一種用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型具體涉及一種用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，屬于鈉冷快堆阻塞計(jì)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]阻塞計(jì)是鈉冷快堆中測(cè)定鈉中氫、氧等雜質(zhì)的在線測(cè)量設(shè)備，中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆(CEFR)的某些鈉系統(tǒng)回路以及某些實(shí)驗(yàn)室的鈉回路中安裝有多臺(tái)阻塞計(jì)。
[0003]阻塞計(jì)的工作原理是在鈉系統(tǒng)的支路上通過(guò)冷卻器來(lái)調(diào)節(jié)鈉流的溫度形成一個(gè)局部低溫區(qū)即阻塞區(qū)，當(dāng)鈉流按合適的速率降溫使阻塞區(qū)低于飽和溫度，溶解在鈉中的氧化物緩慢析出形成固體結(jié)晶，并在阻塞孔周邊逐漸沉積。隨著氧化物的沉積，通過(guò)阻塞孔鈉流量下降的斜率明顯增大，此時(shí)阻塞區(qū)的鈉流溫度稱為阻塞溫度，通過(guò)測(cè)量阻塞溫度，便可以計(jì)算出此時(shí)鈉中氫、氧等雜質(zhì)的含量。
[0004]中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆(CEFR)所用阻塞計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，它主要分為鈉系統(tǒng)和氣體冷卻系統(tǒng)兩大部分，鈉系統(tǒng)部分主要設(shè)備有過(guò)濾器1、鈉流量計(jì)(分為總鈉流量計(jì)2和阻塞孔鈉流量計(jì)4)、恒壓溢流器3和阻塞計(jì)本體5;氣體冷卻部分主要設(shè)備有氣電轉(zhuǎn)換器6、氣體伺服馬達(dá)7、氣閥8、減壓器9和尚心風(fēng)機(jī)10。
[0005]CEFR阻塞計(jì)的控制包括阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)、氣體調(diào)節(jié)閥以及本體和管道電加熱的控制，這些設(shè)備的控制裝置分別設(shè)置在不同的控制地點(diǎn)。通過(guò)調(diào)節(jié)氣動(dòng)閥的開度來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)鈉流的溫度下降速率。
[0006]在配電間和主控室能控制阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)的啟停，能夠控制本體和管道電加熱的供電和斷電。電加熱的加熱和停止以及調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)只能在主控室阻塞計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)畫面上完成，無(wú)法進(jìn)行加熱溫度的自由設(shè)定和手動(dòng)加熱。
[0007]控制阻塞計(jì)的PLC內(nèi)沒有阻塞溫度自動(dòng)測(cè)量和在線測(cè)量程序，在主控室阻塞計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)畫面上只能進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量阻塞溫度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，所述裝置一體集成如下設(shè)備:一體化PLC、阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)控制裝置、阻塞計(jì)本體和管道電加熱控制裝置、供配電設(shè)備；
[0009]所述一體化PLC連接并控制所述阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)控制裝置、阻塞計(jì)本體和管道電加熱控制裝置以及供配電設(shè)備。
[0010]進(jìn)一步地，如上所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，所述阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)控制裝置包括串聯(lián)的變頻器和風(fēng)機(jī)。
[0011]進(jìn)一步地，如上所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，所述管道電加熱控制裝置包括串聯(lián)的電力調(diào)整器和管道電加熱器，所述本體電加熱控制裝置包括串聯(lián)的電力調(diào)整器和本體電加熱器。
[0012]進(jìn)一步地，如上所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，所述一體化PLC包括可編程控制器和觸摸屏。
[0013]進(jìn)一步地，如上所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，所述阻塞計(jì)本體上具有熱電偶，所述一體化PLC連續(xù)比較熱電偶實(shí)測(cè)所述阻塞計(jì)本體的阻塞孔溫度值與預(yù)設(shè)的阻塞溫度值的大小，當(dāng)溫差值不小于30°C時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制鈉流按照一個(gè)確定的冷卻速率Tl°C/min進(jìn)行冷卻，當(dāng)溫差值小于30°C時(shí)，控制鈉流按照另一個(gè)確定的冷卻速率T2°C/min進(jìn)行冷卻，這兩種情況下同時(shí)監(jiān)測(cè)流量，當(dāng)流量不大于阻塞流量時(shí)，記錄當(dāng)前阻塞孔溫度，作為阻塞溫度，否則系統(tǒng)返回到開始的溫差比較程序，進(jìn)行循環(huán)測(cè)量;在測(cè)量過(guò)程中，如果阻塞孔溫度下降到110°C及以下，停止風(fēng)冷，啟動(dòng)電加熱，結(jié)束測(cè)量。
[0014]進(jìn)一步地，如上所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，所述一體化PLC可以通過(guò)控制阻塞孔的流量始終維持在半阻塞狀態(tài)，熱電偶采集所述本體的溫度并反饋給一體化PLC，通過(guò)觸摸屏下方的溫度/時(shí)間曲線可以獲得連續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)的連續(xù)阻塞溫度。
