一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)及其故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)及其故障 診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)作為核電站重要的專用儀控系統(tǒng)之一，在核電站啟 動(dòng)、功率轉(zhuǎn)換以及停堆過(guò)程中，都需要通過(guò)用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)來(lái)控制控制棒驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)，以控制控制棒與反應(yīng)堆的反應(yīng)。由此可見(jiàn)，用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)對(duì)核電站 的安全及其經(jīng)濟(jì)效益起著至關(guān)重要的作用。
[0003] 現(xiàn)有的用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)主要包括：
[0004] 用于控制反應(yīng)堆反應(yīng)的控制棒組件;棒控子系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)控制棒組件;棒位子系 統(tǒng)，用于對(duì)控制棒組件的控制棒棒位信息進(jìn)行測(cè)量并處理。
[0005] 其中，控制棒組件包括61個(gè)控制棒，每四個(gè)控制棒位一個(gè)子棒組，且沒(méi)兩個(gè)子棒組 構(gòu)成一個(gè)棒組，棒組按功能分為三類：安全棒，SA、SB、SC、SD;溫度調(diào)節(jié)棒，R;功率調(diào)節(jié)棒， N2、N1、G2、G1。且控制棒的移動(dòng)速度的快慢決定著棒位和棒控系統(tǒng)控制的靈活性和準(zhǔn)確度。
[0006] 棒控子系統(tǒng)主要組成部件有:邏輯柜，用于生成邏輯控制信號(hào)；控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 用于帶動(dòng)控制棒組件；電源柜，用于為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)電能，且現(xiàn)有采用的驅(qū)動(dòng)電 能多為交流電。
[0007] 棒位子系統(tǒng)主要組成部件有:控制棒棒位檢測(cè)線圈，用于檢測(cè)控制棒的棒位并生 成棒位信號(hào);棒位檢測(cè)柜，用于對(duì)棒位信號(hào)進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理生成數(shù)字信號(hào);棒位處理柜，對(duì) 數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理生成棒位信息。
[0008] 參見(jiàn)圖1和表1 (表1是圖1中的對(duì)應(yīng)控制棒的功能和數(shù)量），為現(xiàn)有控制棒組在堆芯 的布置示意圖和子組棒數(shù)量分布表?？梢钥闯觯灿?jì)61根控制棒，對(duì)應(yīng)61個(gè)控制棒棒位檢測(cè) 線圈，61個(gè)棒位檢測(cè)線圈的檢測(cè)信號(hào)在3個(gè)棒位檢測(cè)柜中對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理輸出棒位檢 測(cè)的數(shù)字信號(hào)至棒位檢測(cè)子系統(tǒng)中的棒位處理柜中進(jìn)行處理，然后進(jìn)行通信以顯示棒位 信息。
表1
[0009]其中，61個(gè)控制棒的每個(gè)子組的四根控制棒平均分布在四個(gè)象限中，每個(gè)象限的 控制棒對(duì)應(yīng)的棒位檢測(cè)線圈的檢測(cè)信號(hào)在一個(gè)棒位檢測(cè)柜中進(jìn)行處理。
[0010]通過(guò)上述用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了核電站的正常功率調(diào)節(jié)或停堆功 能，但在現(xiàn)有應(yīng)用上述技術(shù)方案的項(xiàng)目中，無(wú)在線故障檢測(cè)功能，如果發(fā)生落棒或是卡棒 的，無(wú)法追溯問(wèn)題產(chǎn)生的原因，且目前的解決為通過(guò)周期性的實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的追溯以查 明故障原因，由于核電的特殊性，一般情況下的實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，不利于及時(shí)查出故障緣由， 進(jìn)而影響核電站的正常運(yùn)作及其運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)發(fā)生故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)帶來(lái)隱 患的問(wèn)題，提供了一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)及其故障診斷方法。
[0012] 本發(fā)明就上述技術(shù)問(wèn)題而提出的技術(shù)方案如下：
[0013] -方面，本發(fā)明提供了一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)，包括控制棒組件，用于 控制核反應(yīng)堆的反應(yīng)；
[0014] 棒控子系統(tǒng)，包括用于驅(qū)動(dòng)所述控制棒組件的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0015] 棒位子系統(tǒng)，用于對(duì)所述控制棒組件的控制棒進(jìn)行測(cè)量生成棒位信息；
[0016] 所述系統(tǒng)還包括：
[0017] 檢測(cè)子系統(tǒng)，分別與所述棒控子系統(tǒng)、所述棒位子系統(tǒng)連接，用于對(duì)所述控制棒驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)棒位子系統(tǒng)的棒位信息，對(duì)所述棒控子系統(tǒng)的故 障進(jìn)行診斷。
[0018] 本發(fā)明上述的一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)中，所述檢測(cè)子系統(tǒng)包括：
[0019] 電流傳感模塊，用于測(cè)量所述棒控子系統(tǒng)的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)線圈的工作電流；
