[实用新型]一种控制棒驱动杆流致振动响应的测量结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及控制棒驱动杆的流致振动响应测试领域，具体涉及一种控制棒驱动杆流致振动响应的测量结构。

背景技术

控制棒是为了控制链式反应的速率在一个预定的水平上，需用吸收中子的材料做成吸收棒，称之为控制棒和安全棒。控制棒是由硼和镉等易于吸收中子的材料制成的。核反应压力容器外有一套机械装置可以操纵控制棒。控制棒完全插入反应中心时，能够吸收大量中子，以阻止裂变链式反应的进行。如果把控制棒拔出一点，反应堆就开始运转，链式反应的速度达到一定的稳定值；如果想增加反应堆释放的能量，只需将控制棒再抽出一点，这样被吸收的中子减少，有更多的中子参与裂变反应。要停止链式反应的进行，将控制棒完全插入核反应中心吸收掉大部分中子即可。核反应堆的开、停和核功率的调节都由控制棒控制。控制棒内的材料能强烈吸收中子，可以控制反应堆内链式裂变反应的进行。控制棒也组装成组件的形式。反应堆不运行时，控制棒插在堆芯内。开堆时将控制棒提起，运行中根据需要调节控制棒的高度。一旦发生事故，全部控制棒会自动快速下落，使反应堆内的链式裂变反应停止。

控制棒驱动机构是带动控制棒组件在堆芯内上下移动或保持在某一高度的部件，有磁阻电机驱动机构、磁力提升驱动机构和水力传动机构等几种形式，都具有全密封、快速落棒可靠等特点。目前我国核电站用的控制棒驱动机构中驱动杆齿形的加工都是采用单刃刀结合数控加工技术，其主要特点是齿形的尺寸、形状精度和位置精度均由编程模拟控制，而刀具的磨损所造成的各种累积误差由程序补偿，但目前厂家用的数控机床基本上均属开式或半闭式数控机床，无法做到对刀具磨损的及时跟踪与补偿。然而驱动杆的齿形精度和齿距精度都要求较高，任意25个齿距的公差为396.875±0.252，齿数多达262个，驱动杆总长7.1米，所以在驱动杆的加工中，刀具产生的磨损不可忽视。由于加工系统的不稳定性、加工材料的不均匀性、和刀具制造误差及加工状态等因素的改变，刀具的磨损程度也是不确定的，所以目前的经验补偿法也存在补偿数据不准确和多变等问题。

反应堆运行时通过控制棒驱动杆的高度控制反应功率，驱动杆在流体激励下产生随机振动，过大的振动响应直接影响驱动杆的结构完整性和可运行性，振动响应的大小也是判定驱动杆设计合理与否的重要参数。目前还没有适宜驱动杆的流致振动响应的测量机构和测量方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种控制棒驱动杆流致振动响应的测量结构，解决现有技术中没有适宜于控制棒驱动杆的流致振动响应测量的问题，达到可以高重复性、快速地测量控制棒驱动杆流致振动相应的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种控制棒驱动杆流致振动响应的测量结构，包括驱动杆，在驱动杆上设置两个对称分布的抱箍，抱箍通过两个螺栓连接成整体，在其中一个抱箍的中部设置有一个立方体的安装基座，在基座上安装有三个轴线相互垂直的加速度传感器，三个加速度传感器分别位于三个相互垂直的面中心上。本实用新型的目的是为了进行驱动杆流致振动响应的测试，通过对驱动杆的研究，设置出了一种依附于驱动杆的测试装置，通过设置两个结构对称的抱箍，利用抱箍可方便地安装在驱动杆上，同时也便于拆卸，在其中一个抱箍上设置一个立方体的安装基座，在立方体安装基座的顶部和任意相邻的两个侧面分别安装一个加速度传感器，安装时特别要求加速度传感器的轴线与所在立方体安装基座的面垂直，形成两两垂直的结构，同时要求每个加速度传感器均位于所在平面的中心位置，如此形成等间距的结构，当实验时，从安装基座最快速的流动点即其顶点处到三个加速度传感器的距离相同，且空间方向不同，如此可以获得空间内的测试数据，同时其可以拆卸的结构，也大大提高了测试速度和准确性。

所述抱箍采用铝板弯折成三段式对称结构，所述安装基座为铝块，且与抱箍形成一体结构。进一步讲，为了提高整体的操作性能和使用寿命，经过多次试验后，申请人发现采用铝作为抱箍和安装基座的材料，可以大大减轻其重量，采用密度较小且防腐蚀生锈的铝块加工而成，加速度传感器安装在铝块正交的三个平面上实现对驱动杆流致振动响应的长期稳定测量。

所述抱箍在驱动杆轴向上的宽度与驱动杆上环形槽的宽度之比为(1.2～1.4):1。申请人在实际的实验过程中发现，抱箍的宽度对于安装的速度是有影响的，太大的话，不易对齐并存在偏差，太小的话，又容易造成倾斜和落入环形槽，经过多次的实验和理论分析，最后确定了较好的宽度，通过将抱箍在驱动杆轴向上的宽度设置为驱动杆上环形槽宽度的1.2～1.4倍，可以较快的完成拆装工作，效率最佳。