CN206349148U - 基于反应堆控制棒驱动机构的麦克风信号控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出基于反应堆控制棒驱动机构的麦克风信号控制装置，包括远程控制端和本地控制端，本地控制端与反应堆控制棒驱动机构上的麦克风信号连接，将反应堆控制棒驱动机构上的麦克风信号按象限等分为四个分区，各分区分别对应连接一连接器；各个连接器依照其所归属的象限，将麦克风信号按SA、SB、SC、SD、R、N2、N1、G2和G1分为九组；远程控制端和本地控制端上分别设有与上述九组分组相对应的旋钮开关，通过旋钮开关选择对应分组。实现对于麦克风的控制，每个连接器对应四分之一堆芯，各组信号都从四分之一堆芯对称提取，使各组信号遵从堆芯功率展平原则，避免各分组中出现某一个或者某几个麦克风单独测试而导致堆芯功率不均。

Description

基于反应堆控制棒驱动机构的麦克风信号控制装置

技术领域

本实用新型涉及核反应堆控制及测量技术领域，特别涉及一种基于反应堆控制棒驱动机构的麦克风信号控制装置。

背景技术

反应堆长棒控制系统(RGL)作为主要的反应堆控制系统之一，其主要功能是：根据电网负荷的变化，相应提升或插入控制棒调节堆芯的反应性，从而控制堆芯温度和核功率，保护反应堆，确保堆芯安全。反应堆长棒控制系统通过控制控制棒驱动机构(CRDM)动作，进而控制控制棒的动作，改变堆芯反应性。控制棒驱动机构由一套机电传动装置组成，其中三个电磁线圈通过钩爪与传动轴上槽纹的配合作用，使传动轴和控制棒束作步进式移动。

控制棒驱动机构性能试验是将从电源柜(PWE)动力插件(MDP)获取的控制棒驱动机构线圈电流波形，与从麦克风获得的动棒振动信号在RGL试验台(Test Bench)上进行同一时域复合分析，得出控制棒驱动机构的动作延时，判断各动作点是否符合技术要求。

申请号为CN201210499165.9公开了一种核电站用于驱动试验的棒控棒位系统，提供的核电站用于驱动试验的棒控棒位系统通过控制处理装置的人机界面单元与操纵员完成人机交互，实现对控制棒驱动机构的驱动试验，省去了传统核电站运行的系统的多余设备及附属功能。

但由于控制棒驱动机构性能试验还需从麦克风获得的动棒振动信号，以上述专利所公开的现有技术并不包含对于从麦克风获得动棒振动信号传输控制机制的相关技术。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种基于反应堆控制棒驱动机构的麦克风信号控制装置，包括通信连接的远程控制端和本地控制端，

所述本地控制端与反应堆控制棒驱动机构上的麦克风信号连接，包括：将所述反应堆控制棒驱动机构上的麦克风信号按照象限等分为四个分区，各分区分别对应连接一个连接器；

所述各个连接器依照其所归属的象限，将所述麦克风信号按SA、SB、SC、SD、R、N2、N1、G2和G1共分为九组；

所述远程控制端和本地控制端上分别设有与上述九组分组相对应的旋钮开关，通过旋钮开关选择对应分组；

所述远程控制端和本地控制端的外壳为一箱体结构，前面板设置所述旋钮开关和把手，箱体内部包括安装板以及安装于所述安装板上的PCB板。

由上，实现远程控制端和本地控制端均可以对于麦克风的控制，并且，每个连接器对应四分之一堆芯，各组信号都从四分之一堆芯对称提取，从而使各组信号遵从堆芯功率展平原则，从而避免出现采集的信号对堆芯功率分布无参考意义的情况，进而导致堆芯功率分布不均造成严重后果。

可选的，所述箱体为不锈钢一体式结构，箱体外表面喷涂标号为RAL5005的彩漆。

由上，确保箱体具有良好的防腐蚀能力，适应核电厂工作环境。

可选的，所述远程控制端的箱体内部包括上安装板和下安装板，二者采用不锈钢立柱连接；

所述下安装板用于固定所述脉冲群抑制器、滤波器和AC-DC转换器；

所述上安装板用于固定PCB板。

可选的，所述不锈钢立柱包括立柱主体，底座和顶部固定帽；

所述立柱主体底部设有螺纹，底座可拆卸的安装于立柱主体底部；

所述和顶部固定帽为弹性材质；

在所述上安装板和下安装板的对应位置设有与不锈钢立柱大小匹配的安装孔。

由上，省去螺栓等固定件，实现上安装板和下安装板更简便的固定。

可选的，所述本地控制端采用型号为JY27496E21E39SN的连接器与所述反应堆控制棒驱动机构上的麦克风信号连接。

可选的，所述本地控制端采用型号为JY27496E21E39PN的连接器，通过电缆与远程控制端的型号为JY27496E21E39SN的连接器相连接；

所述电缆与本地控制箱的连接一端采用型号为JY27467T21E39SN-08的39芯插头孔；在电缆与远程控制箱的连接一端采用型号为JY27467T21E39PN-08的39芯插头针。

