CN109074880B - 核反应堆控制-吸收器驱动机构及相关的监控方法及核反应堆 - Google Patents

核反应堆控制-吸收器驱动机构及相关的监控方法及核反应堆 Download PDF

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Abstract

控制棒(3)的驱动机构(1)包括用于监控的增加至超速的潜在情况的装置(35)，配置为：测量预设持续时间的时间窗口期间(Tobs)内传送至定子(7)的第一、第二和第三相(17、19、21)中至少一个相的控制步的数量或者测量预设持续时间的时间窗口期间(T’obs)内转子(9)的旋转步的数量；和将测得的控制步的数量与预设的最大值(Nmax)进行比较或者将测得的旋转步的数量与预设的最大值(N’max)进行比较。

Description

核反应堆控制-吸收器驱动机构及相关的监控方法及核反 应堆
技术领域
本发明大体涉及核反应堆控制-吸收器驱动机构。
背景技术
更具体地，根据第一方面，本发明涉及一种用于至少一个核反应堆控制吸收器的驱动机构，所述机构是包括下述的类型：
-至少一种步进型的电动发动机，其包括具有至少第一、第二和第三相的定子和转子；
-电力供应，其电连接至所述定子的第一、第二和第三相的每一相；
-电力供应的控制器，其经编程使得电力供应以电流频率向第一、第二和第三相的每一相传递电脉冲，每个电脉冲形成具有适合所述发动机控制的形状的控制步，所述转子根据所述频率单位时间内以多个旋转步被移动；
-布置将所述转子与所述控制吸收器耦合的运动链，所述运动链布置为将所述转子的旋转运动转换为所述控制吸收器在所述反应堆核心的平移且没有滑动可能性运动。
控制吸收器的快速抽出事件是核反应堆中的主要反应性事故之一。这些事件可能导致注入到反应堆核心的反应性(reactivity)太快而不能被中子测量链(neutronmeasuring chain)探测到且不能在严重事故发生前被中央指令控制系统处理。
在外部维护情况下，这种事件的主要原因是驱动机构或电动发动机的控制失效。
重要的是要注意，由于反应器设计，任何反应器都具有抗反应性裕度β(anti-reactivity marginβ)，使得在非常短的时间内或甚至阶段内反应性注入Δρ0<β不会造成任何严重的中子后果。
相反，当超过β时，过度反应性注入会导致非常快速和不可控制捕获中子能量(通过瞬发临界(prompt criticality)并导致中子能量在几毫秒内加倍)。
由于潜在后果的重要性，若希望在设计阶段排除此事件，则必须建立非常高安全性的措施。
此外，所考虑事故可能发展的速度使得通过观察中子通量难以进行后验控制。根据探测中子通量突然增加来实施校正措施所需的时间范围从几秒到几十秒，这太晚了。
在核反应堆设计旨在下述情况时，这个问题尤其严重：
-阻止在初级流体(primary fluid)的水推力(hydraulic thrust)的作用下控制吸收器的喷出，例如，如果驱动机构安置在容器外，如果盖板横梁断裂；
-内部或外部攻击且没有力施加在机构上，阻止控制吸收器的机械上升。
SMR(小型和模块化反应堆)型集成反应器以这种方式设计，以提高安全性。通常，它们包括水下驱动机构，其没有盖板横梁。结果，与驱动机构的控制失效相关的反应性注入不再被用于喷射控制棒组(control cluster)的包络事件(envelope event)所覆盖。
现有几种技术解决方案来控制控制吸收器的上升速度。
第一种可能性是使用棘爪机构(pawl mechanism)。这些机构已经在许多核反应堆中使用了一段时间。它们机械地限制了吸收器的移动速度。US2012/148007公开了棘爪机构的水下版本。这种水下机构具有显著的缺点：它们机械地复杂，并且具有大量的径向体积。
也可以使用DC旋转发动机。由限制施加到发动机的电压的类似装置提供额定速度的控制和吸收器的运动监控。在这种机构中，吸收器的上升速度取决于扭矩(torque)。结果是，机构的工作点会随着时间与电压、减速齿轮的效率，摩擦等演变。因此有必要考虑安全性研究中额定速度和超速之间的显着裕度，通常系数3。这对反应器的控制是有害的。
也可以使用AC旋转发动机。在这种情况下，通过保证网络的完全有界频率(perfectly bounded frequency)(通常为50或60赫兹)提供对超速的控制。这在某些国家或某些电站是存在问题的，在其中网络的频率没有得到完美控制。
对于两种类型的旋转发动机机构，避免上述事件的原则包括控制失败时吸收器的上升速度，和检查核反应堆中央指令控制的反应性控制链的反应时间范围内的相关的反应性注入Δρ0保持低于瞬发临界阈值β，其具有对应于设计选项的显着裕度。
这种方法提出了两个问题。
吸收器的实际上升速度取决于发动机扭矩和阻力扭矩之间的比率，并因此是多个参数(质量、减速齿轮效率、摩擦、电源电压等)的复杂函数。
这些参数随着时间而演变。因此有必要采用不利于(penalize)协调快速下降速度和有限的最大上升速度能力的安全性裕度。
此外，当中子通量较弱时，中央指令控制的每个链的响应时间较长。该响应时间通常为几秒到几十秒。
最后，由US4,777,010中已知一种用于至少一个控制吸收器的驱动机构，其中吸收器通过步进型电动发动机移动。
在这种背景下，本发明旨在提出一种不具有上述缺陷的驱动机构。
发明内容
为了达到那个目的，本发明涉及一种前述类型的驱动机构，其特征在于：所述驱动机构包括一种用于监控吸收器增加至超速的潜在情况的装置，所述监控装置包括至少两个相互独立的监控单元，每个监控单元连接至第一、第二和第三相之一的端子，每个监控单元配置为：
-测量预设持续时间的时间窗口期间内传送至所述相的控制步的数量或者测量预设期间的时间窗口期间内转子的旋转步的数量；
-将测量的控制步的数量与预设的最大值进行比较或者将测量的旋转步的数量与预设的最大值进行比较。
在步进发动机中，任何影响发动机扭矩(施加的电压、电流等)和/或阻力转矩(运动链效率的改变、反应器容器内发生的水力现象等)的事件都只影响单步的性能速度。相反，几步的宏观速度仅取决于指令的频率，只要后者保持足够低以使发动机不停转。
因此，通过结构，所述发动机的不能转动快于指令所施加的频率，在最坏情况下，不能超出发动机的几个步。所述远动链另外设计以将所述发动机耦合至所述吸收器且没有任何滑动的可能性。结果是，电脉冲的频率安全地是吸收器在几个步上增加的平均速度的增加图像。因此，预设持续时间的时间窗口期间内传送至每个相的电脉冲的数量或者预设持续时间的时间窗口期间内转子的旋转步的数量构成了所述吸收器运动的安全、增加的指示。如果该电脉冲的数量或该步的数量超过预设的最大值，则推测发动机的过快旋转，并因此吸收器增加的速度过快。
