CN109243644A - 核电厂控制棒落棒时间检测方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电厂控制棒落棒时间检测方法,包括以下步骤:(1)采集保持线圈信号和探测器的初级线圈信号;(2)截取初期一段保持线圈信号波形并求取其均值以获得保持线圈信号的最大值稳定点;(3)依据保持线圈信号自动识别保持线圈电流消失点,依据探测器的初级线圈信号自动识别控制棒开始下降点、控制棒到达堆底点以及控制棒落棒结束点,依据保持线圈电流消失点、控制棒开始下降点、控制棒到达堆底点以及控制棒落棒结束点计算落棒时间;其中,保持线圈电流消失点为保持线圈信号下降至最大值稳定点的第一百分比处,依据最大值稳定点确定保持线圈电流消失点,测量出的落棒参数准确。本发明还公开了对应的电子设备和计算机可读存储介质。
Description
技术领域
本发明涉及一种核电领域,尤其涉及核电厂控制棒落棒时间检测。
背景技术
在核电站启堆、功率转换和停堆过程中,通过控制控制棒的提升、插入和保持运动,从而控制反应堆的反应性,保证反应堆始终工作在受控状态。根据控制棒在堆芯中的不同位置和功能,通常将控制棒分组(如温度棒组、功率棒组、停堆棒组等等),同一子组内的4根控制棒在堆芯中对称布置(堆芯中心的控制棒单独为1个子组),且在运行时联动。
控制棒的提升、插入和保持运动是通过控制棒驱动机构(电磁线圈,CRDM)来实现的,控制棒驱动机构通过驱动杆组件与控制棒连接。控制棒驱动机构一般采用步进式磁力提升型,其线圈组件一般包含3个电磁线圈,即:提升线圈、移动线圈、保持线圈。线圈组件的电磁线圈和磁轭与钩爪组件对应的铁芯部件构成了3个“电磁铁”,从上到下分别是“提升电磁铁”、“移动电磁铁”和“保持电磁铁”。其作用如下:提升线圈激磁,使提升衔铁吸合,带动移动钩爪提升一个步距;去磁使提升衔铁打开,带动移动钩爪复位。移动线圈激磁,使移动衔铁吸合,带动连杆向上移动,使移动钩爪摆入驱动杆环形槽中,与驱动杆环形齿啮合;去磁使移动衔铁打开,带动连杆下降,使移动钩爪摆出驱动杆环形槽,与驱动杆环形齿脱离啮合。保持线圈激磁,使保持衔铁吸合,带动连杆向上移动,使保持钩爪摆入驱动杆环形槽中,与驱动杆环形齿啮合;去磁使保持衔铁打开,带动连杆下降,使保持钩爪摆出驱动杆环形槽,与驱动杆环形齿脱离啮合。
故此,需要反应堆控制棒运动控制装置(由逻辑柜组成)生成相应的棒控命令,反应堆控制棒控制系统(由电源柜组成)一端与反应堆控制棒运动控制装置相连,另一端与控制棒驱动机构中的电磁线圈相连,依据相应的棒控命令生成对应的电磁线圈的驱动电流,从而驱动相应的电磁线圈动作,从而控制相应的反应堆控制棒做出上升、下降和保持动作。
核电厂控制棒落棒时间检测中,必须断掉提升线圈、移动线圈、保持线圈三个线圈的供电开关,手动断电会有时间顺序,系统先检测到缺相故障,会进入双保持状态,保持线圈的电流SG由半电流升到全电流,出现一个上升的过程,此时必然检测到缺三相故障,线圈全部断电,电流下降到零,控制棒开始下落。整个过程使SG电流由半电流上升再下降到零,此时很难确定线圈断电时间,不能测量出准确的落棒参数。
故急需一种可解决上述问题的核电厂控制棒落棒时间检测方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种核电厂控制棒落棒时间检测方法,检测结果准确,可以通过保持线圈电流消失点来确定钩爪打开时间,以准确测量出落棒参数。
为了实现上有目的,本发明公开了一种核电厂控制棒落棒时间检测方法,包括以下步骤:(1)采集保持线圈信号和探测器的初级线圈信号;(2)截取初期一段保持线圈信号的波形并求取其均值以获得保持线圈信号的最大值稳定点;(3)依据保持线圈信号自动识别保持线圈电流消失点,依据探测器的初级线圈信号自动识别控制棒开始下降点、控制棒到达堆底点以及控制棒落棒结束点,依据保持线圈电流消失点、控制棒开始下降点、控制棒到达堆底点以及控制棒落棒结束点计算落棒时间;其中,所述保持线圈电流消失点为所述保持线圈信号下降至最大值稳定点的第一百分比处。
与现有技术相比,本发明截取初期一段保持线圈信号的波形并求取其均值以获得保持线圈信号的最大值稳定点,然后取保持线圈信号下降至最大值稳定点的第一百分比处作为保持线圈电流消失点,通过保持线圈电流消失点来确定钩爪打开时间,可消除由于线圈断开时间不一,以及保持线圈在断电过程中会由半电流升到全电流造成线圈断电时间难以确定问题,测量出的落棒参数准确。