附图说明

图1为基于反应堆控制棒驱动机构的麦克风信号控制装置的原理示意图；

图2为固定在控制棒驱动机构上的麦克风信号示意图；

图3为麦克风信号与连接器相连接的电路原理图；

图4为本地控制箱的外部原理示意图；

图5为旋钮开关控制的电路原理图；

图6为信号组指示灯的电路原理图；

图7为主控电路的电路原理图；

图8为控制对象选择电路的电路原理图；

图9为供电电路的电路原理图；

图10为降压电路的电路原理图；

图11为本地控制箱的外部结构示意图；

图12为本地控制箱的内部结构示意图；

图13为远程控制箱的外部结构示意图；

图14为远程控制箱的内部结构示意图；

图15为不锈钢立柱的结构示意图。

具体实施方式

下面参照图1～图15对本实用新型所述一种基于反应堆控制棒驱动机构的麦克风信号控制装置进行详细说明。

如图1所示，包括彼此通信连接的远程控制端20和本地控制端10，上述两控制箱任一均可实现对于麦克风的控制。具体原理是，当用户通过远程控制端20下达对麦克风的控制指令时，由远程控制箱接收控制指令，通过两个通讯箱将该控制指令输出至本地控制端10，本地控制端10中的反应堆厂房通讯箱接收控制指令，转发至本地控制箱，以实现对于麦克风的控制。当用户通过本地控制端10下达对麦克风的控制指令时，本地控制箱接收该控制指令，以实现对于麦克风的控制。

如图2所示为固定在控制棒驱动机构上的麦克风信号示意图，按照象限，将其划分为rod1～rod4共四个分区，其中第一分区rod1包括16路麦克风信号，剩余三个分区每个分区各包括15路麦克风信号。

与上述四个分区相对应的，本实施例包括四个连接器，将本地控制端与61路麦克风信号相连接。如表1所示为四个连接器与61路麦克风信号的对应关系表。

表1

图3所示为61路麦克风信号与四个连接器相连接的电路原理图。以连接器1为例进行说明，连接器1共连接16路麦克风信号，并将这16路麦克风信号分成9组，分别为Bank SA、Bank SB、Bank SC、Bank SD、Bank R、Bank N2、Bank N1、Bank G2和Bank G1。

其中，Bank SA对应图1中L13和H8两位置，即rod1分区的SA1和SA2两路麦克风信号。

Bank SB对应图1中J13和N9两位置，即rod1分区的SB1和SB2两路麦克风信号。

Bank SC对应图1中L11位置，即rod1分区的SC麦克风信号。

Bank SD对应图1中K14和L9两位置，即rod1分区的SD1和SD2两路麦克风信号。

Bank R对应图1中H14和K10两位置，即rod1分区的R1和R2两路麦克风信号。

Bank N2对应图1中K14和P10两位置，即rod1分区的N21和N22两路麦克风信号。

Bank N1对应图1中M12和H10两位置，即rod1分区的N11和N12两路麦克风信号。

Bank G2对应图1中K12和M10两位置，即rod1分区的G21和G22两路麦克风信号。

Bank G1对应图1中H12位置，即rod1分区的G1麦克风信号。

连接器2、连接器3和连接器4如表1所示，分别对应rod2分区、rod3分区和rod4分区的不同麦克风信号，不再赘述。通过上述分组，可以实现对任意组的麦克风信号进行选择测试，从而避免在测试过程中对于全部麦克风信号的“多余”测试。

另外，本实施例选择四个连接器的目的在于，每个连接器对应四分之一堆芯，各组信号(Bank SA、Bank SB、……、Bank G1)都从四分之一堆芯对称提取，从而使各组信号遵从堆芯功率展平原则。例如：Bank SA组信号传输时，L13、H8、N5、E3、C11为通过4个连接器传输的堆芯对称分布的麦克风信号。从而避免L13、H8、N5、E3、C11当中某一个或者某几个单独测试，导致堆芯功率不均而造成的损害。

本地控制端10包括与控制棒驱动机构上的麦克风信号连接的本地控制箱，以及与所述本地控制箱连接的反应堆厂房通讯箱，二者之间所传输的信号包括信号组选择信号和控制对象选择信号。