由于测量了代表该指令的参数，而不是核电的实际演变的事实,这种方式使得在短循环中采取安全措施成为可能。根据操作反应性注入速度，安全措施可以在很短的时间内进行。因此可以在几百毫秒内中断对发动机的供电。
因此，在切断电源供应前注入的总反应性几乎不取决于向上或向下的最大可能的运动速度假设，并因此，如后文所述，在定义机动化时会产生很大的裕度。
所述驱动机构可进一步具有下述的一个或多个特征，单独或根据任何技术可能的组合考虑：
-所述监控装置包括至少第一、第二和第三相互独立的监控单元，分别连接至第一、第二和第三相的端子，
每个所述第一和第二单元配置为测量预设持续时间的时间窗口期间内控制步的数量，以及若超过预设的最大值则切断所述电力供应；
所述第三单元配置为测量预设持续时间的时间窗口期间内所述转子的旋转步的数量，以及若超过预设的最大值则切断所述电力供应；-每个所述第一和第二单元包括至少一个下述电路：
*逻辑电路，其配置为对分别传送至第一相或第二相的电脉冲数量进行计数；
*模拟电路，其配置为对分别传送至第一相或第二相的电脉冲数量进行计数；
*逻辑或模拟电路,其用于将分别传送至所述第一相或所述第二相预设的配置文件进行比较；
-所述第三单元配置为通过跨越所述定子第三相的端子的阻抗测量探测由转子形成的旋转步的交叉；
-除所述第一和第二监控单元之外，所述监控装置包括：第一和/或第二测量单元，其配置为测量分别跨越第一相或第二相的端子的阻抗，以及使用跨越第一、第二和第三相中的至少两个的端子的阻抗测量以确定吸收器的位置的单元；
-所述第一、第二和第三单元配置为若控制步的数量或旋转步的数量超过相应的预设最大值，则通过分别作用于第一、第二和第三相互独立的开关切断电力供应；
-所述运动链被配置，使得电脉冲或旋转步的最大数量驱动低于排除反应堆预设的瞬发临界事故的抗反应性限(β)反应性贡献，减去安全性分析预设的裕度；以及
-即使在切断发动机的电源时，所述运动链也能提供位置维持。
根据第二方面，本发明涉及一种用于监控核反应堆控制吸收器增加至超速的潜在情况的方法，控制吸收器配备有所述控制吸收器的驱动机构包括：
-至少一种步进型的电动发动机，其包括具有至少第一、第二和第三相的定子和转子；
-电力供应，其电连接至所述定子的第一、第二和第三相的每一相；
-电力供应的控制器，其经编程使得电力供应以电流频率向第一、第二和第三相的每一相传递电脉冲，每个电脉冲形成具有适合控制所述发动机的形状的控制步，所述转子根据所述频率单位时间内以多个旋转步被移动；
-布置将所述转子与所述控制吸收器耦合的运动链，所述运动链布置为将所述转子的旋转运动转换为所述吸收器在所述反应堆核心的平移且没有移动可能性的运动。
所述方法包括至少二个互相独立的监控步骤，每个监控步骤包括下述运作：
-跨越第一、第二和第三相的端子，测量预设持续时间的时间窗口期间内传送至所述相的控制步的数量或者测量预设持续时间的时间窗口期间内转子的旋转步的数量；
-将测量的控制步的数量与预设的最大值进行比较或者将测量的旋转步的数量与预设的最大值进行比较。
所述监控方法还可以具有下述一个或多个特征：
-所述监控方法包括：
*第一和第二监控步骤，在所述第一和第二监控步骤期间，测量跨越所述相的端子在预设持续时间的时间窗口期间内分别传送至所述第一和第二相的控制步的数量，若超过所述预设最大值则切断电力供应；
*第三监控步骤，在第三监控步骤期间，测量跨越所述第三相的端子在预设持续时间的时间窗口期间内转子的旋转步的数量，若超过所述预设最大值则切断电力供应。
-在所述第一和第二监控步骤中，通过探测电压边沿(voltage edge)或电流边沿(current edges)对分别传送至所述第一相和第二相的控制步的数量进行计数；
-在所述第三监控步骤中，通过测量跨越所述第三相的端子的阻抗对所述转子的旋转步的数量进行计数；
-除了所述第一和第二监控步骤之外，所述方法包括第一和/或第二测量步骤，在此期间，通过测量跨越第一和第二相的端子的阻抗，分别对转子的旋转步的数量进行计数，所述方法包括使用跨越第一、第二和第三相中的至少两个的端子的阻抗测量来确定吸收器的位置的步骤；
-在第一、第二和第三步骤期间内，若电脉冲的数量或旋转步的数量超过相应的预设最大值，则通过分别作用于第一、第二和第三相互独立的开关切断电动发动机的电力供应；
-所述运动链被配置，使得电脉冲或旋转步的最大数量驱动低于排除反应堆预设的瞬发临界事故抗反应性限的反应性贡献，减去所述安全性分析预设的裕度。
根据第三方面，本发明涉及一种装备有具有上述特征的控制吸收驱动器机构的核反应堆。
附图说明
本发明的其他特征和优点将参考附图从以下提供的详细描述中以获得信息而非限制性地显现，其中：
-图1是如本发明第一实施例所述的核反应堆控制吸收驱动机构的示意图；
-图2是图1的机构的监控装置的第一单元的示意图；
-图3阐明了在图2所示的第一单元的a和b处的电信号的形状；
-图4是图1的监控装置的第二单元的示意图；
-图5在显示了在图4所示的第二单元的a、b和c处的电信号的形状；
-图6是图1的监控装置的第三单元的示意图；和
-图7是类似于图1本发明的第二实施例的示意图包括用于确定吸收器位置的单元。
具体实施方式
图1中所示的驱动机构1旨在移动核反应堆的控制吸收器3。
核反应堆通常包括容器和布置在容器中的核心。所述核心包括多个核燃料组件。所述核反应堆还包括大量的控制吸收器，其可在核反应堆的核心中移动，以控制核燃料组件射出的中子通量。这些吸收器例如被称为“控制杆”。它们由吸收中子的材料制成。
每个控制吸收器与驱动机构相联，这是为了使吸收器沿大致垂直的方向相对于燃料组件移动。
所述核反应堆通常是加压水冷反应堆(PWR)或沸水反应堆(BWR)。
可选地，其可以是任何其他合适的类型。
例如，所述核反应堆是SMR型的。
通常，通过设计，所述核反应堆是在初级流体的水推力的作用下阻止吸收器的喷射，并且在没有向机构施加力的情况下阻止在内部或外部攻击下该机械上升的类型。优选地，所述反应器是没有盖板横梁的类型，所述驱动机构完全浸没在容器中。
如图1所示，所述机构1包括具有定子7和转子9的至少一个步进型电动发动机5、电力供应11、电力供应11的控制器13，以及布置为将转子9连接至控制吸收器3的没有打滑可能性的运动链15。
通常，所述机构1包括用于每个吸收器3的单独电动发动机。
步进型发动机是已知的，因此这里不再详细描述。所述电动发动机5是任何适合的类型，例如是一种可变磁阻发动机，或者永磁发动机或混合发动机。
所述定子9包括至少三个相17、19、21，或超过三个相。
所述转子9包括多个齿23。
所述电力供应11电连接至所述定子7的相中的每一相，特别是第一相17、第二相19和第三相21。
所述控制器13被编程为使得所述电力供应11以电流频率向第一相17、第二相19和第三相21中的每个传递电脉冲。每个电脉冲形成控制步，并具有适合控制所述发动机的形状。所述电脉冲为例如附图中所示的槽，但可选地具有除槽以外的形状。
