CN104332201A - 一种新的棒位测量方法 - Google Patents

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黄可东
李国勇
田宇
郑杲
金远
许明周
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    • G21C17/12—Sensitive element forming part of control element
    • G—PHYSICS
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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
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Abstract

本发明属于一种压水堆核电站控制棒测量方法，具体涉及一种压水堆核电站反应堆控制棒在堆芯中的棒位测量方法。它包括如下步骤，简化棒位探测器的结构，采用本测量方法的棒位探测器仅有一种测量线圈，没有原边线圈和辅助线圈；棒位测量通道包括测量线圈激磁电路、棒位信号处理电路也分成2个独立的通道，分别与棒位探测器的2组测量线圈对应，并且分配到不同的机箱或机柜进行控制与处理；两组信号再送到棒位信号合成处理设备，将两组信号进行处理，产生控制棒的测量棒位；本发明的优点是，简化了棒位探测器结构，克服了棒位信号干扰大，波形难以整定，故障率高等缺陷，提高了棒位探测器的可靠性和可用性，也提高了电厂的经济性。

Description

一种新的棒位测量方法
技术领域
本发明属于一种压水堆核电站控制棒测量方法，具体涉及一种压水堆核电站反应堆控制棒在堆芯中的棒位测量方法。
背景技术
棒束控制组件（RCCA）位于一回路高温高压环境中，对其位置的测量普遍利用电磁感应的原理进行。
目前，国内压水堆核电厂的棒位探测器主要包括初级线圈（也叫原边线圈）、测量线圈、辅助线圈三种线圈及线圈骨架、密封壳及外套管等部件。原边线圈为一长螺线管，沿整个行程绕制。测量线圈和辅助线圈都是次级线圈，与原边线圈共轴。原边线圈用于产生交变磁场；数个测量线圈用于测量控制棒在堆芯中的位置，形成棒位编码（GRAY码）；辅助线圈用于原边电流调节。
上述结构的棒位探测器可以较好地测量控制棒在堆芯中的位置，但仍然存在着许多缺点：
1）结构复杂，包含了三种功能不同的线圈组件，即1个原边线圈、2个辅助线圈和31个测量线圈，而且对线圈相互之间的电气绝缘和信号隔离要求较高。
2）控制与监测电路复杂，原边线圈需要进行闭环调节；测量线圈之间的干扰较大，不便于棒位信号的处理，也不便于现场的调试和试验。
3）故障率较高，三种线圈中任一个线圈发生故障，或者任一棒位测量通道（包括原边线圈激磁电路、测量线圈信号处理电路等）发生故障，就会导致一根控制棒失去测量棒位，影响反应堆的运行，从而影响核电厂的经济性。
发明内容
本发明的目的是提供一种新控制棒棒位测量方法，它能够解决原棒位探测器结构复杂、棒位信号干扰大，波形难以整定，故障率高等缺陷，提高棒位探测器的可靠性和可用性，也提高电厂的经济性。
本发明是这样实现的，一种新的棒位测量方法，它包括如下步骤，
（1）简化棒位探测器的结构，采用本测量方法的棒位探测器仅有一种测量线圈，没有原边线圈和辅助线圈；
（2）对棒位探测器的测量线圈进行分组，棒位探测器的数个测量线圈按照一定的间距布置在测量范围的全行程，并且将这些测量线圈按照奇数、偶数的顺序分成独立的两个组；每个组的线圈采用独立的信号连接器输出测量信号，棒位探测器与布置了棒位测量通道的机柜之间的电缆也分成2组独立电缆，并各自敷设独立的电缆路径；
（3）棒位测量通道包括测量线圈激磁电路、棒位信号处理电路也分成2个独立的通道，分别与棒位探测器的2组测量线圈对应，并且分配到不同的机箱或机柜进行控制与处理；
（4）两组信号再送到棒位信号合成处理设备，将两组信号进行处理，产生控制棒的测量棒位；
（5）棒位合成设备对两组棒位信号进行检测，如果两组测量棒位均正常，则将两组信号合并产生该控制棒的全精度测量棒位信号；如果仅有一组棒位信号正常，则产生该控制棒的半精度测量棒位，半精度的测量棒位的精度和分辨率为全精度的一半。
本发明的优点是，它仅使用一种测量线圈，并将测量线圈及其测量通道分成完全独立的两组进行处理，简化了棒位探测器结构，克服了棒位信号干扰大，波形难以整定，故障率高等缺陷，提高了棒位探测器的可靠性和可用性，也提高了电厂的经济性。本发明的棒位探测器只有一种测量线圈，简化了棒位探测器的结构。本发明棒位探测器的线圈分成独立的两个组，每个组的信号连接器、电缆及其路径、处理设备均独立；任何一组发生故障不影响另一组的正常工作，提高棒位信息的可靠性和可用性。本发明的信号合成设备采用处理器冗余，输入通道独立等可靠性手段，通过对两组棒位信息的检测和处理，产生控制棒的半精度或全精度测量棒位。
附图说明
图1为传统棒位探测器结构及线圈分组简图；
图2为本发明棒位探测器结构及线圈分组简图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：
一种新的棒位测量方法，它包括如下步骤：
（1）简化棒位探测器的结构，采用本测量方法的棒位探测器仅有一种测量线圈，没有原边线圈和辅助线圈。
（2）对棒位探测器的测量线圈进行分组。棒位探测器的数个测量线圈按照一定的间距（间距的大小与棒位探测器的分辨率和精度相关）布置在测量范围的全行程，并且将这些测量线圈按照奇数、偶数的顺序分成独立的两个组；每个组的线圈采用独立的信号连接器输出测量信号。
棒位探测器与布置了棒位测量通道的机柜之间的电缆也分成2组独立电缆，并各自敷设独立的电缆路径。
（3）棒位测量通道（包括测量线圈激磁电路、棒位信号处理电路）也分成2个独立的通道，分别与棒位探测器的2组测量线圈对应，并且分配到不同的机箱或机柜进行控制与处理。
（4）两组信号再送到棒位信号合成处理设备，将两组信号进行处理，产生控制棒的测量棒位。
（5）棒位合成设备对两组棒位信号进行检测，如果两组测量棒位均正常，则将两组信号合并产生该控制棒的全精度测量棒位信号；如果仅有一组棒位信号正常，则产生该控制棒的半精度测量棒位，半精度的测量棒位的精度和分辨率为全精度的一半。同时，棒位合成设备采用了处理器冗余技术，且其采集两组棒位信号的输入模块、机箱等也分成两个独立部分，供电电源也冗余，避免单一故障造成全部棒位信号丢失的风险。
本发明将棒位探测器的测量线圈、棒位探测器信号连接器、棒位测量通道及其物理安装位置、信号电缆及其电缆路径都分成了各自独立的2组，形成了实体隔离，相互没有关联，其中任何一组发生故障，均不影响另一组的正常工作。
采用本方法的设备在2个组都正常工作的情况下，整个控制棒的测量棒位由2个组的测量信号通过带处理器冗余的棒位信号合成设备合并处理产生，并且具有全精度和全分辨率；当其中1个组发生故障时，另一组仍然正常工作，棒位测量精度和分辨率减半，不影响反应堆的运行。

