内置式控制棒驱动机构用磁致伸缩位置指示器研制
该项目研究属于国内首创,解决内置式控制棒驱动机构的工程需要,满足××国防工程一体化小型压水堆内置式驱动机构的急需。由于内置式驱动是把控制棒驱动机构置于压力容器内,驱动机构长期处于高温、高压冷却水和恶劣的核辐照环境中,对驱动机构所采用的棒位指示系统的可靠性与安全性提出更加严厉、更加苛刻的要求,这关系到整个反应堆的正常运行与安全。新研制的控制棒驱动机构位置指示器,在工作原理上采用软磁材料的磁致伸缩效应;在关键敏感核心材料方面,新研制的磁致伸缩材料能够在高温、核辐照环境下长期稳定地工作;在总体结构上,位置指示器包含探测杆、无磁保护管、移动磁环组件和分离式变送器。移动磁环组件安装于驱动机构中空的丝杠轴上端,无磁保护管插入驱动轴孔中。驱动机构工作时,驱动丝杠轴带动移动磁环组件沿保护管向上或向下移动,位于保护管内的探测杆作为反应堆控制棒棒位全行程测量装置,分离式变送器以较高的测量精度实时地输出反应堆在任何工况下连续测量棒位的电压电流信号。
主要技术参数:
工作温度300℃,设计温度350℃,工作压力15.5MPa,有效量程1400mm,精度<±2mm,供电24VDC,输出4~20mA,辐照累计剂量γ射线9×105Gy,中子(≥1MeV)2.5×1010n/cm2。
该项目具有非接触、精度高、结构紧凑、寿命长、引线少等优点,完全可以取代目前在大多数核反应堆中使用的角度式、超声波式、电涡流式和电感式等控制棒驱动机构位置指示器,在反应堆测控领域具有独特的创新性和革新性,对促进行业科学技术进步有深远意义。
该项目可以以适当的测量精度满足反应堆在任何工况下连续测量棒位的要求,同样也能应用在具有核辐照、高温、高压以及腐蚀等诸工况下的液介质中位移、物位与液位的测量。该项目已成功应用于中国核动力研究设计院内置式控制棒驱动机构的研究项目、巴基斯坦核电工程C2项目的稳压器先导式安全阀位置指示器、上海第一机床有限责任公司的科研项目驱动机构热态试验台高温高压液位测量中。