如图4所示为本地控制箱外部原理的示意图，包括与上述四个连接器相连接的接口；旋钮开关，用于选择信号组(Bank SA、Bank SB、……、Bank G1)和选择控制对象(Remote-远程控制箱控制、Local-本地控制箱控制)；信号组指示灯，与所述选择键盘的选择逻辑相对应；还包括与后文所述的远程控制箱连接的信号输出接口和指令接收接口。

图5所示为旋钮开关的电路原理图，对应九组不同信号，包括Bank SA、BankSB、……、Bank G1。当用户手动选择不同信号组时，对应接通旋钮开关的不同通路。另外，图5所示电路图中接口J7的端口4、5还用于与反应堆厂房通讯箱连接，从而通过反应堆厂房通讯箱接收远程控制箱所输出的信号组选择指令。

图6所示为信号组指示灯的电路原理图，各指示灯分别连接至旋钮开关的控制端，当用户手动选择不同信号组时，对应的指示灯亮。

图7所示为主控电路的电路原理图，主控电路包括型号为MSP430F14的单片机及其外围电路，用于所述麦克风信号的传输调配。另外，在所述图7的J8接口的端口1，还用于接收一按钮开关的指令，仅当接收到按钮开关被按下的指令后，前述旋钮开关的选择指令方才有效。

图8所示为控制对象选择电路的电路原理图，当用户通过旋钮开关确定控制对象后，接口J9或J9’接收对应的控制信息，同时通过屏蔽线输出屏蔽信号，从而将另一未选定的控制端屏蔽，保证只有一个控制端有效，本地控制箱与远程控制箱在控制上的互锁。

远程控制端20包括棒控通讯箱，以及分别与其连接的远程控制箱和RGL试验台，以及与所述RGL试验台(Test Bench)连接的动力插件(MDP)。所述动力插件还与本地控制端10中的动力棒驱动机构电连接，从而向其输出控制棒驱动机构不同线圈的电流波形。关于RGL试验台、动力插件以及动力插件与动力棒驱动机构的连接关系与现有技术相同，不再赘述。

远程控制箱与前述本地控制箱原理相同，用于接收用户的选择信号组(Bank SA、Bank SB、……、Bank G1)，再将上述指令输出至与其连接的棒控通讯箱。

其内部电路与本地控制箱的区别在于，远程控制箱的旋钮开关仅包括用于选择信号组的开关，并不包括选择控制对象的开关。相应的，也就不包括对象选择电路。

远程控制箱包括一为供电电路。图9所示为供电电路的电路原理图，包括依次连接的型号为BVB01/Z0000的供电插头、用于滤波的脉冲群抑制器和滤波器、用于交直流转换的AC-DC转换器。另外，由于内部电路的供电电压不同，供电电路还包括如图10所示的降压电路，即用于将24V的直流电降为3.3V。包括降压电路包括相互连接的型号为BNX002-01的滤波芯片和型号为TMR3-2410WI的压降芯片，以及外围电路组成。远程控制箱通过与本地控制箱的连接线向其供电，此部分供电与现有技术相同，不再赘述。

如图11所示为本地控制端10中本地控制箱的结构示意图。包括箱体外壳107，在箱体的前面板分别设置有旋钮开关103、信号组指示灯106和按钮开关104。所述前面板还设有一对U型把手111，从而满足箱体的便携式要求。在箱体的左侧面板，设置有与四个连接器相连接的连接器接口101，以及同在左侧面板连接器接口101下方的连接器标识牌102。所述四个连接器选择型号为JY27496E21E39SN的连接器，该连接器为39芯(37*20#+2*16#)插座孔，用以与现场设备中型号为JY27467T21E39PN-08的39芯插头针(37*20#+2*16#)相匹配。在箱体的右侧面板设置有用于与棒控通讯箱进行通信的接口。该接口选择型号为JY27496E21E39PN的连接器，该连接器为39芯(37*20#+2*16#)插座针。在箱体的顶板，设有控制箱标识牌108，通过铆钉固定。在箱体的底板下部，设置有橡胶脚垫105，从而避免频繁搬运和使用箱体时，控制箱底面与地面接触，导致破坏箱体表面的镀漆。

图12所示为本地控制端10中本地控制箱的内部结构示意图。包括一安装板109和本地控制箱的PCB板110。所述安装板109可焊接或者通过螺栓固定于箱体内部。本地控制箱的PCB板110通过螺栓固定于安装板109。

