为满足核反应堆控制棒驱动机构布置在压力容器堆底、间距小的特殊要求,设计了一种基于行波磁场的直线电机型控制棒驱动机构,实现无机械传动装置的直线驱动,完成了力移特性分析、永磁材料特性研究和结构设计,制造了直线电机型控制棒驱动机构样机,并通过了错对中试验、热态寿命试验、抗震试验等。试验结果表明,直线电机型控制棒驱动机构各项性能指标满足设计要求。

磁力提升型控制棒驱动机构的动力学特性直接影响其工作性能。为获得完整准确的动力学分析结果,针对驱动机构提升驱动杆组件的动作过程,建立电磁和水阻力计算模型,采用MATLAB编制相应的S函数,在LMS Virtual.lab Motion中建立虚拟样机模型,通过MATLAB与LMS的联合仿真,实现动力学参数的交换,完成驱动机构提升动作过程的动力学分析。仿真分析得到的提升衔铁动作时间与驱动机构样机的试验数据接近。

控制棒驱动机构（CRDM）是核反应堆中的重要设备之一,抱紧装置是CRDM实现运动类型转换的关键部件,其电磁性能直接影响CRDM的运动特性。为更好地分析CRDM的运动特性,提升CRDM关键部件的设计分析精度,利用ANSOFT有限元分析软件,通过理论分析和仿真计算相结合的方法,对抱紧装置的单边磁拉力、轴向电磁力和瞬态动作过程等电磁特性进行了研究,并通过试验测试的方法对计算分析结果的准确性进行了验证。试验结果表明,计算分析方法准确度可达90%。通过研究,获得了有、无偏心两种情况下抱紧装置的动作时程及CRDM运行过程中抱紧装置的受力状态,全面了解了抱紧装置的电磁特性,提升了CRDM整体设计水平。

直线电机型控制棒驱动机构在水中试验过程中，出现了水中落棒时间超出设计要求的现象，影响了驱动机构的正常运行。针对水中落棒时间超差的问题，利用PDCA科学工作方法，从人、机、料、法、环各方面进行原因分析。确定了影响水中落棒时间的主要因素，并针对主要因素制定了相应的对策，采取了具体的改进措施。通过多次试验验证，结果表明，改进后有效缩短了水中落棒时间，并且驱动机构的性能稳定，未再出现水中落棒时间超差的现象。

针对第三代压水堆核电厂对控制棒驱动机构提出的更高技术要求，“华龙一号”反应堆驱动机构钩爪零件采用了钴基合金堆焊耐磨面的双齿钩爪。针对此零件结构特点和制造工艺存在的难点，研制了堆焊用专用装置。通过试验和有限元仿真等方法对相关工艺参数进行优化，完成了钩爪零件试制．对零件进行金相检验、液体渗透检验、硬度检验和热态寿命试验。结果表明，钩爪零件具备较高的硬度和耐磨性。满足第三代压水堆核电厂对驱动机构运行寿命的