CN112032401B - 一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台及方法，涉及核电主蒸汽隔离阀的电气架构配置与控制逻辑，应用于核电调试和检修领域。一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台，执行机构包括若两个主卸油电磁阀、两个速度控制阀、两个油泵。执行机构通过联轴器与隔离阀阀体连接。控制平台包括主控模块、数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块。主控模块连接数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块。执行机构控制模块用于控制执行机构的主卸油电磁阀、速度控制阀及油泵执行开启、关闭隔离阀动作。本发明测试控制更精细、灵活、自动化，且可以直观观察隔离阀开关情况，有效发现故障。

Description

一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台及方法

技术领域

本发明涉及核电调试和检修领域，尤其是涉及一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台及方法。

背景技术

主蒸汽隔离阀属于核一级核电关键敏感设备，其作用是在主蒸汽回路中蒸汽管线压力低、压力突降或冷段温度低的情况下实现蒸汽发生器的隔离。主蒸汽隔离阀作为二回路供气管线上的关键部件，在核电厂正常运行及事故处理过程中起到举足轻重的作用。

AP1000机组有2台主蒸汽隔离阀，阀门类型为38英寸气液联动楔形双闸板闸阀，在大修期间需进行执行机构解体检修。阀门解体检修时，需控制执行机构动作对阀门进行调试试验。因此，根据AP1000机组主蒸汽隔离阀执行机构的结构原理，能够完成主蒸汽隔调试和性能测试试验，确保主蒸汽隔离阀性能合格的控制平台尤为重要。

例如，发明专利授权公告号CN109555888B，公告日2020年1月7日，发明的名称为用于核动力平台的主蒸汽隔离阀的控制系统及测试方法，该申请案公开了一种用于核动力平台的主蒸汽隔离阀的控制系统及测试方法，所述控制系统包括主控台，主控台分别与控制器和数据服务器信号连接，控制器分别与数据服务器和优先级选择器信号连接，优先级选择器分别与控制器、备控台和控制柜信号连接，控制柜与主蒸汽隔离阀的执行机构电性连接。该发明采用主控台的软操作控制，提高了主蒸汽隔离阀控制系统的自动化水平，利用优先级选择器自动对多个控制指令进行排序，大大降低了阀门的误操作，有效减小人为因素导致的设备故障率，但是检测时无法直观观察隔离阀的开关情况，测试不够灵活。

发明内容

本发明克服了现有技术中无法直观观察隔离阀的开关情况，测试不够灵活的问题，提出了一种测试控制更精细、灵活、自动化，且可以直观观察隔离阀实时状态参数与开关状态，有效发现故障的用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台及方法，涉及核电主蒸汽隔离阀的电气架构配置与控制逻辑。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台，所述执行机构包括若两个主卸油电磁阀、两个速度控制阀、两个油泵；所述执行机构通过联轴器与隔离阀阀体连接；所述控制平台包括主控模块、数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块；所述主控模块连接数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块；所述数据采集模块与存储模块连接；所述执行机构控制模块用于控制执行机构的主卸油电磁阀、速度控制阀及油泵执行开启、关闭隔离阀动作。

所述主控模块接收数据采集模块采集的数据，通过这些数据可以判断隔离阀和执行机构的具体情况，便于对隔离阀进行调试。而所述数据采集模块与存储模块连接，能够实现实验数据的记录记录和保存，也便于后期查询。所述主控模块控制执行机构控制模块来进行开启、关闭隔离阀动作，在这个过程中对隔离阀的功能进行检测。

作为优选，所述数据采集板模块包括位置反馈单元、参数检测单元，所述位置反馈单元用于监测隔离阀的阀杆开限位开关及关限位开关位置；所述参数检测单元用于采集油箱的液位、温度触发状态，以及执行机构液压、执行机构气压、油泵启停状态、主卸油电磁阀状态、速度控制阀状态。

所述位置反馈单元用于监测隔离阀的阀杆开限位开关及关限位开关位置，可以及时了解到隔离阀的开关情况，得到隔离阀的检测结果。所述参数检测单元采集的信息便于判断隔离阀在不同情况下的开关情况。

作为优选，所述执行机构控制模块包括两个主卸油电磁阀控制单元、两个速度控制阀控制单元、两个油泵控制单元，所述主卸油电磁阀控制单元用于控制主卸油电磁阀的通断，所述速度控制阀控制单元用于控制速度控制阀的通断，所述油泵控制单元用于控制油泵的启停。