图13所示为远程控制端20中远程控制箱的结构示意图。包括箱体外壳203，在箱体的前面板分别设置有旋钮开关205、按钮开关206和信号组指示灯209。所述前面板还设有一对U型把手207。在箱体的左侧面板，设置有连接外部电源的IEC连接器202，以及元器件标识牌201，二者通过铆钉固定于左侧面板。在箱体的右侧面板，设置有与棒控通讯箱相连接的连接器接口208。该连接器选择型号为JY27496E21E39SN的连接器，该连接器为39芯(37*20#+2*16#)插座孔。通过该连接器连接电缆，以实现远程控制箱与本地控制箱的通信。在电缆与本地控制箱的连接一端采用型号为JY27467T21E39SN-08的39芯(37*20#+2*16#)插头孔；在电缆与远程控制箱的连接一端采用型号为JY27467T21E39PN-08的39芯(37*20#+2*16#)插头针。在箱体的顶板，设有控制箱标识牌210。在箱体的底板下部，设置有橡胶脚垫204。

图14所示为远程控制端20中远程控制箱的内部结构示意图。在箱体内部包括通过上安装板211和下安装板217。二者通过不锈钢立柱212支撑，从而在两安装板之间形成一定空间。该空间中固定安装有脉冲群抑制器213、AC-DC电源214和滤波器215，三者通过螺栓等固定件固定于下安装板217的上表面。在上装板211的上表面，设有PCB板216，该PCB板同样通过螺栓等固定件进行固定。

所述本地控制箱和远程控制箱的尺寸相同，均为300mm×300mm×150mm，厚度为1.5mm，从而满足箱体小型化的要求，在不影响控制箱软件功能的前提下，可有足够的空间容纳功能元器件。另外，两控制箱的箱体选择均选用不锈钢作为材料，箱体外表面喷涂标号为RAL5005的彩漆，确保箱体具有良好的防腐蚀能力，适应核电厂工作环境。

充分考虑箱体整体的电磁屏蔽要求，两控制箱的箱体均采用一体式结构设计，由不锈钢板折弯焊接而成，内部设有接地端子，相关元器件使用螺钉与箱体内壁安装固定，标示牌与箱体采用铆钉固定，从而保证控制箱具有良好的电磁屏蔽能力。

另外，如图15所示，所述不锈钢立柱212包括立柱主体2121，底座2122和顶部固定帽2123。其中，所述立柱主体2121底部设有螺纹，底座2122可拆卸的安装于立柱主体2121底部。所述和顶部固定帽2123为弹性材质。对应的，在所述上安装板211和下安装板217的对应位置设有与不锈钢立柱212大小匹配的安装孔(未图示)。

由此，在进行上安装板211和下安装板217的安装时，首先将立柱主体2121插入下安装板217的安装孔，通过旋入底座2122将立柱主体2121与下安装板217进行固定。由于顶部固定帽2123为弹性材质，因此可伸入上安装板211的安装孔，实现与上安装板的固定。由此省去螺栓等固定件，实现上安装板211和下安装板217更简便的固定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，例如，所述连接器的型号可以依据现场设备的不同需求而调整。总之，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于反应堆控制棒驱动机构的麦克风信号控制装置，包括通信连接的远程控制端和本地控制端，其特征在于，

所述本地控制端与反应堆控制棒驱动机构上的麦克风信号连接，包括：将所述反应堆控制棒驱动机构上的麦克风信号按照象限等分为四个分区，各分区分别对应连接一个连接器；

所述各个连接器依照其所归属的象限，将所述麦克风信号按SA、SB、SC、SD、R、N2、N1、G2和G1共分为九组；

所述远程控制端和本地控制端上分别设有与上述九组分组相对应的旋钮开关，通过旋钮开关选择对应分组；

所述远程控制端和本地控制端的外壳为一箱体结构，前面板设置所述旋钮开关和把手，箱体内部包括安装板以及安装于所述安装板上的PCB板。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述箱体为不锈钢一体式结构，箱体外表面喷涂标号为RAL5005的彩漆。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述远程控制端的箱体内部包括上安装板和下安装板，二者采用不锈钢立柱连接；

所述下安装板用于固定脉冲群抑制器、滤波器和AC-DC转换器；

所述上安装板用于固定PCB板。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述不锈钢立柱包括立柱主体，底座和顶部固定帽；

所述立柱主体底部设有螺纹，底座可拆卸的安装于立柱主体底部；

所述和顶部固定帽为弹性材质；

在所述上安装板和下安装板的对应位置设有与不锈钢立柱大小匹配的安装孔。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述本地控制端采用型号为JY27496E21E39SN的连接器与所述反应堆控制棒驱动机构上的麦克风信号连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述本地控制端采用型号为JY27496E21E39PN的连接器，通过电缆与远程控制端的型号为JY27496E21E39SN的连接器相连接；

所述电缆与本地控制箱的连接一端采用型号为JY27467T21E39SN-08的39芯插头孔；在电缆与远程控制箱的连接一端采用型号为JY27467T21E39PN-08的39芯插头针。