控制棒驅動機構檢測傳感器安裝方法研究

彭宵微

【摘 要】本文針對控制棒驅動機構檢測采用的傳感器，開展傳感器安裝方法研究。依據現場檢測條件，通過分析、篩選傳感器的安裝位置和方式，并通過試驗驗證確定控制棒驅動機構故障檢測傳感器安裝方法采用適配座粘接方式安裝在定子壓緊螺母位置。

【關鍵詞】驅動機構；傳感器；安裝位置；安裝方式

0 引言

控制棒驅動機構是反應堆的唯一運動部件，驅動機構的運行性能直接影響到反應堆的安全，由于長時間的運行，驅動機構的性能將會下降。因此，必須對其性能進行定期檢測。驅動機構性能檢測窗口在驅動機構檢修期間，為了對驅動機構性能進行準確、科學的檢測，采用了振動測試法對驅動機構的運行噪聲進行檢測，從而判斷驅動機構運行狀態。

振動測試法采用加速度傳感器測量驅動機構運行噪聲，傳感器的安裝方法關系到檢測獲得信號的準確性，從而影響驅動機構的故障檢測及診斷。因此，研究一種便捷、有效的傳感器安裝方法非常必要。

1 驅動機構結構

控制棒驅動機構主要由位置指示器、轉子、定子、絲杠等組成，其結構見圖1。驅動機構是通過將轉子部件的旋轉運動帶動控制棒提升和下插，實現反應堆的啟停和功率調節。

控制棒驅動機構結構較長，除定子和棒位指示器外，驅動機構的其他部件都在耐壓殼內密封，耐壓殼內充滿水，控制棒驅動機構為全密封結構。

2 傳感器安裝位置

首先，為保證檢測信號的真實性，加速度傳感器的安裝位置必須是與驅動機構內部剛性耦合的部位。由于驅動機構為全密封，只有耐壓殼上可安裝傳感器。從驅動機構的結構來看，管座為耐壓殼的一部分可以安裝傳感器，另外定子壓緊螺母通過螺紋與耐壓殼連接，是剛性連接，可以安裝傳感器。

其次，由于驅動機構的運行噪聲主要是核心運動部件轉子的運行噪聲，并通過耐壓殼向外輻射，傳感器的安裝位置應盡量靠近轉子。管座位置距離轉子最近是安裝傳感器的最佳位置。但通過驅動機構運行環境現場勘查結果來看，驅動機構的管座位置位于操作平臺下方，周圍有圍欄、管道、電纜等，是人員不可達區域，無法安裝傳感器。因此，傳感器的安裝位置應在定子以上，考慮將定子壓緊螺母位置作為安裝位置，并通過試驗與管座位置信號對比。

3 傳感器安裝方式

控制棒驅動機構檢測現場輻射劑量水平較高，人員在安裝傳感器時不應停留時間較長。同時現場操作空間狹窄，最里層驅動機構傳感器的安裝，安裝人員僅能單手操作。因此，在設計傳感器安裝方式需考慮采用便捷、可靠且有效地安裝方式。

由于傳感器安裝為即定子壓緊螺母，其安裝面為圓柱面，需加裝適配座才能安裝加速度傳感器。將適配座安裝在圓柱面的方法通常采用焊接、卡箍、粘接這幾種安裝方式。為了避免破壞驅動機構的結構，且不是永久性的安裝，暫不采用焊接方式。卡箍方式需要加工一個環狀件，將適配器焊接在上面，如圖3，然后打開卡箍安裝在管狀定子壓緊螺母上，這種安裝方法只要卡箍加工尺寸合理，與耐壓殼連接較好，但需雙手操作方能安裝，不適合現場最里層驅動機構傳感器的安裝。

傳感器粘接的方式通過加工適配座，將傳感器通過螺紋連接安裝在適配座上，然后采用粘合劑將適配座粘接在測量表面。由于驅動機構的可實施的測量表面均為圓柱面，因此設計加工了有弧面的適配座如圖3。這種安裝方式安裝和拆卸省時省力，且可一人單手操作，該安裝方式需通過試驗進行信號有效性的驗證。

4 試驗驗證

通過試驗檢測信號衰減比例來驗證采用的安裝位置及方式的有效性。試驗通過在管座和定子壓緊螺母位置分別安裝傳感器，在管座處采用卡箍方式安裝，定子壓緊螺母處采用適配座粘接方式安裝，同時檢測驅動機構運行噪聲信號，獲得的信號如圖4所示。

在定子壓緊螺母上所獲得的信號與管座處獲得的信號相比，時程特征基本一致，其信號衰減了15%左右，這個衰減并不影響后續的檢測數據分析以及故障診斷。因此，可確定傳感器安裝位置在定子壓緊螺母處，安裝方式采用適配座粘接方式。

5 結論

通過研究控制棒驅動機構故障檢測傳感器的安裝位置和安裝方式，獲得了能保證檢測信號準確、有效，且便捷的傳感器安裝方法，解決了因檢測現場輻射劑量高、空間狹窄致使傳感器安裝困難的問題。

[責任編輯：王楠]