[0015]進(jìn)一步地，如上所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，所述電力調(diào)整器和一體化PLC對(duì)阻塞計(jì)本體和管道電加熱器進(jìn)行控制。
[0016]進(jìn)一步地，如上所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，自動(dòng)加熱時(shí)，預(yù)設(shè)一個(gè)目標(biāo)加熱溫度，通過(guò)一組合適的PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)加熱速率的控制，一體化PLC連續(xù)比較熱電偶采集的目標(biāo)溫度和人為設(shè)定的目標(biāo)溫度，利用溫差值來(lái)調(diào)節(jié)PID模塊的輸出，控制電力調(diào)整器輸出合適的電壓值實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱溫度的控制。
[0017]進(jìn)一步地，如上所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，手動(dòng)加熱時(shí)，一體化PLC的PID模塊直接輸出手動(dòng)給定的電壓值，經(jīng)模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換后控制電力調(diào)整器輸出給定的電壓值實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱溫度的控制。
[0018]本實(shí)用新型裝置可以方便的移動(dòng)到某一需要測(cè)量鈉中雜質(zhì)的回路現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行阻塞溫度的測(cè)量。本實(shí)用新型裝置除了能夠手動(dòng)測(cè)量阻塞溫度，還能自動(dòng)測(cè)量和在線測(cè)量阻塞溫度，大大減小了操作員的工作量且測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度高，而且能夠靈活方便地對(duì)阻塞計(jì)本體和管道的電加熱進(jìn)行手動(dòng)加熱和自動(dòng)加熱，手動(dòng)電加熱時(shí)輸出電壓可調(diào)，自動(dòng)電加熱時(shí)溫度可自由設(shè)定。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為CEFR阻塞計(jì)結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型所述控制裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0021 ]圖3是本實(shí)用新型所述控制裝置自動(dòng)測(cè)量程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0023]如圖2所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一臺(tái)電氣控制柜，柜內(nèi)集成有變頻器、電力調(diào)整器、集可編程序控制器與觸摸屏與一體的一體化PLC以及其他相關(guān)的電氣設(shè)備，這些電氣設(shè)備按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)組成硬件控制系統(tǒng)與一體化PLC內(nèi)的軟件程序一起實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)產(chǎn)阻塞計(jì)的控制。
[0024]控制器采用了集可編程序控制器與觸摸屏與一體的一體化PLC，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省了安裝空間，且安裝簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)本控制裝置的一體化。將阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)控制裝置、阻塞計(jì)本體和管道電加熱控制裝置、供配電設(shè)備、信號(hào)顯示和傳輸裝置以及其他相關(guān)電氣裝置集中成柜，實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的集合，以便本實(shí)用新型裝置能夠方便地移動(dòng)到需要測(cè)量阻塞溫度的鈉回路現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行阻塞溫度的測(cè)量。
[0025]在一體化PLC內(nèi)編制阻塞計(jì)自動(dòng)測(cè)量程序和在線測(cè)量程序，在觸摸屏內(nèi)組態(tài)相應(yīng)的操作畫面，實(shí)現(xiàn)阻塞溫度的自動(dòng)測(cè)量。在一體化PLC內(nèi)編制阻塞計(jì)本體和管道的電加熱程序，在觸摸屏內(nèi)組態(tài)相應(yīng)的操作畫面，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電加熱和手動(dòng)電加熱，自動(dòng)電加熱時(shí)溫度可自由設(shè)定，手動(dòng)電加熱時(shí)輸出電壓可調(diào)。
[0026]圖3為自動(dòng)測(cè)量程序流程圖，在控制系統(tǒng)中設(shè)定一個(gè)預(yù)測(cè)的阻塞溫度(如不設(shè)定，將自動(dòng)取上次的測(cè)量值為預(yù)測(cè)值)，一體化PLC連續(xù)比較實(shí)測(cè)阻塞孔溫度值與預(yù)設(shè)的阻塞溫度值的大小，當(dāng)溫差值不小于30°C時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制鈉流按照一個(gè)確定的冷卻速率Tl°C/min進(jìn)行冷卻，當(dāng)溫差值小于30°C時(shí)，控制鈉流按照另一個(gè)確定的冷卻速率T2°C/min進(jìn)行冷卻，這兩種情況下同時(shí)監(jiān)測(cè)流量，當(dāng)流量不大于阻塞流量LO時(shí)，記錄當(dāng)前阻塞孔溫度，作為阻塞溫度，否則系統(tǒng)返回到開始的溫差比較程序，進(jìn)行循環(huán)測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，如果阻塞孔溫度下降到110°C及以下，應(yīng)停止風(fēng)冷，啟動(dòng)電加熱，結(jié)束測(cè)量。
