控制棒水压驱动机构单缸步进动态过程 被引量：9

1

作者 秦本科 薄涵亮 +2 位作者 郑文祥 马仓 张洪超 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期428-431,共4页

针对控制棒水压驱动机构单个水压缸的步进性能,通过实验获得了水压缸步进的动态过程。结合水压缸的结构特点,分析了步进过程的动态机理和特征动态参数随配重的变化规律。结果表明:水压缸步升动态流量峰值是由于水压缸内套步升到上止点,... 针对控制棒水压驱动机构单个水压缸的步进性能,通过实验获得了水压缸步进的动态过程。结合水压缸的结构特点,分析了步进过程的动态机理和特征动态参数随配重的变化规律。结果表明:水压缸步升动态流量峰值是由于水压缸内套步升到上止点,内套上升导致缸内容积增大而引入的附加流量达到最大值所致,该点与步升压力动态曲线拐点相对应;步降动态流量峰值是由于水压缸内套步降到下止点,内套下落而引起的出缸流量达到最大值所致。该分析为水压缸步进动态过程理论建模以及水压缸密封结构泄漏流阻的研究提供了依据。 展开更多

关键词 控制棒 水压驱动机构 水压缸 动态过程

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一体化水堆内置式控制棒水压驱动技术研究 被引量：6

2

作者 薄涵亮 王大中 +6 位作者 张作义 姜胜耀 张亚军 秦本科 赵陈儒 刘潜峰 王金海 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期338-349,共12页

|安全性和经济性满足较小功率用户需求的小型核反应堆为近年来的研究热点,一体化布置水冷反应堆为小型核反应堆的主要堆型之一。核反应堆控制棒驱动机构是反应堆最关键的安全设备,担负着反应堆的启动、功率调节及停堆等重要功能。该文... |安全性和经济性满足较小功率用户需求的小型核反应堆为近年来的研究热点,一体化布置水冷反应堆为小型核反应堆的主要堆型之一。核反应堆控制棒驱动机构是反应堆最关键的安全设备,担负着反应堆的启动、功率调节及停堆等重要功能。该文给出一种应用于一体化布置水冷反应堆的内置式控制棒水压驱动技术,包括功率小于50 MW的A型和热功率50~300 MW的B型2种整体设计方案、部件组成、主要功能和性能等工程研究和应用。为一体化水堆提供了完整的内置式控制棒驱动线,包括其部件组成、联接结构、固定方式和功能;降低了反应堆高度;避免了弹棒事故,增强了反应堆安全性;使一体化布置反应堆更加紧凑、体积小、自然循环能力加强。 展开更多

关键词 一体化水堆 内置式 控制棒 水压驱动机构

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控制棒水压驱动系统冷态性能实验研究 被引量：3

3

作者 秦本科 杨林清 薄涵亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期504-511,共8页

控制棒水压驱动系统是清华大学为低温核供热堆NHR200发明的新型的内置式控制棒驱动技术,该驱动系统由水压驱动机构、组合阀、控制棒和缓冲器等组成。控制棒水压驱动系统冷态性能是控制棒步进时间和系统驱动压力选取的基础。本文分析了... 控制棒水压驱动系统是清华大学为低温核供热堆NHR200发明的新型的内置式控制棒驱动技术,该驱动系统由水压驱动机构、组合阀、控制棒和缓冲器等组成。控制棒水压驱动系统冷态性能是控制棒步进时间和系统驱动压力选取的基础。本文分析了控制棒水压驱动系统的组成和工作原理,完成了全尺寸控制棒水压驱动系统冷态性能实验,包括水压缸最小落棒压力实验、提升缸带载步进实验和快速落棒实验等。在实验结果的基础上分析了关键特性参数的变化规律和机理。结果表明:最小落棒压力是保持驱动机构销爪正常工作所需的最小驱动压力,其对应于压力时程曲线上峰值波动过程的变化起点;步升和步降过程压力拐点分别对应位移到位点,随着驱动水压的增加,水压缸充压拐点压力逐渐增加,步升时间、充压拐点时间逐渐减少。实验研究成果为控制棒水压驱动系统的设计、优化和工程应用奠定基础。 展开更多

关键词 控制棒水压驱动系统 低温核供热堆 冷态性能实验 落棒性能 水压驱动机构

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控制棒水压驱动机构水压缸步升压力变化过程 被引量：8

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作者 秦本科 薄涵亮 +1 位作者 郑文祥 王大中 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2118-2121,共4页

水压缸是核反应堆控制棒水压驱动机构的重要部分。建立了入缸流体能量方程和水压缸密封流动阻力方程,得到了理论模型。用该模型进行了水压缸步升压力变化过程理论分析。理论动态压力曲线很好地符合了实验曲线。结果表明:随着驱动压力的... 水压缸是核反应堆控制棒水压驱动机构的重要部分。建立了入缸流体能量方程和水压缸密封流动阻力方程,得到了理论模型。用该模型进行了水压缸步升压力变化过程理论分析。理论动态压力曲线很好地符合了实验曲线。结果表明:随着驱动压力的降低,水压缸步升前充压过程、步升增压过程和步升至顶端后压力变化过程所需时间逐渐增加,且步升增压过程终点压力逐渐减少。该研究结果为获得控制棒水压驱动系统的步进时间提供了理论基础。 展开更多