较佳地,计算落棒时间包括以下步骤:计算保持线圈电流消失点到达控制棒开始下降点的时间以获得线圈钩爪打开时间,计算控制棒开始下降点到达控制棒到达堆底点的时间以获得控制棒下落时间,计算控制棒到达堆底点到达控制棒落棒结束点的时间以获得控制棒落到堆底时间,其中,本发明通过保持线圈电流消失点到达控制棒开始下降点的时间以获得线圈钩爪打开时间,以线圈钩爪打开时间作为落棒参数,可更好的实现对落棒的监控和检测。
较佳地,所述控制棒开始下降点为探测器的初级线圈信号对应初级线圈信号最大值的第二百分比处。
具体地,所述第二百分比为10%。
较佳地,控制棒到达堆底点为初级线圈信号下降时,初级线圈信号对应初级线圈信号最大值的第三百分比信号点A和第四百分比信号点B的连线与初级线圈信号最大值所在点的切线之间的交叉点,第三百分比信号点和第四百分比信号点为百分之75至百分之50之间的两个预设百分比信号点。
较佳地,所述步骤(2)还包括:截取初期一段初级线圈信号的波形并求取其均值以获得初级线圈信号的初始值,控制棒落棒结束点为初级线圈信号升高到最高点后回落至初始值信号的点。
较佳地,所述步骤(1)中还包括:对所述保持线圈信号和探测器初级线圈信号进行中值滤波处理,以使后续步骤依据中值滤波处理后的保持线圈信号和探测器初级线圈信号进行计算处理。使用中值滤波处理保持线圈信号和探测器初级线圈,可以消除SG和PS信号不稳定造成的孤立脉冲噪声,然后去掉初始采集的若干个可能存在的不稳定点。
较佳地,所述第一百分比为33%。
较佳地,所述步骤(3)还包括:判断所述线圈钩爪打开时间、控制棒下落时间和控制棒落到堆底时间是否在预设阈值范围内,若否则报警。
较佳地,所述步骤(3)还绘制监测报表,所述核电厂控制棒落棒时间检测方法还包括步骤(4):打印、显示或导出所述监测报表。在检测完成后自动生成监测报表,简单方便。
较佳地,所述步骤(3)中还包括:对所述保持线圈信号和初级线圈信号的波形进行归一化处理并放大至预设倍数,绘制包括归一化且放大后的保持线圈信号波形和初级线圈信号波形的检测报表,使得显示的保持线圈信号波形和初级线圈信号波形形状清晰。
本发明还公开了一种电子设备,包括一个或多个处理器、存储器,以及一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由一个或多个处理器执行,所述程序包括用于执行上述核电厂控制棒落棒时间检测方法的指令。
较佳地,所述电子设备包括打印机、输入模块和显示模块,所述核电厂控制棒静态棒位线性度测量方法配合对应的输入模块、显示模块和打印机,接收外部输入的命令,并依据外部输入的命令或者在分析处理完成后将监测报表显示、导出和/或打印。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质,包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序,所述计算机程序可被处理器执行上述核电厂控制棒落棒时间检测方法。
附图说明
图1是本发明所述核电厂控制棒落棒时间检测方法的流程图。
图2是本发明采集的保持线圈信号和探测器的初级线圈信号的曲线图。
图3是本发明所述监测报表的示意图。
图4是本发明所述核电厂控制棒落棒时间检测方法的部分流程图。
图5是本发明所述监测柜机箱的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。
本发明公开了一种核电厂控制棒落棒时间检测方法100,包括以下步骤:(11)采集保持线圈信号和探测器的初级线圈信号;(12)截取初期一段保持线圈信号的波形并求取其均值以获得保持线圈信号的最大值稳定点,搜寻探测器的初级线圈信号中的最大值作为初级线圈信号的信号最大值;(13)依据保持线圈信号自动识别保持线圈电流消失点,依据探测器的初级线圈信号自动识别控制棒开始下降点、控制棒到达堆底点以及控制棒落棒结束点,(14)依据保持线圈电流消失点、控制棒开始下降点、控制棒到达堆底点以及控制棒落棒结束点计算落棒时间。其中,初期指的是初始预设时间内的时期。
具体地,所述步骤(12)还包括:搜寻探测器的初级线圈信号中的最大值作为初级线圈信号的信号最大值,截取初期一段初级线圈信号的波形并求取其均值以获得初级线圈信号的初始值。
具体地,参考图2,所述保持线圈电流消失点m1为所述保持线圈信号SG下降至最大值稳定点SG1的第一百分比处。本实施例中第一百分比等于33%,即保持线圈电流消失点m1为所述保持线圈信号SG下降至最大值稳定点SG1的33%处。当然,第一百分比也可以为其他百分比数值,由实际情况确定。
参考图2,控制棒开始下降点m2为探测器的初级线圈信号PS对应所述初级线圈信号PS中信号最大值PSmax的第二百分比处。本实施例中第二百分比等于10%。当然,第二百分比也可以为其他百分比数值,由实际情况确定。
