面向Z-箍縮驅(qū)動的混合堆快速換靶系統(tǒng)研究.pdf

1、能源問題一直是國家未來發(fā)展的一大戰(zhàn)略問題，面對人們?nèi)找嬖龆嗟男枨?，開發(fā)新型能源已經(jīng)迫在眉睫。Z-箍縮驅(qū)動的混合堆是一種有前景的新能源途徑，作為其中的重要組成部分，快速換靶系統(tǒng)是必不可少的。快速換靶系統(tǒng)主要承擔(dān)著反應(yīng)堆負(fù)載靶的批量送入、新料安裝及廢料移除任務(wù)。
　　換靶頻率高達(dá)0.1Hz，負(fù)載重達(dá)5t，行程長達(dá)10m，且負(fù)載末端變形要控制在0.5mm內(nèi)。基于以上指標(biāo)、結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)，本文主要從快速換靶系統(tǒng)方案設(shè)計、高速重載運(yùn)動機(jī)

2、構(gòu)振動特性研究及RTL熱力耦合分析等方面展開研究。
　　在快速換靶系統(tǒng)設(shè)計方面，針對換靶系統(tǒng)的高速、重載、大行程的技術(shù)難點(diǎn)制定了換靶系統(tǒng)總體方案，根據(jù)換靶頻率要求進(jìn)行了換靶系統(tǒng)總體流程設(shè)計；設(shè)計了運(yùn)輸小車配合轉(zhuǎn)臺軌道的運(yùn)輸系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)批量進(jìn)料，針對系統(tǒng)高速、重載的特殊性進(jìn)行了小車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和動力系統(tǒng)方案驗(yàn)證；采用了直線電機(jī)、滾輪導(dǎo)軌、磁柵尺、抓鉤組件相結(jié)合的高速重載運(yùn)動機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)垂直送靶，為緩解高速沖擊進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的S型速度曲線規(guī)劃

3、，并根據(jù)速度曲線進(jìn)行電機(jī)推力計算和滾輪接觸疲勞強(qiáng)度校核。結(jié)合真空聯(lián)動要求，設(shè)計了鎖緊夾具和控制轉(zhuǎn)環(huán)相配合的接口機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)密封/聯(lián)通切換和接靶、撤靶等操作。
　　在高速重載運(yùn)動機(jī)構(gòu)振動特性研究方面，基于接觸理論對滾輪導(dǎo)軌建立接觸力學(xué)模型。根據(jù)接觸模型、結(jié)合拉格朗日方程法建立機(jī)構(gòu)動力學(xué)模型，得到機(jī)構(gòu)的自由振動方程，從而計算出機(jī)構(gòu)的各階固有頻率，并與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。從研究結(jié)構(gòu)的振動特性入手，分析了機(jī)構(gòu)各主要參數(shù)