典型地，所述控制器13被编程使得所述电力供应相继地向所述第一相17、第二相19和第三相21传递电脉冲。每个电脉冲典型地致使所述转子旋转。控制步的数量即执行转子完整旋转所需的脉冲数量，取决于相数、齿23的数量和指令的形式。
所述转子的旋转步通过仅取决于发动机的结构(所述转子的齿23的数量、相数(这里是3)和每相的线圈的数量)的固定关系与控制步关联。典型地，一个控制步使转子旋转一个旋转步。因此，控制步的数量理论上等于所述转子的旋转步的数量。可选地，例如对于复杂控制，一个控制步使转子旋转多于或少于一个旋转步。控制步的数量不等于所述转子的旋转步的数量。
因此，所述转子9每单位时间以取决于当前频率的旋转步进行旋转。
所述运动链15布置为将转子9的旋转运动转换为所述吸收器3在所述反应堆核心的平移运动。其是适于不允许滑动的任何类型(例如，螺钉/螺母)。
优选地，所述运动链15提供吸收器的位置维持，而不需要保持发动机扭矩。典型地，如果切断发动机的电力供应11，则控制吸收器3保持在原位且不会由于其重量而向下驱动。存在几种达到该特性的典型解决方案。例如，这通过在运动链15中提供选择为不可逆的间距(pitch)的螺杆/螺母类型的驱动构件来完成。另一个解决方案是向所述运动链中加入制动器(例如，摩擦制动器或磁滞制动器)。
所述电力供应11包括第一断路器(breakers)25和第二断路器27。当第一断路器25和第二断路器27处于闭合位置时，所述电动发动机5被供电。如果一个或另一个断路器断开，则电力向发动机5的传输中断。
所述第一断路器25和第二断路器27相互独立并且使用彼此不同的技术。它们通常总是关闭的。例如，所述第一断路器25是电压损失继电器，且所述第二断路器27是开关门。
所述控制器13通常具有传统设计。其包括一独特的时基(time base)29，使其能够校准由电力供应11输送至第一相17、第二相19和第三相21的脉冲的重复持续时间和频率。所述控制器13接收来自控制构件31的运作命令，其指令所述控制吸收器3的升高或降低。所述控制器13将这些运作命令转换成用于具有适合定子的第一相17、第二相19和第三相21中的每一个形状和频率的电控制脉冲。
所述机构1还包括插入在所述控制器13和所述电力供应11之间的约束装置(inhibiting device)33。所述装置33配置为在需要切断发动机5的电力供应的预设条件下禁止将控制器13的指令传输至电力供应11。
所述驱动机构1包括用于监控所述控制吸收器3的增加至超速的潜在情况的装置35。所述监控装置35包括至少二个相互独立的监控单元，每个监控单元连接至所述第一相17、第二相19和第三相21中的一个的端子，每个监控单元配置为：
-测量预设持续时间的时间窗口Tobs期间内传送至所述相17、19、21的控制步的数量或者测量预设持续时间的时间窗口T’obs期间内转子9的旋转步的数量；
-将测量的控制步的数量与预设的最大值Nmax进行比较或者将测量的旋转步数量与预设的最大值N’max进行比较。
如上所述，传送至每个相的电脉冲的数量是在反应堆的核心中的所述控制吸收器的运动的增加图像。如果电脉冲的数量或转子的旋转步的数量超过相应的预设最大值，则所述监控装置断定群集(cluster)的增加速度过快的推测。
优选地，以及如图1所示，所述监控装置35包括物理地和功能地相互独立的第一监控单元37、第二监控单元39、第三监控单元41，分别连接至第一相17、第二相19和第三相21的端子。
所述第一单元37配置为测量预设持续时间的时间窗口Tobs期间内传送至所述第一相17的电脉冲的数量，以及若超过预设的最大值Nmax则切断所述电力供应11。为了那个目的，所述第一单元37有利地配置为将所述测量的电脉冲的数量与预设的最大值Nmax进行比较。
同样地，所述第二单元39配置为测量预设持续时间的时间窗口Tobs期间内传送至所述第二相19的电脉冲的数量，以及若超过预设的最大值Nmax则切断所述电力供应11。为了那个目的，所述第二单元39有利地配置为将所述测量的电脉冲的数量与预设的最大值Nmax进行比较。
所述第三单元41配置为测量预设持续时间的时间窗口期间T’obs内所述转子9的旋转步的数量，以及若超过预设的最大值N’max则切断所述电力供应11。为了那个目的，所述第三单元41有利地配置为将测得的旋转步的数量与预设的最大值N’max进行比较。
因此，所述监控装置包括至少二个(优选地三个)各自独立的冗余单元，每个能够探测在时间窗口中出现的过多的控制脉冲，或者探测在给定的时间窗口中过多的转子的旋转步。
所述三个单元37、39、41使用不同的技术，且每个单元具有独特的时基。
所述第一单元37如图2中所示。其包括配置为对传送至第一相17的电脉冲数量进行计数的逻辑电路。其对传送至第一相17的电脉冲的电压起作用。
所述第一单元37具有连接在跨越第一相17的端子上的输入55。在输入55处接受的信号，在图3的上部的线中显示，被引导至放大器56，这使得可以对跨越第一相17的端子测得的信号进行整形。所述第一测量单元37包括上升边沿探测器57。低通滤波器58插入在所述放大器56的输出和探测器57的输入之间。
所述探测器57探测在所述第一相17中通过所述电力供应传送的电脉冲的上升边沿。其为任何适当的类型，以及例如使用将信号与延迟信号组合的传统方案。所述探测器57的输出信号在图3的下方线中显示。
所述第一单元37可选地不包括所述放大器56和/或所述低通滤波器58。
所述第一单元37包括脉冲逻辑计数器59。所述上升边沿探测器57的输出连接至所述计数器59。后者还连接至特定于所述单元37的时基，例如振荡器61。
所述计数器59周期性地再充值至值Nmax，所述再充值由周期Tobs隔开。每次所述探测器57探测到上升边沿即探测到传送至所述第一相的电脉冲时，所述计数器的值减少1。如果计数器59达到零，则所述第一单元37切断发动机的电力供应。
所述计数器59是例如74HC590型逻辑电路，执行74HC59型的二进制计数器。
所述第二单元39如图4中所示。其包括配置为对传送至第二相19的电脉冲数量进行计数的模拟电路。典型地，所述第二单元39对电流即传送至所述第二相的电脉冲的强度起作用。可选地，它可以像第一单元37那样在电压下工作。
更具体地，所述第二单元39通过为所述第二相19供电的控制电流中模拟边沿探测，并采用运算放大器来工作。所述时基由电容的充放电平衡提供。
所述第二单元39具有通常由电流转换器制成的输入63。
所述第二单元39还包括上升边沿探测器67。所述探测器是例如作为比较器安装的放大器，以被选择为干净地探测控制切换的值即上升的电流边缘。
低通滤波器69在所述探测器67前插入。
所述第二单元39可选地不包括所述低通滤波器69。