关键词 核反应堆 控制棒水压驱动机构 水压缸 步进时间

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控制棒水压驱动机构水压缸步降过程研究 被引量：5

5

作者 秦本科 薄涵亮 +1 位作者 郑文祥 王大中 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期345-349,共5页

水压缸是控制棒水压驱动机构的关键部件,根据水压缸步降运动过程特点,将水压缸步降过程缸内压力变化划分为步降前卸压过程和步降降压过程两个阶段,分别建立了两个阶段压力变化理论模型。其中,步降降压过程理论模型结合水压缸步降运动学... 水压缸是控制棒水压驱动机构的关键部件,根据水压缸步降运动过程特点,将水压缸步降过程缸内压力变化划分为步降前卸压过程和步降降压过程两个阶段,分别建立了两个阶段压力变化理论模型。其中,步降降压过程理论模型结合水压缸步降运动学模型,又得到了水压缸步降过程动力学模型。理论模型计算结果与控制棒水压驱动机构单缸步进性能实验结果进行了对比,结果表明,在实验配重载荷工况下,理论压力变化和位移曲线很好地符合了实验曲线,从而为水压缸步降压力变化过程影响因素的确定及控制棒水压驱动系统步进时间的获得提供了理论基础。 展开更多

关键词 控制棒水压驱动机构 水压缸 步降过程

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控制棒水压驱动机构水压缸步降过程运动阻力研究 被引量：5

6

作者 秦本科 薄涵亮 +1 位作者 郑文祥 王大中 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期435-440,共6页

水压缸是控制棒水压驱动机构的主要部件,水压缸的动作包括步升过程和步降过程,水压缸步降运动阻力是水压缸结构设计和步降运动分析的关键参数。对水压缸步降过程进行了理论分析,建立了步降过程动态理论模型。在此基础上,结合控制棒水压... 水压缸是控制棒水压驱动机构的主要部件,水压缸的动作包括步升过程和步降过程,水压缸步降运动阻力是水压缸结构设计和步降运动分析的关键参数。对水压缸步降过程进行了理论分析,建立了步降过程动态理论模型。在此基础上,结合控制棒水压驱动机构单缸性能实验结果,得到了水压缸步降速度和步降加速度,进而推导出两种水压缸运动阻力模型。对两种阻力模型及其计算结果进行了对比,结果表明,在实验工况下,模型计算所得步降动态位移曲线与实验曲线符合较好。同时,基于步降加速度的阻力模型中运动阻力是缸内套步降速度以及缸内压力的函数,函数中系数项与配重关系明显,更加适合于工程计算和推广。 展开更多

关键词 控制棒水压驱动机构 水压缸 运动阻力 步降运动

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控制棒水压驱动机构水压缸摩擦副涂层优选研究

7

作者 石勇 陈宝 薄涵亮 《材料保护》 CAS CSCD 2023年第1期175-183,共9页

根据控制棒水压驱动机构的使用要求,针对水压缸外套缸碳化钨(WC)涂层采用含钴元素(Co)材料作为粘合剂导致的放射性问题,基于与活塞环摩擦副匹配的摩擦磨损试验,开展了水压缸摩擦副涂层优选研究,提出了碳化铬(Cr_(3)C_(2))涂层方案,并对C... 根据控制棒水压驱动机构的使用要求,针对水压缸外套缸碳化钨(WC)涂层采用含钴元素(Co)材料作为粘合剂导致的放射性问题,基于与活塞环摩擦副匹配的摩擦磨损试验,开展了水压缸摩擦副涂层优选研究,提出了碳化铬(Cr_(3)C_(2))涂层方案,并对Cr_(3)C_(2)涂层性能、水压缸冷态性能进行了试验。结果表明:Cr_(3)C_(2)涂层摩擦系数更低,摩擦磨损性能优于原WC涂层,涂层性能、水压缸冷态运动阻力及泄漏率等性能与原WC涂层相当,满足控制棒水压驱动机构的使用要求;且Cr_(3)C_(2)涂层不含Co元素,解决了原WC涂层含Co导致的放射性处理问题。另一方面,Cr_(3)C_(2)涂层无需沉积TiN膜,简化了水压缸外套缸的摩擦副表面处理工艺。研究结果为控制棒水压驱动机构的整体性能研究以及控制棒水压驱动技术的进一步升级提供了技术储备。 展开更多

