核电厂控制棒驱动机构工作线圈温度场分析

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Temperature Field Analysis of CRDM W ork CoilsDING Zong-hua.LIU Gang(Shanghai Nuclear Engineering Research&Design Institute，Shanghai 200233，China)Abstract：The control rod drive mechanism (CRDM)is an important action part of the nuclear power plant reactor.TheCRDM shall be capable of withdrawing，inserting，or holding the position of the control rod assembly during reactor startup，power operation，and shutdown in response to signals from the reactor rod control system.Based on the finite element analysisof CRDM work coils，the heat transfer of the work coils is beter to improve the safety and reliability of CRDM by increasingthe average coefficient of thermal conductivity of the insulation and casting materia1.At the same time it provides the designguidance of CRDM。

Key words：control rod drive mechanism；work coils；temperature field1 前 言控制棒驱动机构是反应堆的重要动作部件，主要用于调节控制棒在反应堆堆芯中的位置，从而调节反应堆内的反应性。因此，控制棒驱动机构能否正常工作直接影响反应堆运行的安全性。为确必制棒驱动机构工作性能安全可靠，在运行期间各种运行参数必须在设计所允许的范围内，其中包括：在运行期间工作线圈的工作温度需在其设计允许 的平均温度220C内。为此，提出了《控制棒驱动机构工作线圈温度场分析》这-课题，旨在研究分析磁轭线圈部件的温度嘲提高其安全可靠性的措施。

2 有限元模型我院设计的30万千瓦核电厂采用磁力提升式控制棒驱动机构，主要由控制棒驱动杆部件、钩爪部件、耐压壳部件和磁轭线圈部件等组成，其中磁轭线圈可分为提升线圈、保持线圈、传递线圈三种∝制棒运动是通过这3个线圈按规定程序通、断电完成的；在反应堆紧急停堆时，只要切断所有工作线圈电源，控制棒驱动杆就会在重力作用下自由下落，使与之相连的控制棒组件迅速插入反应堆堆芯，从而达到反应堆紧急停堆。

为便于分析，笔者计算对控制棒驱动机构进行结构简化，根据结构的轴对称性，将原来的三维温度场分析简化为二维温度场分析，控制棒驱动机构的简化有限元模型如图 1所示。

虹 唾图 1 控制棒驱动机构的简化有限元模型如图 1所示，控制棒驱动机构工作线圈部位主要部分由简体状耐压壳体、壳体上导磁环、磁轭、工作线圈和浇注料等组成。如上所述，工作线圈的设计允许平均温度为 220C，因此，工作线圈是控制棒驱动机收稿日期：2012-12-30作者简介：丁宗华(1981-)，男，浙江宁波人，硕士，主要从事反应堆设备设计与研究。