所述第二单元39包括脉冲转换器71，其输入连接至所述探测器67的输出。所述脉冲转换器71，以已知值，给作为时基的RC电路73充值。所述RC电路73也连接至作为比较器安装的放大器75的输入端。
所述放大器75安装成将RC电路的电容77的平均电荷与预设阈值进行比较。
如果每单位时间通过脉冲转换器71传送的脉冲的数量，即每单位时间所述探测器67探测到的上升边沿的数量足够低，则所述电容77在两个脉冲之间充分放电，其平均电荷保持低于阈值。否则，所述电容的电荷逐步上升使得其超过所述阈值。之后，所述放大器75发送指令切断所述电动发动机5的信号。
所述第二单元39被配置使得如果在时间窗口Tobs期间内探测到上升边沿数量Nmax，则电容77的电荷超过预设阈值。
由电力供应传送至所述第二相19作为时间的函数的电流的的形状如图5的上部线所示。在图示的实施例中，前三个脉冲11、12和13随时间相对分开。相反，第四脉冲13相对接近第三脉冲，以及第五脉冲15也相对接近第四脉冲14。图5的第二根线表示了所述探测器67的输出的信号，其作为时间函数。可以看出，所述探测器67探测到五个上升边沿，如槽C1至C5所示。作为时间函数的所述电容77的电荷在图5的下部线上所示。可以看出，每当探测器67向脉冲转换器71发送槽，电容77的电荷就增加。如图5所示，在出现第一槽C1或第二槽C2之后，所述电容在下一个槽出现之前有时间完全放电。相反，因为槽C3、C4和C5相对靠近在一起，当下一个插槽出现时，所述电容77没有完全放电。因此，如图5所示，当几个具有紧密时间间隔的脉冲彼此跟随时，其电容逐渐增加。在槽C5出现后，所述电容77的电荷超过预设阈值。
其他用于监控控制信号的方法可以作为用于前述监控单元37和39解决方案的替换和/或添加。例如，所述监控基于控制信号与预设电压或电流轮廓线的比较。当发动机的控制信号的形状复杂时，通常采用该方法。
其原理是提供控制信号与最小/最大包络的比较，例如保证符合高或低电压平台持续时间。
根据这种方法，例如将控制信号的电压高于阈值，或低于阈值，或被包括在两个阈值之间的持续时间与预设值进行比较。
因此，该方法能够探测高或低平台的频率，从而探测控制步的频率。
所述第三单元41配置为测量跨越第三相21的端子的阻抗。这种阻抗根据有所述转子的齿23存在于线圈或相21的一个线圈对面，或者没有齿23位于线圈或相21的一个线圈对面而不同。因此，所述第三单元41使其能够探测相21的线圈对面所述转子的齿23的出现，该齿的出现时是所述转子旋转步实际性能的图像。因此，所述第三单元41允许直接对预设持续时间的时间窗口T’obs期间内所述转子的旋转步的数量计数。
如图6中所示，所述第三单元41包括源79，提供其跨越第三相21的端子上注入交变信号。所述交变信号叠加在由所述电力供应11传送至第三相21的指令上。图6中，所述源作为电流注入示出，但其他解决方案也是可能的。它具有比由电力供应11提供的指令高得多的频率，例如至少高五倍，通常高十倍。注入的交变信号具有低功率水平，且通常由转换器或电容注入。
所述第三单元41还包括带通滤波器81(作为输入)，其接收离开第三相21的信号，在注入频率下的交变分量取决于涉及相21的一个或多个线圈对面的存在或不存在齿的阻抗。
所述带通滤波器81以注入的交变信号的频率为中心。
所述第三单元41还包括用于在由所述带通滤波器选择的频率下测量电压的构件83，其提供所述第三相的电感图像。若有所述转子的齿在定子的所述或一个线圈对面则所述电感是高的，以及若没有所述定子的齿在第三相21的对面则所述电感低。所述构件83的输出信号是二进制信号，若齿23在线圈对面等于1，否则为0。
所述第三单元41包括脉冲逻辑计数器85，其执行类似于描述第一单元的函数。优选地，其使用不同于所述第一单元的技术。
所述计数器85每T’obs再充值至值N’max作为特定于所述单元41的时基(例如，由局部石英87提供)的函数。根据由测量子单元51探测到的齿的每次通过，计数器85的值减少1。若所述计数器85的值在再充值前达到零，则所述计数器发送使发动机5停止的信号，
所述第一单元37、第二单元39和第三单元41配置为若电脉冲的数量或旋转步的数量超过相应的预设最大值，则通过分别作用于第一、第二和第三相互独立的开关切断所述发动机的电力供应。
在所示的实施例中，所述第一单元37作用于约束装置33上。所述第二单元39作用于所述断路器25。所述第三单元41作用于所述断路器27。
所述第一单元37、第二单元39和第三单元41的每个包括由反应堆的中央指令控制系统进行重置(rearmed)的触发存储(triggering storage)88。该储存例如集成于所述开关33、25、27中。该储存允许不可逆的切断命令直到故意重置，典型地通过集中控制-指令和/或操作者在诊断引起上述命令的原因之后进行。
本发明的一个重要方面是，所述运动链15被配置，使得电脉冲的最大数量Nmax或旋转步的最大数量N’max驱动核心中的反应性贡献低于反应堆的预设抗反应性限β，并具有安全性分析预设的裕度。该裕度是例如β的10％。
事实上，电脉冲的最大数量对应于转子旋转步的最大数量，其继而对应于核心中取决于运动链的特性的控制吸收器的运动。例如，对于螺杆/螺母类型的运动链，对于转子步在核心内的控制吸收器的运动取决于螺距。
现在将描述所述驱动机构的定级(sizing)的详细实施例。
所述反应性通常以pcm(每十万分之一)进行测量，单位代表核数(nuclearpopulation)的演化。
典型地，设定控制吸收器3的上升速度使得与10pcm/s的反应性注入相当。典型地，设定控制吸收器Fdesc的下降速度以便获得-30pcm/s的抗反应性注入。例如，该值使得可能通过主脉动转变而不紧急停止。
典型地，所述预设的抗反应性状态裕度β等于500pcm。
所述运动链15被配置，使得转子步对应被包括在0.5和5pcm之间的反应性注入，优选地，在1和3pcm之间，以及典型地等于1pcm。该参数称为反应性注入效率，并以每发动机步的pcm表示。
所述发动机3通常具有三相转子。
校准所述发动机3使其上升时的停转速度(即频率超过该频率无论控制频率如何所述发动机无法驱动所述吸收器上升)等于k.Fdesc。所述停转速度是所述发动机的物理特性，这代表这样的事实，当超过某一控制频率，所述发动机再不能按照指令了。
由于运动链的惯性，若发动机不再被供电，则控制吸收器将继续移动，该运动相当于转子步最大数量Ni，通常被包括在1和10之间。
在此，观察持续时间Tobs被认为等于100ms，在每个步骤之后滑动。持续时间T’obs也等于100ms。
在此提供的定级实施例中，下面选择的设计选项由不考虑系统定型中的旋转方向组成。然后，在正常下降机动期间(通常比所述上升机动快)，为了不经历过早的触发，下面考虑下降速度。