参考图2,控制棒到达堆底点m3为初级线圈信号PS下降时,初级线圈信号PS对应所述初级线圈信号PS最大值PSmax的第三百分比信号点A和第四百分比信号点B的连线与初级线圈信号PS最大值PSmax所在点C的切线之间的交叉点,第三百分比信号点和第四百分比信号点为百分之75至百分之50之间的两个预设百分比信号点。本实施例中,第三百分比为75%,第四百分比为50%。当然,第三百分比、第四百分比也可以为50%-75%中的其他百分比数值,由实际情况确定。
参考图2,控制棒落棒结束点m4为初级线圈信号PS升高到最高点C后回落至初始值信号PS0的点。
继续参考图2,计算落棒时间包括以下步骤:计算保持线圈电流消失点m1到达控制棒开始下降点m2的时间以获得线圈钩爪打开时间T4,T4=m2-m1。计算控制棒开始下降点m2到达控制棒到达堆底点m3的时间以获得控制棒下落时间T5,T5=m3-m2。计算控制棒到达堆底点m3到达控制棒落棒结束点m4的时间以获得控制棒落到堆底时间T6,T6=m4-m3。计算T4+T5,T5+T6,T4+T5+T6。从而获得所需的落棒参数。
其中,所述步骤(11)中还包括:对所述保持线圈信号和探测器初级线圈信号进行中值滤波处理,以使后续步骤依据中值滤波处理后的保持线圈信号和探测器初级线圈信号进行计算处理。使用中值滤波处理保持线圈信号和探测器初级线圈,可以消除SG和PS信号不稳定造成的孤立脉冲噪声,然后去掉初始采集的若干个可能存在的不稳定点。
其中,所述步骤(14)之后还包括(15):判断落棒时间是否在预设阈值范围内,若是则执行下一步,若否则(16)报警。具体地,判断所述线圈钩爪打开时间T4、控制棒下落时间T5、T4+T5、T5+T6是否在预设阈值范围内,若否则报警。
参考图3,所述核电厂控制棒落棒时间检测方法100还包括步骤(17),绘制监测报表。
较佳者,所述核电厂控制棒落棒时间检测方法100还包括步骤(18),打印、显示或导出所述监测报表。其中,可以依据外部输入的命令对应打印、显示或导出所述监测报表,也可以自动打印、显示或导出所述监测报表。
较佳地,所述步骤(17)中还包括:对所述保持线圈信号和初级线圈信号的波形进行归一化处理并放大至预设倍数,绘制包括归一化且放大后的保持线圈信号波形和初级线圈信号波形的检测报表,使得显示的保持线圈信号波形和初级线圈信号波形形状清晰。
其中,在步骤(11)之前,还包括步骤:将控制棒提到反应堆堆顶(当然也可以是预设的一步位),检测保持线圈信号SG和探测器的初级线圈信号PS的信号源是否连接到检测端(监控机箱20),若连接正常,则执行步骤(11)开始采集数据(保持线圈信号SG和探测器的初级线圈信号PS),控制所述控制棒自由下落,在控制棒落到堆底后,停止采集数据,执行步骤(12)-(13)自动分析数据生成对应的监测报表。
其中,试验时数据采集频率是1KHz,选择的棒组所有棒保持线圈信号SG和探测器的初级线圈信号PS)数据均被保存为TDMS文件,当连续采集时间超过60min时,自动停止采集并保存数据。
参考图5,本发明还公开了一种核电厂控制棒落棒时间检测装置,其具体为一个监测柜机箱200,参考图1,监测柜机箱200前门201打开后,可看出所述监控柜机箱200内安装有监控机箱20,监控机箱20包括处理器、存储器、以及程序,其中所述程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由处理器执行,所述程序包括用于执行所述核电厂控制棒落棒时间检测100的指令。
在本实施例中,处理器包括1个PXIe-8135控制器模块,存储器包括1个NI 8260数据存储模块。其中,监控机箱20还包括6个PXI-6225数据采集模块,通过信息转换机箱24连接至测量柜和电源柜,从测量柜获得探测器的初级线圈信号PS,从电源柜获得保持线圈信号SG,并将保持线圈信号SG和探测器的初级线圈信号PS转换为差分信号输送至监控机箱20。本实施例中,保持线圈由电源柜供电,探测器初级线圈由测量柜供电。
较佳者,参考图5,监测柜机箱100还包括分别与所述监控机箱20连接的输入模块21、显示模块22和打印模块23,所述输入模块21输入外部的命令,并将所述命令输送至所述监控机箱20,所述监控机箱20依据外部输入的命令或者在监控完成后将监测报表输送至显示模块22显示、输送至打印模块23打印、导出至PDF文件。本实施例中,输入模块21为键盘。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (14)
