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核科学与工程2025年第02期:气冷微堆CRDM用恒力弹簧选材及试验分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郝建生;高峥;焦少阳;

单位:中国核电工程有限公司;

摘要:恒力弹簧是气冷微堆控制棒驱动机构的关键部件,是实现非能插棒功能,确保气冷微堆堆芯安全的驱动单元。合理选材是保证恒力弹簧可靠设计和安全使用的重要因素。首先对控制棒驱动机构的设计要求、功能要求、环境要求和安装要求进行了分析,在此基础上提出了恒力弹簧的选材要求,初步选择301不锈钢和N07718合金作为备选材料。然后对两种备选材料的物理性能和应用、高温弹性模量衰减、强度和疲劳寿命进行对比,根据比选结果推荐优选301不锈钢材料作为恒力弹簧的材料。为进一步验证301不锈钢材料的高温性能,进行了高温应力松弛性能试验,试验结果表明301不锈钢材料的高温应力松弛率可以控制在10%以内。最后使用301不锈钢材料制造了恒力弹簧样件,并在服役温度下进行高温疲劳试验,试验结果表明恒力弹簧可以满足高温条件下8 000次的疲劳寿命要求。为下一步进行CRDM原型样机和工程样机的研制提供了设计经验和试验数据。

关键词:气冷微堆;;控制棒驱动机构;;恒力弹簧;;选材;;试验