在下降速度中，100ms相当于下降转子步骤Ndesc的数量等于3。该值通过下式进行计算：
Ndesc＝Fdesc x Tobs.
通过例如选择裕度2的步骤来消除过早的触发，因此，可以认为在100ms期间内中的5个转子步(或5个控制步)相当于异常。选择关于步数量的该裕度以容忍任何杂散电容的检测(detection of strays)，不考虑起始值如何。
时间窗口T’obs期间内，所述旋转步的最大数量N’max是5。
时间窗口Tobs期间内发送至所述相之一的电脉冲的最大数量Nmax也是5。
此外，使用反应时间Tr＝100ms，相当于当三个单元37、39和41之一探测到异常时的响应时间。
因此，在指令失败的情况下，在上升方向上完成的转子步骤的数量受下述限制：
N0＝(Fdesc x Tobs+2)+kFdesc x Tr+Ni
相当的反应性注入使用下述公式进行计算：
Δρ0＝N0 x E
在上面指出的所有检测值中，仅k的值(相当于期望的下降速度的停转校准)取决于电动机械的设计。如果希望消除本申请序文中提到的困难，k的值仅对N0具有二阶影响是至关重要的。下表中总结的灵敏度分析表明即使关于k值有裕度系数10，反应性注入依然低于根据设计β的反应性裕度的10％。
E 运动链效率 pcm/步 1 1 1 1
Fdesc 降低速度 步/s 30 30 30 30
Ni 发动机切断的运动链惯性 步 2 2 2 2
Tobs 空转观察期间 秒 0.1 0.1 0.1 0.1
Tr 反应时间 秒 0.1 0.1 0.1 0.1
k 停转裕度Fdec/Fmax 无 1.5 2 5 10
N0 过早的步的数量 无 11.5 13 22 37
Δρ0 以pcm注入的反应性 pcm 11.5 13 22 37
Δρ0 以β的％注入的反应性 ％ 2％ 3％ 4％ 7％
本发明还涉及一种用于监控核反应堆控制吸收器增加至超速的潜在情况的方法。
该方法特别适合于由具有上述特征的驱动机构执行。
反之，所述驱动机构特别适合于执行现在将描述的监控方法。
所述监控方法预定用于核反应堆，核反应堆具有控制吸收器驱动机构，包括：
-至少一种步进型电动发动机5，其包括具有至少第一相17、第二相19和第三相21的一定子7和一转子9；
-电力供应11，其电连接至所述定子7的第一相17、第二相19和第三相21的每一相；
-电力供应的控制器13，其经编程使得电力供应以电流频率向第一相17、第二相19和第三相21的每一相传递电脉冲，所述转子9根据所述频率单位时间内移动多个旋转步；
-布置成将所述转子9与所述控制吸收器3耦合的运动链15，所述运动链15布置为将所述转子9的旋转运动转换为在所述反应堆核心中所述吸收器3的平移运动，且没有空转可能性。
每个电脉冲形成控制步，并具有适合控制所述发动机的形状。
所述电动发动机5、所述电力供应11、所述控制器13和所述运动链15符合上面提供的关于驱动机构的描述。
所述监控方法包括至少二个互相独立的监控步骤，每个监控步骤包括下述运作：
-跨越第一相17、第二相19和第三相21的端子，测量预设期间的时间窗口Tobs期间内传送至所述相的控制步的数量或者测量预设期间的时间窗口T’obs期间内转子9的旋转步的数量；
-将测量的控制步的数量与预设的最大值数字Nmax进行比较或者将测量的旋转步的数量与预设的最大值N’max进行比较。
更具体地，所述监控步骤包括第一监控步骤，在第一步骤中测量跨越第一相的端子在预设期间的时间窗口Tobs期间内传送至所述第一相17的控制步的数量，若超过所述预设最大值Nmax则切断电力供应11；
为了那个目的，所述第一步骤提供了测得的控制步的数量与预设的最大值Nmax的比较。
所述监控方法典型地还包括第二监控步骤，在第二步骤中测量跨越第二相的端子在预设期间的时间窗口Tobs期间内传送至所述第二相19的控制步的数量，若超过所述预设最大值Nmax则切断电力供应11；
为了那个目的，所述第二步骤提供了测得的控制步的数量与预设的最大值Nmax的比较。
所述监控方法有利地还包括第三监控步骤，在第三步骤中测量跨越第三相的端子在预设期间的时间窗口T’obs期间内转子9的旋转步的数量，若超过所述预设最大值N’max则切断电力供应11。
为了那个目的，所述第三步骤提供了测得的控制步的数量与预设的最大值N’max的比较。
典型地，平行、伴随地执行各种监测步骤。他们不断重复，监测控制吸收器的上升速度是连续和恒定的。
通过物理地和功能地相互独立的第一、第二和第三单元执行所述第一、第二和第三步骤。这些第一、第二和第三单元是属于参考驱动机构1的前述类型。
因此，在所述第一监控步骤中，通过探测电压边沿对传送至所述第一相17控制步的数量进行计数。典型地，每个电压边沿相当于传送至所述第一相17的电脉冲。
典型地，所述第一步骤包括下述操作：
-获取跨越第一相17的端子的电压；
-可选地整形所获得的电压；
-可选地对经整形的电压施加低通滤波器；
-通过在获得的电压中探测所述上升电压边沿对传送至所述第一相17的电脉冲的数量进行计数；
-定期地向计数器再充值至Nmax值，周期为Tobs；依据每个探测到的脉冲，将计数器的值减1。若所述计数器达到值0，则认为传送的电脉冲的数量高于预设最大值Nmax。
所述第一步骤还包括：若电脉冲的数量超过相应的预设最大值Nmax则切断所述电动发动机的电力供应的操作。
为了那个目的，例如，在上述约束装置上起作用。
在所述第二监控步骤中，通过探测电流边沿对传送至所述第二相19电脉冲的数量进行计数。
更具体地，所述第二监控步骤包括下述操作：
-测量电流，即通过所述第二相19的强度；
-可选地对测得的电流施加低通滤波器；
-探测上升电流边沿，通过将测得的电流值与预设阈值进行比较；
-每次探测电流上升边沿，以已知值，给作为时基的RC电路73充值；
-将RC电路73的电容77的平均电荷与预设阈值进行比较。
如前所述，所述RC电路73被布置使得如果在时间窗口Tobs期间内探测到的上升的电流边缘的数量超过预设数量，则电容77的电荷超过预设阈值。之后，认为传送至所述第二相19的电脉冲的数量已经超过预设最大值Nmax。
此外，所述第二监控步骤还包括：若探测到的电脉冲的数量超过相应的预设最大值Nmax则切断所述电动发动机5的电力供应的操作。为了那个目的，作用在独立于第一切断构件的第二切断构件上，例如作用在所述电力供应的断路器25上。
在所述第三监控步骤中，通过探测穿过所述第三相21的端子的阻抗对所述转子9的旋转步的数量进行计数。
更具体地，在第三监控步骤中，执行下述操作：
-注入叠加在所述第三相21的电力供应上的交变信号，例如电流，其具有比所述电力供应的频率更高的频率和具有低电压；
-获得对应于所述第三相21的通过电流的输入信号；
-在输入信号上施加带通滤波器81，以注入的交变信号的频率为中心；