Claims (1)

1.一种新的棒位测量方法，其特征在于：它包括如下步骤，
（1）简化棒位探测器的结构，采用本测量方法的棒位探测器仅有一种测量线圈，没有原边线圈和辅助线圈；
（2）对棒位探测器的测量线圈进行分组，棒位探测器的数个测量线圈按照一定的间距布置在测量范围的全行程，并且将这些测量线圈按照奇数、偶数的顺序分成独立的两个组；每个组的线圈采用独立的信号连接器输出测量信号，棒位探测器与布置了棒位测量通道的机柜之间的电缆也分成2组独立电缆，并各自敷设独立的电缆路径；
（3）棒位测量通道包括测量线圈激磁电路、棒位信号处理电路也分成2个独立的通道，分别与棒位探测器的2组测量线圈对应，并且分配到不同的机箱或机柜进行控制与处理；
（4）两组信号再送到棒位信号合成处理设备，将两组信号进行处理，产生控制棒的测量棒位；
（5）棒位合成设备对两组棒位信号进行检测，如果两组测量棒位均正常，则将两组信号合并产生该控制棒的全精度测量棒位信号；如果仅有一组棒位信号正常，则产生该控制棒的半精度测量棒位，半精度的测量棒位的精度和分辨率为全精度的一半。
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