核反应堆热工分析(控制棒及相关组件).ppt

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1、反应堆热工水力学控制棒及相关组件1控制棒组件一概述棒束控制棒组件包括一组24根吸收棒和用作吸收棒支承结构的星形架；星形架与安置在反应堆容器封头上的控制棒驱动机构的传动轴相啮合。每一棒束控制棒组件有其本身的驱动系统，可单独动作或若干控制棒组件编组动作。在紧急停堆时，每一棒束控制棒组件靠重力快速插入堆芯，以防止发生对电厂有害的运行工况。2控制棒组件一3控制棒组件一要求棒束控制棒组件的数目能保证在紧急停堆时，如果有一个反应性当量最高的组件不能动作亦能安全停堆(卡棒准则)，而在电站运行时能按适当的功率分布控制堆功率，设计能保

2、证在棒束控制棒组件或其驱动机构的任何零部件发生故障时，都能防止组件由堆芯弹出。棒束控制棒组件的设计寿命为15年，寿命只受燃耗的限制而不受机械性能劣化的限制。4控制棒组件：星形架一固定弹簧用的螺柱及弹簧托环与毂环之间用螺纹连接，然后施焊，以保证运行时无故障，除弹簧(因科镍718)及其支承环(A1S1630不锈钢)以外，星形架的所有部件均用304型不锈钢制造。星形架由中心毂环，翼片和下部呈圆筒形的指状物等组成，它们之间用钎焊相连接。毂环上端加工有多道凹槽，以便与传动轴相啮合并供吊装用。与毂环底端成整体的圆筒中设置有弹簧组

3、件，以便在紧急停堆时，当棒束控制棒组件与燃料组件上管座的连接板相撞击时吸收冲击能量。5吸收剂棒固定在星形架的指状物上，棒与指状物之间先用螺纹连接，然后用销钉保持接点紧固，最后将销钉焊接固定，以保证无故障运行。销钉位置以下的吸收剂棒端塞直径减小，以增加棒的柔性，以便将组装时以及运行中与传动轴线之间的不对中效应减至最小程度。控制棒组件：吸收棒一6控制棒组件：控制棒一黑棒的吸收剂材料为银-铟-镉合金，重量百分比分别为80％、15％和5％。这种合金做成挤压成形的芯块，封装在不锈钢包壳内，两端有钨极惰性气体保护焊接的端塞，防止

4、吸收剂材料与冷却剂接触。灰棒的材料为不锈钢，其结构形式与黑棒相似。大亚湾核电站采用两种类型的控制棒，即吸收剂棒(黑棒)和不锈钢棒(灰棒)。除了材料不同之外，所有控制棒的结构是相同的。78下端塞呈子弹头形状，以便在棒束控制组件移动时，吸收剂棒平稳地导向进入燃料组件中的导向管。当控制棒组件完全从堆芯抽出时(即最高位置)，吸收剂棒的总长度能够保证棒的下端仍保持在导向套管之内，使吸收剂棒和导向管保持对中。控制棒的上端塞具有螺纹端头，以便与星形架的指状物相连接，银-铟-镉或不锈钢的砌块在不锈钢包壳内，上端塞下面由预紧的螺圈形弹

5、簧压紧定位。控制棒组件：控制棒一9分类分组黑棒束控制组件所含的24根吸收剂棒都是银-铟-镉合金制的黑棒；灰棒束控制组件只含有8根银-铟-镉合金制的棒，其余16根为钢棒，因此吸收中子的能力较小。根据运行要求，控制棒组件分为调节棒和安全棒两组。调节棒组件主要用来调节负荷，抵消部分剩余反应性，补偿运行时各种因素引起的反应性波动。安全棒组件在正常运行工况下提到堆芯之外，当发生紧急事故时，要求在短时间(约为2s)内迅速插入堆芯而停堆。此外，控制棒组件应能抑制反应堆可能出现的氙振荡。控制棒组件：控制棒一10棒束控制组件的优点一棒

6、径细、数量多，吸收材料均匀分布在堆芯中，使堆芯内中子通量及功率分布更为均匀；1由于单根控制棒细而长，增大了挠性，在保证控制棒导向管对中的前提下，可相对放宽装配工艺要求，而不致引起卡棒；而且由于提高了单位质量和单位体积内控制棒材料的吸收率，大大减少了控制棒的总质量；2因为棒径小，所以控制棒提升时所留下的水隙对功率分布畸变影响小；不需另设挤水棒，从而简化堆内结构，降低了反应堆压力容器的高度。311堆芯相关组件二堆芯相关组件包括可燃毒物棒组件、初级中子源组件、次级中子源组件和阻力塞组件四种，每一种组件都包括：一个压紧组件形

7、成的支承结构。四种堆芯相关件的压紧组件结构都是相同的，它放置在燃料组件上管座的承接板上；124根棒束，每根棒的上端塞先用螺纹拧紧到压紧组件上，然后用销钉定位，最后将销钉焊接固定。21224根棒束中，可能全部是阻力塞，可能是可燃毒物棒与阻力塞的组合，还可能包含所有四种棒，即一个组件中可包括可燃毒物棒、初级中子源棒、次级中子源棒及阻力塞。堆芯相关组件二13压紧组件由底板、轭板、弹簧导向筒、内外两圈螺旋弹簧及销钉等组成，零部件全部用304型不锈钢制造。1.压紧组件二14底板上留有冷却剂流经的通道，钻有插固定可燃毒物棒、中子

8、源棒和阻力塞的螺纹孔，底板与弹簧导向筒相焊，导向筒为内外两圈螺旋形压紧弹簧提供横向支承。底板承放在燃料组件上管座的承接板上，而在这两块板之间留有水流通过的空间1轭板由弹簧导向筒的槽沟内滑动的两个销钉定位和导向，轭板与弹簧导向筒配合并且当上部堆芯板就位时，通过轭板压缩压紧弹簧，使堆芯相关组件定位。2在压紧组件的底板上与燃料组件导向管相应的位置上，