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控制棒驱动线是核电厂关键设备之一,主要由燃料组件导向管、控制棒组件、导向筒组件和控制棒驱动机构组成。控制棒驱动线系统实现正常的反应堆启动、停堆、功率调节和燃耗补偿。紧急停堆时,控制棒在断电后自动释放,依靠重力插入堆芯,以保证堆芯的完整性,控制棒驱动线的落棒时间及其综合性能是反应堆设计的关键。 为研究 AP1000核电站驱动线性能,本文建立了驱动线试验研究平台,针对驱动线系统的一组,采用1:1全尺寸结构模拟,设计制造了多功能的驱动线落棒试验本体,具备了驱动线综合试验条件,实现了棒控棒位电气测量和控制棒落棒同步可视化测量技术。文章采用高速摄像得到了完整的落棒图像,结果表明可视化试验结果与棒位测量系统得到结果良好吻合,证明了高速摄像可视化技术在驱动线试验中的可行性。 本文完成了控制棒驱动杆抽插试验,测量得到驱动杆运动过程中所受摩擦力,研究了影响摩擦力的关键因素;文章开展了不同工况下落棒试验,研究了棒位高度、纵向流量、横向流量、温度和压力等因素对落棒性能的影响,文章研究了驱动线不同部位变形、错位对落棒性能的影响,获得了丰富的试验数据、积累了驱动线试验经验。试验结果表明,落棒时间满足AP1000设计要求。 文章创新的应用数字图像处理技术对驱动线落棒图像进行处理,准确得到了驱动线落棒过程速度、加速度曲线,对落棒过程进行了完整的分析。结果表明,棒位高度、纵向流量和横向流量对落棒速度、加速度存在显著影响,变形、错位因素的影响相对较小。