-测量通过带通滤波器81选择的频带上的电压，该电压测量是所述第三相21的线圈的电感的图像。
所述注入的交变信号具有比电力供应的频率至少高5倍频率，通常比电力供应的频率高约10倍。
如上所述，若有所述转子9的齿23在定子的所述第三相21的线圈的对面则测得的电感是高的，以及若所述定子的齿23不在定子的第三相21的对面则电感低。
所述第三监控步骤还包括下述操作：
-定期地，向计数器再充值至值N’max，所述计数器以周期T’obs进行在充值；
-每次探测到高电感即每次转子的齿23通过所述第三相21的线圈的对面，使计数器减1。转子的旋转步的数量被认为超过预设最大值N’max是所述计数器被带回0。
像之前一样，所述第三步骤还包括：若探测到的旋转步的数量超过预定的最大数量N’max则切断所述电动发动机5的电力供应的操作。为了那个目的，在第三切断构件上起作用，例如其是所述电力供应的断路器27。
如前面解释的，所述运动链15被配置，使得电脉冲或转子的旋转步的最大数量驱动核心中低于反应堆的预设抗反应性限β的反应性贡献，减去由安全性分析预设的裕度。所述裕度是例如β的10％。
实际上，如上所述，所述监控方法被设计成如果例如在持续时间T’obs上探测到超过所述转子的N’max个旋转步或在持续时间Tobs上探测到超过所述转子的Nmax个旋转步，则切断发动机。这旋转步对应由N0转子实际地执行的旋转步的最大数量，根据切断机构的反应时间和运动链的惯性。N0用下面提供的公式进行计数：
相当于N0步的反应性注入是
Δρ0＝N0 x E,
其中E是反应性注入效率，并以pcm每发动机步表示。这效率取决于运动链的设计。选择E使得，鉴于还选择的分级参数,Δρ0总是保持低于β减去所述裕度。
第二实施例现在将参考附图7进行描述。只有第二实施例与第一实施例的区别将在后文概述。相同的元件或执行相同功能的元件将使用相同的参考来指定。
在第二实施例中，所述监控设备35包括用于确定所述控制吸收器3位置的单元91。其还包括配置为测量跨越所述第一相17的端子的阻抗的第一单元93，和/或测量跨越所述第二相19的端子的阻抗的单元95。
此外，所述第三监控单元41测量跨越所述第三相21的端子的阻抗。
用于确定所述吸收器位置的单元91采用跨越至少第一、第二和第三相中的二个相的端子的阻抗测量。典型地，其采用跨越所有三相的端子的阻抗测量。
所述第一单元93有利地包括类似于在所述第三监控单元41中提供的那些为了测量所述阻抗的装置，也就是说，所述源79、所述带通滤波器81和所述电压测量构件83。同样，所述第二单元95有利地包括类似于在监控单元41中提供的那些为了测量阻抗的装置。
每次转子的齿通过所述第一相17的线圈对面时，用于测量阻抗93的第一单元向所述单元91提供用于确定所述吸收器位置的信号。
同样，每次转子的齿通过所述第二相19的线圈对面时，用于测量阻抗95的第二单元向所述单元91提供信号。
此外，每次齿通过所述第三相21的线圈对面时，第三监控单元41向单元91提供信号。
所述单元91配置为对转子步的数量进行计数和根据由所述单元41、93和95提供的信号确定所述转子9的旋转方向。这些单元连续不断地将通过相21、17或19前面的转子齿的数量提供给单元91。
所述单元91配置为通过该信息连续地确定控制吸收器3的插入位置。
如前所述，只要第一单元和第二单元中的仅一个配备有阻抗测量子单元就足以能够去确定转子的旋转方向。当配备所有三个子单元去测量跨越相应相的端子的阻抗时，一个为了确定旋转方向具有2阶冗余。之后，一个具有3阶冗余以确认转子的旋转速度和转子步的数量。
在这种情况下应该指出的是，为了切断跨越相17和19端子注入的电压的频率，第一监控单元37和第二监控子单元41必须分别配备有所述低通滤波器58和所述低通滤波器69。
因此，除了所述第一和第二监控步骤之外，如本发明的第二实施例所述的监控方法，包括第一或第二测量步骤，在此期间，通过测量跨越第一和第二相的端子的阻抗，分别对转子的旋转步的数量进行计数，所述方法还包括使用跨越第一、第二和第三相中的至少两个的端子的阻抗测量来确定吸收器的位置的步骤；
实际上，跨越三相中的两相的端子的阻抗测量使得能够连续地确定转子的旋转方向。
该信息外加转子的旋转步的数量的测量允许连续确定被操作的步骤的数量和转子的旋转方向，以及因此确定吸收器的位置。
因此，在本发明中，设立了多样化的仪器，优选地具有冗余3，使其能够探测所述控制吸收器的增加至超速。未能探测到“在观察时间Tobs内出现超过Nmax指令或在给定的观察时间T’obs转子旋转超过N’max步骤”将导致所有多样化测量通道中的复合故障。事件的该积累的可能性足够低以遵守与这种非探测的严重后果相关的安全分类。这使得仅在关机发生时才能执行整个驱动机构的功能测试。该测试可能用与发动机分离的控制吸收器执行。之后，能够故意地注入过多的发动机速度，以测试监控装置的各个单元。
还将强调的是，所述监控装置直接作用于发动机的控制器和电力供应，而不经过工厂的集中指令控制。这使得一方面能够具有极短的反应时间，以及另一方面避免与集中式指令控制的任何共享模式。
所述第一单元37、第二单元39和第三单元41可以是与前述的不同类型。

Claims (15)

1.用于至少一个核反应堆控制吸收器(3)的驱动机构，所述驱动机构(1)包括：
-至少一种步进型电动发动机(5)，其包括具有至少第一、第二和第三相(17、19、21)的定子(7)和转子(9)；
-电力供应(11)，其电连接至所述定子(7)的第一、第二和第三相(17、19、21)的每一相；
-电力供应(11)的控制器(13)，其经编程使得电力供应(11)以电流频率向第一、第二和第三相(17、19、21)的每一相传递电脉冲，每个具有适合所述发动机控制的形状的电脉冲形成控制步，所述转子(9)根据所述频率单位时间内以多个旋转步被移动；
-运动链(15)，其布置将所述转子(9)联接至所述控制吸收器(3)，所述运动链(15)布置为将所述转子(9)的旋转运动转换为所述控制吸收器(3)在所述反应堆的核心的平移且没有滑动可能性的运动；
其特征在于，所述驱动机构(1)包括一种用于监控控制吸收器(3)增加至超速的潜在情况的监控装置(35)，所述监控装置(35)包括至少两个相互独立的监控单元(37、39、41)，每个监控单元连接至第一、第二和第三相(17、19、21)之一的端子，每个监控单元(37、39、41)配置为：
-测量预设期间的时间窗口(Tobs)期间内传送至所述相(17、19、21)的控制步的数量或者测量预设期间的时间窗口(T’obs)期间内转子(9)的旋转步的数量；
-将测量的控制步的数量与预设的最大值(Nmax)进行比较或者将测量的旋转步的数量与预设的最大值(N’max)进行比较。
2.如权利要求1所述驱动机构，其特征在于，所述监控装置(35)包括至少相互独立的第一监控单元(37)、第二监控单元(39)和第三监控单元(41)，分别连接至第一、第二和第三相(17、19、21)的端子，
