控制棒驱动机构步跃性能的优化

刘 刚

（国家核电技术公司 上海核工程研究设计院，上海 200233）

控制棒驱动机构（CRDM）是关系到核电厂正常运行和安全可靠的关键设备，用于提升、下插、保持和快速释放控制棒组件，以达到反应堆安全启动、调节反应堆功率、快速停堆的目的.我国核电厂目前普遍采用的是磁力提升直线步跃式驱动机构.控制棒驱动机构是反应堆堆本体设备中唯一的能动设备，其设计涉及电、磁、流体、传热、机构动作等，涵盖了电磁学、机械动力学、流体动力学、结构力学、传热学、自动控制等学科并交叉融合.

秦山一期反应堆控制棒驱动机构是我国首次自行研制、自主设计和完全国产化制造的产品.该驱动机构虽然于1990年出厂，但是由于样机研制早在20世纪70年代，从其出厂性能试验结果和秦山一期的运行情况来看，还存在着一些不足和问题.突出的问题是机构的步跃运行性能较差，表现为：机构可正常运行的工作线圈运行电流调节范围狭窄，工作线圈的极性必须反接，冷态、热态需要用不同的运行电流，个别机构运行电流还需作不同的调整.本文针对以上问题对30万kW机组的CRDM步跃性能进行了优化研究，以提高其可靠性和安全性，同时为百万级核电站CRDM的国产化提供技术支持.

1 步跃动作的原理

控制棒驱动机构由承压壳体部件、钩爪部件、驱动杆部件、磁轭线圈部件和棒位探测器部件五大部件构成，其结构简图如图1所示.其中磁轭线圈部件中的3个工作线圈……