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基于小位移旋量的浮动式核电站反应堆装卸料定位误差分析与优化

王炳炎 陈书华 安彦波 董岱林 湛卉

王炳炎, 陈书华, 安彦波, 董岱林, 湛卉. 基于小位移旋量的浮动式核电站反应堆装卸料定位误差分析与优化[J]. 核动力工程, 2022, 43(3): 207-213. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0207
引用本文: 王炳炎, 陈书华, 安彦波, 董岱林, 湛卉. 基于小位移旋量的浮动式核电站反应堆装卸料定位误差分析与优化[J]. 核动力工程, 2022, 43(3): 207-213. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0207
Wang Bingyan, Chen Shuhua, An Yanbo, Dong Dailin, Zhan Hui. Positioning Error Analysis and Optimization of Floating Nuclear Power Plant Reactor Refuelling Based on Small Displacement Torsors[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(3): 207-213. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0207
Citation: Wang Bingyan, Chen Shuhua, An Yanbo, Dong Dailin, Zhan Hui. Positioning Error Analysis and Optimization of Floating Nuclear Power Plant Reactor Refuelling Based on Small Displacement Torsors[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(3): 207-213. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0207

基于小位移旋量的浮动式核电站反应堆装卸料定位误差分析与优化

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.03.0207
详细信息
    作者简介:

    王炳炎(1982—),男,高级工程师,主要从事反应堆换料工艺与设备研究,E-mail: yakumo@126.com

  • 中图分类号: TL351

Positioning Error Analysis and Optimization of Floating Nuclear Power Plant Reactor Refuelling Based on Small Displacement Torsors

  • 摘要: 燃料组件装卸是核电站反应堆换料检修的一项重要操作,浮动式核电站由于运行环境特殊,其装卸料定位精度要求更高。本文基于小位移旋量(SDT)的公差建模方法对浮动式核电站反应堆装卸料的导向定位误差进行了分析,采用刚体动力学坐标系变换的方法得到了装卸料定位误差的表达式;采用MATLAB程序进行了模拟计算。对海洋条件下反应堆装卸料的极限倾斜量进行了分析,给出了最大倾角与海浪参数的关系,对燃料组件导向间隙量等关键参数进行了优化,并将其结果与试验数据进行了比较,相符性较好。

     

  • 图  1  燃料装卸设备组成示意图

    Figure  1.  Composition Diagram of Fuel Loading and Unloading Equipment

    图  2  装卸料系统主要误差传递示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Main Error Transmission of Loading and Unloading System