每个所述第一监控单元(37)和第二监控单元(39)配置为测量预设期间的时间窗口(Tobs)期间内控制步的数量，以及若超过预设的最大值(Nmax)则切断所述电力供应(11)；
所述第三监控单元(41)配置为测量预设期间的时间窗口(T’obs)期间内所述转子的旋转步的数量，以及若超过预设的最大值(N’max)则切断所述电力供应(11)。
3.如权利要求2所述驱动机构，其特征在于，所述第一监控单元(37)和第二监控单元(39)中的每一个包括至少一个下述电路：
逻辑电路，其配置为对分别传送至第一相(17)或第二相(19)的电脉冲数量进行计数；
模拟电路，其配置为对分别传送至第一相(17)或第二相(19)的电脉冲数量进行计数；
逻辑或模拟电路，其用于将分别传送至所述第一相(17)或所述第二相(19)电脉冲与预设的配置文件进行比较。
4.如权利要求2至3任一所述的驱动机构，其特征在于，所述第三监控单元(41)配置为通过跨越所述定子(7)第三相(21)的端子的阻抗测量探测由转子形成的旋转步的交叉。
5.如权利要求4所述驱动机构，其特征在于，除所述第一监控单元(37)和第二监控单元(39)之外，所述监控装置(35)包括：第一和/或第二测量单元(93、95)，其配置为测量分别跨越第一相或第二相(17、19)的端子的阻抗，以及使用跨越第一、第二和第三相(17、19、21)中的至少两个的端子的阻抗测量以确定控制吸收器(3)的位置的单元(91)。
6.如权利要求2至3任一所述的驱动机构，其特征在于，所述第一、第二和第三监控单元(37、39、41)配置为若控制步的数量或旋转步的数量超过相应的预设的最大值(Nmax、N’max)，则通过分别作用于第一、第二和第三相互独立的开关(33、25、27)切断电力供应(11)。
7.如权利要求1至3任一所述的驱动机构，其特征在于，所述运动链(15)被配置，使得控制步或旋转步的最大值(Nmax,N’max)驱动低于排除反应堆预设的瞬发临界事故的抗反应性限(β)反应性贡献，减去安全性分析预设的裕度。
8.如权利要求1至3任一所述的驱动机构，其特征在于，即使在切断发动机的电源时，所述运动链(15)能提供位置维持。
9.一种用于监控核反应堆控制吸收器(3)增加至超速的潜在情况的方法，控制吸收器(3)配备有所述控制吸收器(3)的驱动机构(1)：
-至少一种步进型电动发动机(5)，其包括具有至少第一、第二和第三相(17、19、21)的定子(7)和转子(9)；
-电力供应(11)，其电连接至所述定子的第一、第二和第三相(17、19、21)的每一相；
-电力供应(11)的控制器(13)，其经编程使得电力供应(11)以电流频率向第一、第二和第三相(17、19、21)的每一相传递电脉冲，每个具有适合所述发动机控制的形状的电脉冲形成控制步，所述转子(9)根据所述频率单位时间内以多个旋转步被移动；
-运动链(15),其布置将所述转子(9)联接至所述控制吸收器(3)，所述运动链(15)布置为将所述转子(9)的旋转运动转换为所述控制吸收器(3)在所述反应堆的核心的平移且没有移动可能性的运动；
所述方法包括至少二个互相独立的监控步骤，每个监控步骤包括下述运作：
-跨越第一、第二和第三相(17、19、21)的端子，测量预设期间的时间窗口(Tobs)期间内传送至所述相的控制步的数量或者测量预设期间的时间窗口(T’obs)期间内转子(9)的旋转步的数量；
-将测量的控制步的数量与控制步的数量的预设的最大值(Nmax)进行比较或者将测量的旋转步的数量与预设的最大值(N’max)进行比较。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
-第一和第二监控步骤，在所述第一和第二监控步骤期间，测量跨越所述相的端子在预设期间的时间窗口期间(Tobs)内分别传送至所述第一和第二相(17、 19)的控制步的数量，若超过所述预设的最大值(Nmax)则切断电力供应(11)；
-第三监控步骤，在第三监控步骤期间，测量跨越所述第三相的端子在预设期间的时间窗口期间(T’obs)内转子(9)的旋转步的数量，若超过所述预设最大值(N’max)则切断电力供应。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第一和第二监控步骤中，通过探测电压边沿或电流边沿对分别传送至所述第一相(17)和第二相(19)的控制步的数量进行计数。
12.如权利要求10至11任一所述的方法，其特征在于， 在所述第三监控步骤中，通过探测跨越所述第三相(21)的端子的阻抗对所述转子(9)的旋转步的数量进行计数。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，除了所述第一和第二监控步骤之外，所述方法包括第一和/或第二测量步骤，在此期间，通过测量跨越第一和第二相(17、19)的端子的阻抗，分别对转子(9)的旋转步的数量进行计数，所述方法包括使用跨越第一、第二和第三相(17、19、21)中的至少两个的端子的阻抗测量来确定控制吸收器(3)的位置的步骤。
14.如权利要求10至11任一所述的方法，其特征在于， 在第一、第二和第三步骤期间内，若控制步的数量或旋转步的数量超过相应的预设的最大值(Nmax,N’max)，则通过分别作用于第一、第二和第三相互独立的开关(33、 25、 27)切断电动发动机(5)的电力供应。
15.如权利要求9至11任一所述的方法，其特征在于， 所述运动链(15)被配置，使得控制步或旋转步的最大值(Nmax,N’max)驱动低于排除反应堆预设的瞬发临界事故的抗反应限(β)的反应性贡献，减去安全性分析预设的裕度。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3069094B1 (fr) * 2017-07-12 2020-07-03 Societe Technique Pour L'energie Atomique Reacteur nucleaire avec des detecteurs neutroniques in-vessel ex-core, et procede de pilotage correspondant
CN114121323B (zh) * 2021-12-02 2024-02-23 中国核动力研究设计院 一种控制棒驱动线落棒时程的测量方法、装置及设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4363778A (en) * 1980-05-15 1982-12-14 The Babcock & Wilcox Company Monitor circuit for a control rod drive mechanism