[0020] 信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)信息數(shù)據(jù)，所述信息數(shù)據(jù)包括參考電流波形；
[0021] 信號(hào)采集處理模塊，與所述電流傳感模塊和信息存儲(chǔ)模塊連接，用于接收所述電 流傳感模塊生成的測(cè)量信息并形成第一電流波形，調(diào)取所述信息存儲(chǔ)模塊中的參考電流波 形以分析第一電流波形并判斷是否存在異常，若是，生成異常信息，并顯示所述控制棒驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)的異常信息。
[0022] 本發(fā)明上述的一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)中，所述信息存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的信 息數(shù)據(jù)還包括參考棒位信息；
[0023] 所述信號(hào)采集處理模塊，用于分析所述棒位子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)棒位信息與所述參考棒 位信息以獲得棒位線性度測(cè)量信息，所述線性度測(cè)量信息用于表示所述棒位子系統(tǒng)測(cè)量的 實(shí)時(shí)棒位信息與參考棒位信息的誤差比例。
[0024] 本發(fā)明上述的一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)中，所述信息存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的信 息數(shù)據(jù)還包括所述棒控子系統(tǒng)的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的參考聲響信息、參考落棒信息；
[0025]所述檢測(cè)子系統(tǒng)進(jìn)一步包括：
[0026] 聲響傳感模塊，用于感應(yīng)所述棒控子系統(tǒng)的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出的實(shí)時(shí)聲響信號(hào) 并生成實(shí)時(shí)聲響信息；
[0027] 落棒信息模塊，用于獲取實(shí)時(shí)落棒信息；
[0028] 所述信號(hào)采集處理模塊，用于接收所述實(shí)時(shí)聲響信息和實(shí)時(shí)落棒信息，并調(diào)取所 述參考聲響信息、所述參考落棒信號(hào)對(duì)對(duì)應(yīng)的實(shí)施聲響信息、實(shí)時(shí)落棒信息進(jìn)行分析判斷 是否存在異常，若是，生成異常?目息。
[0029] 本發(fā)明上述的一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)中，所述棒控子系統(tǒng)包括：
[0030] 電源柜，與所述棒控子系統(tǒng)連接，用于對(duì)所述棒控子系統(tǒng)的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供 驅(qū)動(dòng)電能，且所述驅(qū)動(dòng)電能為直流電。
[0031] 本發(fā)明上述的一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)中，所述電源柜包括:邏輯控制 電路、調(diào)節(jié)電路、IGBT整流電路以及反饋電路；
[0032] 其中，所述邏輯控制電路，用于根據(jù)所述棒控子系統(tǒng)的控制信息生成電平信號(hào)； [0033]所述調(diào)節(jié)電路，用于接收所述邏輯控制電路的電平信號(hào)和反饋電路的反饋信號(hào)， 并產(chǎn)生一個(gè)差值信號(hào)送入所述IGBT整流電路；
[0034]所述IGBT整流電路，用于根據(jù)所述差值信號(hào)輸出直流電供給所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)。
[0035] 本發(fā)明上述的一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)中，所述反饋信號(hào)為所述反饋電 路檢測(cè)所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)工作電流。
[0036] 本發(fā)明上述的一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)中，所述控制棒組件包括按四個(gè) 象限均勻分布在核反應(yīng)堆上的多個(gè)控制棒；
[0037] 所述棒位子系統(tǒng)進(jìn)一步包括：
[0038] 多個(gè)棒位測(cè)量線圈，用于測(cè)量對(duì)應(yīng)多個(gè)控制棒的位置并生成棒位信號(hào)，且對(duì)應(yīng)多 個(gè)所述控制棒按四個(gè)象限均勻分布在核反應(yīng)堆上；
[0039] 多個(gè)棒位測(cè)量柜，用于對(duì)所述棒位檢測(cè)線圈生成的棒位信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，且每一 所述棒位測(cè)量柜預(yù)處理對(duì)應(yīng)象限的所述棒位測(cè)量線圈生成的棒位信號(hào)。
[0040] 本發(fā)明上述的一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)中，所述棒位子系統(tǒng)包括四個(gè)棒 位測(cè)量柜，四個(gè)所述棒位測(cè)量柜預(yù)處理對(duì)應(yīng)象限中的所述棒位測(cè)量線圈生成的棒位信號(hào)。
[0041] 另一方面，本發(fā)明還提供一種用于核電站的棒控和棒位系統(tǒng)的故障診斷方法，包 括步驟：
[0042] S100、采用直流電源為棒控子系統(tǒng)的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)供電，所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 根據(jù)棒控子系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)控制棒，棒位子系統(tǒng)測(cè)量控制棒的棒位并處理生成棒 位信息；
[0043] S200、檢測(cè)子系統(tǒng)對(duì)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并獲取所述棒位 子系統(tǒng)生成的棒位信息，根