    图  3  主要的定位装配误差

    Figure  3.  Main Positioning and Assembly Errors

    图  4  装卸料系统原理样机

    Figure  4.  Loading and Unloading System Principle Prototype

    表  1  部分装卸料系统误差参数

    Table  1.   Some Loading and Unloading System Error Parameters

    序号项目TD约束条件
    1 燃料组件名
    义尺寸(H0,1
    $\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}1&0&{{\beta _{{H_{0,1}}}}}&{2 + \Delta {X_{{H_{0,1}}}}}\\0&1&{ - {\alpha _{{H_{0,1}}}}}&{2 + \Delta {Y_{{H_{0,1}}}}}\\{ - {\beta _{{H_{0,1}}}}}&{{\alpha _{{H_{0,1}}}}}&1&{ - 1658}\\0&0&0&1\end{array}} \right]$ $\left[ {\begin{array}{*{20}{c} }{ {\alpha _{ {H_{0,1} } } } }&{ {X_{ {H_{0,1} } } } }\\{ {\beta _{ {H_{0,1} } } } }&{ {Y_{ {H_{0,1} } } } }\\0&{ {Z_{ {H_{0,1} } } } }\end{array} } \right]$ $\begin{array}{l} - \dfrac{ {0.175} }{ {170} } \leqslant {\alpha _{ {H_{0,1} } } } < \dfrac{ {0.175} }{ {170} };{\rm{ } } - \dfrac{ {0.175} }{ {170} } \leqslant {\beta _{ {H_{0,1} } } } < \dfrac{ {0.175} }{ {170} };\\ - 0.75 \leqslant \Delta {X_{ {H_{0,1} } } } < 0.75; - 0.75 \leqslant \Delta {Y_{ {H_{0,1} } } } < 0.75;\\{Z_{ {H_{0,1} } } } = - 1658\end{array}$
    2 燃料实际装
    配误差(F0,1
    $\left[ {\begin{array}{*{20}{c} }1&0&{ {\beta _{ {F_{0,1} } } }}&{\Delta {X_{ {F_{0,1} } } }}\\0&1&{ - {\alpha _{ {F_{0,1} } } }}&{\Delta {Y_{ {F_{0,1} } } }}\\{ - {\beta _{ {F_{0,1} } } }}&{ {\alpha _{ {F_{0,1} } } }}&1&0\\0&0&0&1\end{array} } \right]$ $\left[ {\begin{array}{*{20}{c} }{ {\alpha _{ {F_{0,1} } } }}&{ {X_{ {F_{0,1} } } }}\\{ {\beta _{ {F_{0,1} } } }}&{ {Y_{ {F_{0,1} } } }}\\0&0\end{array} } \right]$ $\begin{array}{l} - \dfrac{ {0.12} }{ {1011} } \leqslant {\alpha _{ {F_{0,1} } } } < \dfrac{ {0.12} }{ {1011} };{\rm{ } } - \dfrac{ {0.12} }{ {1011} } \leqslant {\beta _{ {F_{0,1} } } } < \dfrac{ {0.12} }{ {1011} };\\ - 0.251 \leqslant \Delta {X_{ {H_{0,1} } } } < 0.251;{\rm{ } } - 0.251 \leqslant \Delta {Y_{ {H_{0,1} } } } < 0.251\end{array}$
    3 导向装置安
    装误差(F2,3
    $\left[ {\begin{array}{*{20}{c} }1&{ - {\gamma _{ {F_{2,3} } } }}&0&{\Delta {X_{ {F_{2,3} } } }}\\{ {\gamma _{ {F_{2,3} } } }}&1&0&{\Delta {Y_{ {F_{2,3} } } }}\\0&0&1&0\\0&0&0&1\end{array} } \right]$ $\left[ {\begin{array}{*{20}{c} }0&{ {X_{ {F_{2,3} } } }}\\0&{ {Y_{ {F_{2,3} } } }}\\0&0\end{array} } \right]$ $\begin{array}{l} - \dfrac{ { {N_1} } }{ {1202} } \leqslant {\gamma _{ {F_{2,3} } } } < \dfrac{ { {N_1} } }{ {1202} };\\ - {N_1} \leqslant \Delta {X_{ {F_{2,3} } } } < {N_1};{\rm{ } } - {N_1} \leqslant \Delta {Y_{ {F_{2,3} } } } < {N_1}\end{array}$
    4 导向筒的导向
    定位误差(F4,5
    $\left[ {\begin{array}{*{20}{c} }1&{ - {\gamma _{ {F_{4,5} } } }}&{ {\beta _{ {F_{0,1} } } }}&{\Delta {X_{ {F_{0,1} } } }}\\{ {\gamma _{ {F_{4,5} } } }}&1&{ - {\alpha _{ {F_{0,1} } } }}&{\Delta {Y_{ {F_{0,1} } } }}\\{ - {\beta _{ {F_{4,5} } } }}&{ {\alpha _{ {F_{4,5} } } }}&1&0\\0&0&0&1\end{array} } \right]$ $\left[ {\begin{array}{*{20}{c} }{ {\alpha _{ {F_{4,5} } } }}&{ {X_{ {F_{4,5} } } }}\\{ {\beta _{ {F_{4,5} } } }}&{ {Y_{ {F_{4,5} } } }}\\{ {\gamma _{ {F_{4,5} } } }}&0\end{array} } \right]$ $\begin{array}{l} - \dfrac{ { {N_2} } }{ {998} } \leqslant {\alpha _{ {F_{4,5} } } } < \dfrac{ { {N_2} } }{ {998} };{\rm{ } } - \dfrac{ { {N_2} } }{ {998} } \leqslant {\beta _{ {F_{4,5} } } } < \dfrac{ { {N_2} } }{ {998} };\\ - \dfrac{ { {N_2} } }{ {170} } \leqslant {\gamma _{ {F_{4,5} } } } < \dfrac{ { {N_2} } }{ {170} };\\ - \dfrac{ { {N_2} } }{2} \leqslant \Delta {X_{ {H_{0,1} } } } < \dfrac{ { {N_2} } }{2};{\rm{ } } - \dfrac{ { {N_2} } }{2} \leqslant \Delta {Y_{ {H_{0,1} } } } < \dfrac{ { {N_2} } }{2}\end{array}$
    下载: 导出CSV

    表  2  不同设备安装间隙值和装卸料定位精度误差 mm

    Table  2.   Installation Clearance Values of Different Equipment and Loading and Unloading Positioning Accuracy Error

    序号间隙量平均误差最大误差
    导向装置导向筒
    10.020.11.443.50
    20.100.51.493.42
    30.503.02.646.89
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-19
  • 修回日期:  2022-01-20
  • 刊出日期:  2022-06-07

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