[實用新型]一種控制棒驅動桿流致振動響應的測量結構

有效

• 申請號: 201720754507.5
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN206806034U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 何超;袁少波;喻丹萍;馬建中;席志德;楊杰
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 王記明

技術領域

本實用新型涉及控制棒驅動桿的流致振動響應測試領域，具體涉及一種控制棒驅動桿流致振動響應的測量結構。

背景技術

控制棒是為了控制鏈式反應的速率在一個預定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，稱之為控制棒和安全棒。控制棒是由硼和鎘等易于吸收中子的材料制成的。核反應壓力容器外有一套機械裝置可以操縱控制棒。控制棒完全插入反應中心時，能夠吸收大量中子，以阻止裂變鏈式反應的進行。如果把控制棒拔出一點，反應堆就開始運轉，鏈式反應的速度達到一定的穩定值；如果想增加反應堆釋放的能量，只需將控制棒再抽出一點，這樣被吸收的中子減少，有更多的中子參與裂變反應。要停止鏈式反應的進行，將控制棒完全插入核反應中心吸收掉大部分中子即可。核反應堆的開、停和核功率的調節都由控制棒控制。控制棒內的材料能強烈吸收中子，可以控制反應堆內鏈式裂變反應的進行。控制棒也組裝成組件的形式。反應堆不運行時，控制棒插在堆芯內。開堆時將控制棒提起，運行中根據需要調節控制棒的高度。一旦發生事故，全部控制棒會自動快速下落，使反應堆內的鏈式裂變反應停止。

控制棒驅動機構是帶動控制棒組件在堆芯內上下移動或保持在某一高度的部件，有磁阻電機驅動機構、磁力提升驅動機構和水力傳動機構等幾種形式，都具有全密封、快速落棒可靠等特點。目前我國核電站用的控制棒驅動機構中驅動桿齒形的加工都是采用單刃刀結合數控加工技術，其主要特點是齒形的尺寸、形狀精度和位置精度均由編程模擬控制，而刀具的磨損所造成的各種累積誤差由程序補償，但目前廠家用的數控機床基本上均屬開式或半閉式數控機床，無法做到對刀具磨損的及時跟蹤與補償。然而驅動桿的齒形精度和齒距精度都要求較高，任意25個齒距的公差為396.875±0.252，齒數多達262個，驅動桿總長7.1米，所以在驅動桿的加工中，刀具產生的磨損不可忽視。由于加工系統的不穩定性、加工材料的不均勻性、和刀具制造誤差及加工狀態等因素的改變，刀具的磨損程度也是不確定的，所以目前的經驗補償法也存在補償數據不準確和多變等問題。

反應堆運行時通過控制棒驅動桿的高度控制反應功率，驅動桿在流體激勵下產生隨機振動，過大的振動響應直接影響驅動桿的結構完整性和可運行性，振動響應的大小也是判定驅動桿設計合理與否的重要參數。目前還沒有適宜驅動桿的流致振動響應的測量機構和測量方法。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種控制棒驅動桿流致振動響應的測量結構，解決現有技術中沒有適宜于控制棒驅動桿的流致振動響應測量的問題，達到可以高重復性、快速地測量控制棒驅動桿流致振動相應的目的。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種控制棒驅動桿流致振動響應的測量結構，包括驅動桿，在驅動桿上設置兩個對稱分布的抱箍，抱箍通過兩個螺栓連接成整體，在其中一個抱箍的中部設置有一個立方體的安裝基座，在基座上安裝有三個軸線相互垂直的加速度傳感器，三個加速度傳感器分別位于三個相互垂直的面中心上。本實用新型的目的是為了進行驅動桿流致振動響應的測試，通過對驅動桿的研究，設置出了一種依附于驅動桿的測試裝置，通過設置兩個結構對稱的抱箍，利用抱箍可方便地安裝在驅動桿上，同時也便于拆卸，在其中一個抱箍上設置一個立方體的安裝基座，在立方體安裝基座的頂部和任意相鄰的兩個側面分別安裝一個加速度傳感器，安裝時特別要求加速度傳感器的軸線與所在立方體安裝基座的面垂直，形成兩兩垂直的結構，同時要求每個加速度傳感器均位于所在平面的中心位置，如此形成等間距的結構，當實驗時，從安裝基座最快速的流動點即其頂點處到三個加速度傳感器的距離相同，且空間方向不同，如此可以獲得空間內的測試數據，同時其可以拆卸的結構，也大大提高了測試速度和準確性。

所述抱箍采用鋁板彎折成三段式對稱結構，所述安裝基座為鋁塊，且與抱箍形成一體結構。進一步講，為了提高整體的操作性能和使用壽命，經過多次試驗后，申請人發現采用鋁作為抱箍和安裝基座的材料，可以大大減輕其重量，采用密度較小且防腐蝕生銹的鋁塊加工而成，加速度傳感器安裝在鋁塊正交的三個平面上實現對驅動桿流致振動響應的長期穩定測量。

所述抱箍在驅動桿軸向上的寬度與驅動桿上環形槽的寬度之比為(1.2～1.4):1。申請人在實際的實驗過程中發現，抱箍的寬度對于安裝的速度是有影響的，太大的話，不易對齊并存在偏差，太小的話，又容易造成傾斜和落入環形槽，經過多次的實驗和理論分析，最后確定了較好的寬度，通過將抱箍在驅動桿軸向上的寬度設置為驅動桿上環形槽寬度的1.2～1.4倍，可以較快的完成拆裝工作，效率最佳。