这样设置，便于主卸油电磁阀、速度控制阀和油泵分开操控，适用于不同的检测情况，操作更加灵活。

作为优选，所述控制平台包括显示屏，所述显示屏与主控模块连接。

所述显示屏会直观展示执行机构的控制回路中各元件的状态，以及隔离阀的开关状态，可以通过观察显示屏上元件和隔离阀的颜色变化判断目前的状态，更加直观和方便。

作为优选，所述控制平台包括报警模块，所述报警模块与主控模块连接。

报警模块可以在元件处在非正常状态，以及隔离阀非正常开关时进行警示，保证检测时的安全性。

一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制方法，基于所述一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台实现，方法包括：

步骤S01，主控模块接收到开启隔离阀信号后，控制执行机构控制模块将执行机构的主卸油电磁阀、速度控制阀失电，再启动执行机构的油泵；

步骤S02，主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的开限位开关导通信号后，则确认隔离阀正常开启。

执行机构控制模块将执行机构的主卸油电磁阀失电，再启动执行机构的油泵使得隔离阀开启，油泵启动时会进行注油，提升油压压缩上部气体，使阀门开启。而在确认隔离阀阀杆的开限位开关导通信号后进一步确认隔离阀正常开启，有效地对隔离阀进行了开启检测。

作为优选，所述方法还包括：

步骤S01’，主控模块接收到快速关闭隔离阀信号后，控制执行机构控制模块禁用执行机构的油泵，再将主卸油电磁阀上电；

步骤S02’，主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的关限位开关导通信号后，则确认隔离阀正常关闭。

执行机构控制模块禁用执行机构的油泵，再将主卸油电磁阀上电，这样可以快速关闭隔离阀。而在确认隔离阀阀杆的关限位开关导通信号后进一步确认隔离阀正常关闭，有效地对隔离阀进行了关闭检测。

作为优选，所述主卸油电磁阀、速度控制阀两两组成一个线路分支，所述步骤S01’还包括：主控模块接收到缓慢关闭隔离阀信号后，控制执行机构控制模块禁用执行机构的油泵，再将一组同系列的速度控制阀、主卸油电磁阀依次上电。

缓慢关闭使得可以检测隔离阀缓慢关闭时的情况，检测的情况更多。

作为优选，所述上电或失电操作后，等待一个预设的上电或失电时间，再进行下一步操作；在主控模块控制执行机构执行开启、关闭隔离阀动作后，等待一个预设的隔离阀动作时间，再确认隔离阀是否正常开启或关闭。

主卸油电磁阀、速度控制阀在上电后完全启动再进行下一步操作，主卸油电磁阀、速度控制阀在失电后完全停止运作再进行下一步操作。这样使得下一步操作更稳定，不容易出错。等待一个预设的隔离阀动作时间，再确认隔离阀是否正常开启或关闭，这样使得确认时更合理准确。

作为优选，所述箱体内设有报警模块，所述步骤S02还包括：若主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的开限位开关未导通信号，则隔离阀未正常开启，发出错误信号到报警模块；所述步骤S02’还包括：若主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的关限位开关未导通信号后，则隔离阀未正常关闭，发出错误信号到报警模块。

在出现问题时及时发出警报，便于及时进行处理，保护器件不受损坏。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）本发明中执行机构的控制平台除能够控制执行机构中各元件的启停，以实现隔离阀的开启、关闭动作外，还能够单独对单个元件进行控制，使测试实验更加高效、灵活。

（2）显示屏会直观展示执行机构的控制回路中各元件的状态，以及隔离阀的开关状态，可以通过观察显示屏上元件和隔离阀的颜色变化判断目前的状态，更加直观和方便。

（3）执行机构的控制平台可以检测隔离阀开启、关闭、缓慢关闭时的情况，检测更加全面，使得检测结果更加准确。

（4）执行机构的控制平台包括报警模块，在出现问题时及时发出警报，便于及时进行处理，保护器件不受损坏。

附图说明

图1为本发明的控制平台系统框架图。

图2为本发明的控制平台设备面板示意图。

图3为本发明的控制平台模块示意图。

图4为本发明的执行机构的连线图。

图5为本发明的隔离阀开启检测流程图。

图6为本发明的隔离阀关闭检测流程图。

图7为本发明的隔离阀缓慢关闭检测流程图。

图中：1-电源指示灯，2-报警指示灯，3-显示屏。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-4所示，一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台，所述执行机构包括两个主卸油电磁阀、两个油泵。所述执行机构与隔离阀连接。所述控制平台包括主控模块、数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块；所述主控模块连接数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块；所述数据采集模块与存储模块连接；所述执行机构控制模块用于控制执行机构的主卸油电磁阀及油泵执行开启、关闭隔离阀动作。所述主控模块控制执行机构控制模块来进行开启、关闭隔离阀动作，在这个过程中对隔离阀的功能进行检测。