US4777010A (en) * 1978-03-10 1988-10-11 Hitachi, Ltd. Rod drive control system for nuclear reactors
EP0386292A1 (de) * 1989-03-08 1990-09-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur Regelung von Schrittmotoren
FR2734428A1 (fr) * 1995-05-15 1996-11-22 Valeo Electronique Procede pour la detection du blocage d'un moteur pas a pas, procede et dispositif de commande d'un tel moteur le mettant en oeuvre
CN1452312A (zh) * 2003-05-23 2003-10-29 南开大学 全数字细分型高精度步进电机控制器
US6778367B1 (en) * 2000-08-03 2004-08-17 Valeo Climatisation Method and device for detecting the blocking of a stepper motor
KR20140098536A (ko) * 2013-01-31 2014-08-08 한국원자력연구원 원자로의 제어봉 제어 장치 및 그 제어 방법
CN104660127A (zh) * 2014-12-04 2015-05-27 重庆谱思机器人控制系统有限公司 一种步进电机控制器及其控制方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3619675A (en) * 1969-06-16 1971-11-09 Royal Industries Control rod drive mechanism
US3989589A (en) * 1973-06-06 1976-11-02 Westinghouse Electric Corporation Hydraulic drive for control rods
US3992255A (en) * 1974-01-18 1976-11-16 Westinghouse Electric Corporation Control rod drive mechanism for a nuclear reactor
US4034277A (en) * 1975-08-13 1977-07-05 The Superior Electric Company Pulse to step error sensing circuit
DE3442373A1 (de) * 1984-11-20 1986-05-28 Voest-Alpine Friedmann GmbH, Linz Schaltungsanordnung zur ueberwachung eines schrittmotors
US5009834A (en) * 1990-08-14 1991-04-23 Westinghouse Electric Corp. Curvilinear translating latch and linkage arrangement in a control rod drive mechanism of a nuclear reactor
JP3156976B2 (ja) * 1992-05-07 2001-04-16 株式会社東芝 制御棒駆動制御装置
US10032529B2 (en) 2010-12-09 2018-07-24 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear reactor internal electric control rod drive mechanism assembly
US9496057B2 (en) * 2012-08-06 2016-11-15 Smr Inventec, Llc Fail-safe control rod drive system for nuclear reactor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4777010A (en) * 1978-03-10 1988-10-11 Hitachi, Ltd. Rod drive control system for nuclear reactors
US4363778A (en) * 1980-05-15 1982-12-14 The Babcock & Wilcox Company Monitor circuit for a control rod drive mechanism
EP0386292A1 (de) * 1989-03-08 1990-09-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur Regelung von Schrittmotoren
FR2734428A1 (fr) * 1995-05-15 1996-11-22 Valeo Electronique Procede pour la detection du blocage d'un moteur pas a pas, procede et dispositif de commande d'un tel moteur le mettant en oeuvre
US6778367B1 (en) * 2000-08-03 2004-08-17 Valeo Climatisation Method and device for detecting the blocking of a stepper motor
CN1452312A (zh) * 2003-05-23 2003-10-29 南开大学 全数字细分型高精度步进电机控制器
KR20140098536A (ko) * 2013-01-31 2014-08-08 한국원자력연구원 원자로의 제어봉 제어 장치 및 그 제어 방법
CN104660127A (zh) * 2014-12-04 2015-05-27 重庆谱思机器人控制系统有限公司 一种步进电机控制器及其控制方法

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