控制棒驱动机构检测传感器安装方法研究

彭宵微

【摘 要】本文针对控制棒驱动机构检测采用的传感器，开展传感器安装方法研究。依据现场检测条件，通过分析、筛选传感器的安装位置和方式，并通过试验验证确定控制棒驱动机构故障检测传感器安装方法采用适配座粘接方式安装在定子压紧螺母位置。

【关键词】驱动机构；传感器；安装位置；安装方式

0 引言

控制棒驱动机构是反应堆的唯一运动部件，驱动机构的运行性能直接影响到反应堆的安全，由于长时间的运行，驱动机构的性能将会下降。因此，必须对其性能进行定期检测。驱动机构性能检测窗口在驱动机构检修期间，为了对驱动机构性能进行准确、科学的检测，采用了振动测试法对驱动机构的运行噪声进行检测，从而判断驱动机构运行状态。

振动测试法采用加速度传感器测量驱动机构运行噪声，传感器的安装方法关系到检测获得信号的准确性，从而影响驱动机构的故障检测及诊断。因此，研究一种便捷、有效的传感器安装方法非常必要。

1 驱动机构结构

控制棒驱动机构主要由位置指示器、转子、定子、丝杠等组成，其结构见图1。驱动机构是通过将转子部件的旋转运动带动控制棒提升和下插，实现反应堆的启停和功率调节。

控制棒驱动机构结构较长，除定子和棒位指示器外，驱动机构的其他部件都在耐压壳内密封，耐压壳内充满水，控制棒驱动机构为全密封结构。

2 传感器安装位置

首先，为保证检测信号的真实性，加速度传感器的安装位置必须是与驱动机构内部刚性耦合的部位。由于驱动机构为全密封，只有耐压壳上可安装传感器。从驱动机构的结构来看，管座为耐压壳的一部分可以安装传感器，另外定子压紧螺母通过螺纹与耐压壳连接，是刚性连接，可以安装传感器。

其次，由于驱动机构的运行噪声主要是核心运动部件转子的运行噪声，并通过耐压壳向外辐射，传感器的安装位置应尽量靠近转子。管座位置距离转子最近是安装传感器的最佳位置。但通过驱动机构运行环境现场勘查结果来看，驱动机构的管座位置位于操作平台下方，周围有围栏、管道、电缆等，是人员不可达区域，无法安装传感器。因此，传感器的安装位置应在定子以上，考虑将定子压紧螺母位置作为安装位置，并通过试验与管座位置信号对比。

3 传感器安装方式

控制棒驱动机构检测现场辐射剂量水平较高，人员在安装传感器时不应停留时间较长。同时现场操作空间狭窄，最里层驱动机构传感器的安装，安装人员仅能单手操作。因此，在设计传感器安装方式需考虑采用便捷、可靠且有效地安装方式。

由于传感器安装为即定子压紧螺母，其安装面为圆柱面，需加装适配座才能安装加速度传感器。将适配座安装在圆柱面的方法通常采用焊接、卡箍、粘接这几种安装方式。为了避免破坏驱动机构的结构，且不是永久性的安装，暂不采用焊接方式。卡箍方式需要加工一个环状件，将适配器焊接在上面，如图3，然后打开卡箍安装在管状定子压紧螺母上，这种安装方法只要卡箍加工尺寸合理，与耐压壳连接较好，但需双手操作方能安装，不适合现场最里层驱动机构传感器的安装。

传感器粘接的方式通过加工适配座，将传感器通过螺纹连接安装在适配座上，然后采用粘合剂将适配座粘接在测量表面。由于驱动机构的可实施的测量表面均为圆柱面，因此设计加工了有弧面的适配座如图3。这种安装方式安装和拆卸省时省力，且可一人单手操作，该安装方式需通过试验进行信号有效性的验证。

4 试验验证

通过试验检测信号衰减比例来验证采用的安装位置及方式的有效性。试验通过在管座和定子压紧螺母位置分别安装传感器，在管座处采用卡箍方式安装，定子压紧螺母处采用适配座粘接方式安装，同时检测驱动机构运行噪声信号，获得的信号如图4所示。

在定子压紧螺母上所获得的信号与管座处获得的信号相比，时程特征基本一致，其信号衰减了15%左右，这个衰减并不影响后续的检测数据分析以及故障诊断。因此，可确定传感器安装位置在定子压紧螺母处，安装方式采用适配座粘接方式。

5 结论

通过研究控制棒驱动机构故障检测传感器的安装位置和安装方式，获得了能保证检测信号准确、有效，且便捷的传感器安装方法，解决了因检测现场辐射剂量高、空间狭窄致使传感器安装困难的问题。

[责任编辑：王楠]