引起业界的……
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