所述控制平台包括主控模块、数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块、报警模块。主控模块连接数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块、报警模块。数据采集模块与存储模块连接。

所述主控模块接收数据采集模块采集的数据，通过这些数据可以判断隔离阀和执行机构的具体情况，便于对隔离阀进行调试。而数据采集模块与存储模块连接，能够实现实验数据的记录记录和保存，也便于后期查询。报警模块可以在元件处在非正常状态，以及隔离阀非正常开关时进行警示，保证检测时的安全性。

如图3所示，所述数据采集板模块包括位置反馈单元、参数检测单元，所述位置反馈单元用于监测隔离阀的阀杆开限位开关及关限位开关位置。所述位置反馈单元用于监测隔离阀的阀杆开限位开关及关限位开关位置，可以及时了解到隔离阀的开关情况，得到隔离阀的检测结果。所述参数检测单元用于采集油箱的液位、温度触发状态，以及执行机构液压、执行机构气压、油泵启停状态、主卸油电磁阀状态、速度控制阀状态。所述参数检测单元采集的信息便于判断隔离阀在不同情况下的开关情况。

所述执行机构控制模块包括两个主卸油电磁阀控制单元、两个速度控制阀控制单元、两个油泵控制单元，所述主卸油电磁阀控制单元用于控制主卸油电磁阀的通断，所述速度控制阀控制单元用于控制速度控制阀的通断，所述油泵控制单元用于控制油泵的启停。这样设置，便于主卸油电磁阀、速度控制阀和油泵分开操控，适用于不同的检测情况，操作更加灵活。

如图2所示，所述控制平台的设备面板包括显示屏3、电源指示灯1、报警指示灯2。所述显示屏3与主控模块连接。显示屏3为触摸显示屏，可以在显示屏3上直接操作。显示屏3会直观展示执行机构的控制回路中各元件的状态，以及隔离阀的开关状态，可以通过观察显示屏3上元件和隔离阀的颜色变化判断目前的状态，更加直观和方便。电源指示灯1与电源连接，可以显示电源是否接通，若电源指示灯1亮了则表示电源接通，否则则是电源未接通。报警指示灯2与报警模块连接，用于显示有错误产生，当报警指示灯2亮红色则是有错误，亮绿色则是正常。

如图4所示，所述执行机构包括两个主卸油电磁阀、两个速度控制阀、两个油泵。所述执行机构与隔离阀连接，所述油泵并联连接到隔离阀，所述主卸油电磁阀并联连接到隔离阀。主卸油电磁阀、速度控制阀两两组成一个线路分支，一共有两个电路分支。

如图5-7所示，一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制方法，基于所述一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台实现。

如图5所示，在对隔离阀进行开启检测时，方法包括：

步骤S01，主控模块接收到开启隔离阀信号后，控制执行机构控制模块将执行机构的主卸油电磁阀失电。等待一个5s的失电时间后，若速度控制阀通电，则控制执行机构控制模块将执行机构的速度控制阀失电。等待一个5s的失电时间后，再启动执行机构的油泵。油泵启动时会进行注油，提升油压压缩上部气体，使阀门开启。

步骤S02，等待100s的隔离阀动作时间，主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的开限位开关导通信号后，则确认隔离阀正常开启，发送开启信号到显示屏3。若主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的开限位开关未导通信号，则隔离阀未正常开启，发出错误信号到报警模块。

如图6所示，在对隔离阀进行关闭检测时，方法包括：

步骤S01’，主控模块接收到快速关闭隔离阀信号后，控制执行机构控制模块禁用执行机构的油泵，再将主卸油电磁阀上电，会导致快速泄压，等待5s的上电时间后，若主控模块接收到数据采集模块传输来速度控制阀为未上电信号，则停止动作，并发出未到位信号到报警模块，否则进入下一步。