[0027]在線測(cè)量是通過(guò)控制阻塞孔的流量始終維持在半阻塞狀態(tài)，從而能夠?qū)崟r(shí)的顯示當(dāng)前阻塞溫度的測(cè)量模式。這種測(cè)量模式下，阻塞孔被部分阻塞，鈉中雜質(zhì)與沉積固相雜質(zhì)周期地建立平衡。當(dāng)孔內(nèi)溫度下降到一定程度時(shí)，孔內(nèi)鈉流中的雜質(zhì)開始析出。此時(shí)，雜質(zhì)沉積和溶解速率相等，其孔溫是鈉中雜質(zhì)的飽和溫度。因此，在部分阻塞狀態(tài)下測(cè)得的阻塞溫度可視作雜質(zhì)的飽和溫度。通過(guò)屏幕下方的溫度/時(shí)間曲線可以獲得連續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)的連續(xù)阻塞溫度。
[0028]采用調(diào)壓模塊(電力調(diào)整器)和一體化PLC對(duì)本體和管道的電加熱進(jìn)行控制。自動(dòng)加熱時(shí)，預(yù)設(shè)一個(gè)目標(biāo)加熱溫度，通過(guò)一組合適的PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)加熱速率的控制，一體化PLC連續(xù)比較熱電偶采集的目標(biāo)溫度和人為設(shè)定的目標(biāo)溫度，利用溫差值來(lái)調(diào)節(jié)PID模塊的輸出，控制調(diào)壓模塊輸出合適的電壓值實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱溫度的控制。手動(dòng)加熱時(shí)，PID模塊直接輸出手動(dòng)給定的電壓值，經(jīng)模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換后控制調(diào)壓模塊輸出給定的電壓值實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱溫度的控制。
[0029]同時(shí)，本實(shí)用新型所述控制裝置改變了以前通過(guò)空氣流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，采用以變頻器和電氣柜內(nèi)的一體化PLC為核心的變頻調(diào)速總線式控制方案，一體化PLC(作為主站)通過(guò)ModbusRTU協(xié)議將變頻器(作為從站)連成通信網(wǎng)絡(luò)，主要完成過(guò)程控制和數(shù)據(jù)通信任務(wù)。
[0030]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，其特征在于: 所述裝置一體集成如下設(shè)備:一體化PLC、阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)控制裝置、阻塞計(jì)本體和管道電加熱控制裝置、供配電設(shè)備； 所述一體化PLC連接并控制所述阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)控制裝置、阻塞計(jì)本體和管道電加熱控制裝置和供配電設(shè)備。2.如權(quán)利要求1所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，其特征在于: 所述阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)控制裝置包括串聯(lián)的變頻器和風(fēng)機(jī)。3.如權(quán)利要求1所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，其特征在于: 所述管道電加熱控制裝置包括串聯(lián)的電力調(diào)整器和管道電加熱器，所述本體電加熱控制裝置包括串聯(lián)的電力調(diào)整器和本體電加熱器。4.如權(quán)利要求1所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，其特征在于: 所述一體化PLC包括可編程控制器和觸摸屏。5.如權(quán)利要求1所述的用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置，其特征在于: 所述阻塞計(jì)本體上具有熱電偶。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于鈉冷快堆阻塞計(jì)的移動(dòng)式一體化控制裝置。本實(shí)用新型將阻塞計(jì)風(fēng)機(jī)控制裝置、阻塞計(jì)本體和管道電加熱控制裝置、供配電設(shè)備、信號(hào)顯示和傳輸裝置以及其他相關(guān)電氣裝置集中成柜，實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的集合。本實(shí)用新型裝置可以方便的移動(dòng)到某一需要測(cè)量鈉中雜質(zhì)的回路現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行阻塞溫度的測(cè)量。本實(shí)用新型裝置除了能夠手動(dòng)測(cè)量阻塞溫度，還能自動(dòng)測(cè)量和在線測(cè)量阻塞溫度，大大減小了操作員的工作量且測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度高，而且能夠靈活方便地對(duì)阻塞計(jì)本體和管道的電加熱進(jìn)行手動(dòng)加熱和自動(dòng)加熱，手動(dòng)電加熱時(shí)輸出電壓可調(diào)，自動(dòng)電加熱時(shí)溫度可自由設(shè)定。
【IPC分類】G05D23/22
【公開號(hào)】CN205210728
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521000046
【發(fā)明人】謝正, 董升國(guó), 朱皓, 張喜梅, 劉靖, 禹春利
【申請(qǐng)人】中國(guó)原子能科學(xué)研究院
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日