1.一种核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)采集保持线圈信号和探测器的初级线圈信号;
(2)截取初期一段保持线圈信号的波形并求取其均值以获得保持线圈信号的最大值稳定点;
(3)依据保持线圈信号自动识别保持线圈电流消失点,依据探测器的初级线圈信号自动识别控制棒开始下降点、控制棒到达堆底点以及控制棒落棒结束点,依据保持线圈电流消失点、控制棒开始下降点、控制棒到达堆底点以及控制棒落棒结束点计算落棒时间;
其中,所述保持线圈电流消失点为所述保持线圈信号下降至最大值稳定点的第一百分比处。
2.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:计算落棒时间包括以下步骤:计算保持线圈电流消失点到达控制棒开始下降点的时间以获得线圈钩爪打开时间,计算控制棒开始下降点到达控制棒到达堆底点的时间以获得控制棒下落时间,计算控制棒到达堆底点到达控制棒落棒结束点的时间以获得控制棒落到堆底时间。
3.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:所述控制棒开始下降点为探测器的初级线圈信号对应初级线圈信号最大值的第二百分比处。
4.如权利要求3所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:所述第二百分比为10%。
5.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:控制棒到达堆底点为初级线圈信号下降时,初级线圈信号对应初级线圈信号最大值的第三百分比信号点A和第四百分比信号点B的连线与初级线圈信号最大值所在点的切线之间的交叉点,第三百分比信号点和第四百分比信号点为百分之75至百分之50之间的两个预设百分比信号点。
6.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:所述步骤(2)还包括:截取初期一段初级线圈信号的波形并求取其均值以获得初级线圈信号的初始值,控制棒落棒结束点为初级线圈信号升高到最高点后回落至初始值信号的点。
7.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:所述步骤(1)中还包括:对所述保持线圈信号和探测器初级线圈信号进行中值滤波处理,以使后续步骤依据中值滤波处理后的保持线圈信号和探测器初级线圈信号进行计算处理。
8.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:所述第一百分比为33%。
9.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:所述步骤(3)还包括:判断所述线圈钩爪打开时间、控制棒下落时间和控制棒落到堆底时间是否在预设阈值范围内,若否则报警。
10.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:所述步骤(3)还绘制监测报表,所述核电厂控制棒落棒时间检测方法还包括步骤(4):打印、显示或导出所述监测报表。
11.如权利要求1所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法,其特征在于:所述步骤(3)中还包括:对所述保持线圈信号和初级线圈信号的波形进行归一化处理并放大至预设倍数,绘制包括归一化且放大后的保持线圈信号波形和初级线圈信号波形的检测报表。
12.一种电子设备,其特征在于:包括:
一个或多个处理器;
存储器;以及
一个或多个程序,其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由一个或多个处理器执行,所述程序包括用于执行如权利要求1-10中任一项所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法的指令。
13.如权利要求12所述的电子设备,其特征在于:包括打印机、输入模块和显示模块,所述核电厂控制棒静态棒位线性度测量方法配合对应的输入模块、显示模块和打印机,接收外部输入的命令,并依据外部输入的命令或者在分析处理完成后将监测报表显示、导出和/或打印。
14.一种计算机可读存储介质,包括与具有存储器的电子设备结合使用的计算机程序,其特征在于:所述计算机程序可被处理器执行如权利要求1-11中任一项所述的核电厂控制棒落棒时间检测方法。
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