步骤S02’，等待100s的隔离阀动作时间，主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的关限位开关导通信号后，则确认隔离阀正常关闭，发送关闭信号到显示屏3。若主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的关限位开关未导通信号后，则隔离阀未正常关闭，发出错误信号到报警模块。

如图7所示，在对隔离阀进行缓慢关闭检测时，方法包括：

步骤S01’：主控模块接收到缓慢关闭隔离阀信号后，控制执行机构控制模块禁用执行机构的油泵，再将一组同系列的速度控制阀、主卸油电磁阀依次上电。在速度控制阀上电后等待5s的上电时间，若主控模块接收到数据采集模块传输来速度控制阀为未上电信号，则停止动作，并发出未到位信号到报警模块。否则继续将主卸油电磁阀上电，再等待5s的上电时间。

步骤S02’：等待200s的隔离阀动作时间，主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的关限位开关导通信号后，则确认隔离阀正常关闭，发送关闭信号到显示屏3。若主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的关限位开关未导通信号后，则隔离阀未正常关闭，发出错误信号到报警模块。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台，所述执行机构包括两个主卸油电磁阀、两个速度控制阀、两个油泵；所述执行机构通过联轴器与隔离阀阀体连接；其特征在于，所述控制平台包括主控模块、数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块；所述主控模块连接数据采集模块、执行机构控制模块、电源模块、存储模块；所述数据采集模块与存储模块连接；所述执行机构控制模块用于控制执行机构的两个主卸油电磁阀、两个速度控制阀及两个油泵执行开启、关闭隔离阀动作；

所述数据采集模块包括位置反馈单元、参数检测单元，所述位置反馈单元用于监测隔离阀的阀杆开限位开关及关限位开关位置；所述参数检测单元用于采集油箱的液位、温度触发状态，以及执行机构液压、执行机构气压、两个油泵启停状态、两个主卸油电磁阀状态、两个速度控制阀状态；

所述执行机构控制模块包括两个主卸油电磁阀控制单元、两个速度控制阀控制单元、两个油泵控制单元，所述两个主卸油电磁阀控制单元用于分别控制两个主卸油电磁阀的通断，所述两个速度控制阀控制单元用于分别控制两个速度控制阀的通断，所述两个油泵控制单元用于分别控制两个油泵的启停；

所述控制平台包括显示屏，所述显示屏与主控模块连接，显示屏通过颜色展示执行机构的控制回路中各元件的状态和隔离阀的开关状态。

2.根据权利要求1所述的一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台，其特征在于，所述控制平台包括报警模块，所述报警模块与主控模块连接。

3.一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制方法，其特征在于，基于如权利要求1所述一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制平台实现，方法包括：

步骤S01，主控模块接收到开启隔离阀信号后，控制执行机构控制模块将执行机构的主卸油电磁阀、速度控制阀失电，再启动执行机构的油泵；

步骤S02，主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的开限位开关导通信号后，则确认隔离阀正常开启。

4.根据权利要求3所述的一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤S01’，主控模块接收到快速关闭隔离阀信号后，控制执行机构控制模块禁用执行机构的油泵，再将主卸油电磁阀上电；

步骤S02’，主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的关限位开关导通信号后，则确认隔离阀正常关闭。

5.根据权利要求4所述的一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制方法，其特征在于，所述主卸油电磁阀、速度控制阀两两组成一个线路分支，所述步骤S01’还包括：主控模块接收到缓慢关闭隔离阀信号后，控制执行机构控制模块禁用执行机构的油泵，再将一组同系列的速度控制阀、主卸油电磁阀依次上电。

6.根据权利要求4或5所述的一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制方法，其特征在于，所述上电或失电操作后，等待一个预设的上电或失电时间，再进行下一步操作；在主控模块控制执行机构执行开启、关闭隔离阀动作后，等待一个预设的隔离阀动作时间，再确认隔离阀是否正常开启或关闭。

7.根据权利要求4所述的一种用于核电主蒸汽隔离阀执行机构的控制方法，其特征在于，箱体内设有报警模块，所述步骤S02还包括：若主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的开限位开关未导通信号，则隔离阀未正常开启，发出错误信号到报警模块；所述步骤S02’还包括：若主控模块接收到数据采集模块传输来的隔离阀阀杆的关限位开关未导通信号后，则隔离阀未正常关闭，发出错误信号到报警模块。

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