关键词 控制棒水压驱动机构 水压缸摩擦副 涂层材料优选 摩擦磨损性能

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控制棒水压驱动机构水压缸碳化钨涂层工艺优化研究

8

作者 陈宝 石勇 薄涵亮 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期150-156,共7页

针对核反应堆控制棒水压驱动机构关键部件水压缸摩擦副碳化钨(WC)涂层存在的“龟裂纹”问题,开展WC涂层的磨削工艺优化、去应力处理研究,并对优化后工艺制备的WC涂层的基本性能和摩擦磨损性能以及水压缸冷态性能进行试验。结果表明,改... 针对核反应堆控制棒水压驱动机构关键部件水压缸摩擦副碳化钨(WC)涂层存在的“龟裂纹”问题,开展WC涂层的磨削工艺优化、去应力处理研究,并对优化后工艺制备的WC涂层的基本性能和摩擦磨损性能以及水压缸冷态性能进行试验。结果表明,改进后的WC涂层制备工艺解决了“龟裂纹”问题,采用该工艺加工的水压缸涂层的基本性能和摩擦磨损性能、水压缸冷态运动阻力及泄漏率等性能满足控制棒水压驱动机构的使用要求。研究结果为控制棒水压驱动机构的整体性能研究,以及控制棒水压驱动技术的进一步发展和工程化奠定了基础。 展开更多

关键词 控制棒水压驱动机构 水压缸摩擦副 碳化钨涂层 涂层工艺优化

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水压缸活塞环密封运动阻力研究 被引量：4

9

作者 秦本科 薄涵亮 郑文祥 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期235-239,共5页

针对控制棒水压驱动机构单缸步进动态过程,根据水压缸活塞环密封机构的特点,分析水压缸单缸步进过程中运动阻力的来源,建立运动过程的动态理论模型。利用控制棒水压驱动机构单缸性能实验的结果,推导出水压缸单缸步进过程中运动阻力的变... 针对控制棒水压驱动机构单缸步进动态过程,根据水压缸活塞环密封机构的特点,分析水压缸单缸步进过程中运动阻力的来源,建立运动过程的动态理论模型。利用控制棒水压驱动机构单缸性能实验的结果,推导出水压缸单缸步进过程中运动阻力的变化过程。通过对运动阻力参数和步进过程中缸内压力以及步升速度动态参数的分析,得到了水压缸单缸步进过程中运动阻力的计算模型。由该模型计算所得步进动态位移曲线与控制棒水压驱动机构单缸步进实验位移曲线吻合得很好。本研究结果为控制棒水压驱动机构单缸步进过程的动态模拟以及控制棒水压驱动机构在步进过程中各部件的应力分析奠定了理论基础。 展开更多

关键词 控制棒水压驱动机构 水压缸 活塞环 运动阻力

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直动电磁阀电流变化对电磁场特性的敏感性分析 被引量：3

10

作者 刘潜峰 薄涵亮 秦本科 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期330-333,共4页

控制棒水压驱动机构是由清华大学核能与新能源技术研究院发明的一项新型专利。直动电磁阀是该项技术的关键部件,它直接影响控制棒水压驱动机构的运行性能。本工作从电流和气隙两个方面,运用ANSYS电磁场分析软件,对直动电磁阀进行了电磁... 控制棒水压驱动机构是由清华大学核能与新能源技术研究院发明的一项新型专利。直动电磁阀是该项技术的关键部件,它直接影响控制棒水压驱动机构的运行性能。本工作从电流和气隙两个方面,运用ANSYS电磁场分析软件,对直动电磁阀进行了电磁场特性分析,并进行了实验验证。分析结果表明:在电流增大或铁芯间气隙减少情况下,电磁力增大。并确定了电磁阀的工作电流大小。 展开更多

关键词 控制棒水压驱动机构 电磁阀 电磁场 电流 气隙

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控制棒水压驱动步升过程流动阻力影响分析

11

作者 杨林清 秦本科 薄涵亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1379-1386,共8页

控制棒水压驱动系统(CRHDS)是清华大学为NHR200发明的新型内置式控制棒驱动系统。组合阀是驱动系统关键的流量控制部件,其流动阻力对控制棒水压驱动机构的步进性能有重要影响。本文完成了驱动机构不同流动阻力工况步升过程性能试验,建... 控制棒水压驱动系统(CRHDS)是清华大学为NHR200发明的新型内置式控制棒驱动系统。组合阀是驱动系统关键的流量控制部件,其流动阻力对控制棒水压驱动机构的步进性能有重要影响。本文完成了驱动机构不同流动阻力工况步升过程性能试验,建立了驱动机构水压缸步升过程理论模型,得到了水压缸步升过程关键性能参数的动态变化曲线,理论结果与试验结果符合很好。在此基础上,利用模型分析了热态工况驱动机构水压缸变流阻步升动态过程。结果表明:随着流动阻力的增大,步升平均速度逐渐减小,步升时间、步升后压力迟滞时间和步升过程总时间均增大。研究成果为CRHDS组合阀流动阻力的设计和优化奠定基础。 展开更多

关键词 控制棒水压驱动系统 水压缸 控制棒水压驱动机构 步升过程 流动阻力

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