CN209724628U - 核电站主泵保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及核电站主泵技术领域，公开了一种核电站主泵保护系统，包括测量核电站主泵的轴封泄漏流量的测量装置，控制装置和信号生成装置；控制装置分别与测量装置和信号生成装置连接；控制装置包括至少三个控制通道，各控制通道基于轴封泄漏流量输出逻辑控制信号；信号生成装置接收各控制通道输出的逻辑控制信号，输出主泵保护信号。本申请可通过三个控制通道分别对轴封泄漏流量进行处理，避免单一通道中的设备出现故障时影响对轴封泄漏流量的处理，使控制系统对泄漏量的判断更加准确；信号生成装置对上述三个控制通道输出的逻辑控制信号进行判断，最终确定出主泵保护信号，避免异常的核电站主泵保护信号引起的核电站主泵保护误动或拒动，提高系统可靠性。

Description

核电站主泵保护系统

技术领域

本申请涉及核电站主泵技术领域，特别是涉及一种核电站主泵保护系统。

背景技术

反应堆主冷却剂循环泵(简称主泵)是核电站的重要设备，被喻为反应堆冷却系统的心脏，其主要功能是克服主冷却剂的流动阻力、保证循环流量。目前，大部分压力堆核电站采用轴封泵作为核电站主泵，轴封泵采用控制主冷却剂泄漏量的方式来实现高压密封。泄漏量异常可能导致反应堆紧急停堆时间，危及反应堆安全，也将导致巨大的经济损失。因此，对于泄漏量进行准确地监测告警，是亟待解决的问题。

传统的核电站主泵保护系统中，通过变送器测量核电站主泵的冷却剂泄漏量，然后通过模拟或者数字控制系统，对上述泄漏量进行判断，根据判断结果来确定是否关闭主泵。

但是，采用上述方法，会出现控制系统对泄漏量的判断不准确，而导致误告警，可靠性低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种核电站主泵保护系统。

一种核电站主泵保护系统，所述系统包括：测量核电站主泵的轴封泄漏流量的测量装置，控制装置和信号生成装置；所述控制装置分别与所述测量装置和信号生成装置连接；

所述控制装置包括至少三个控制通道，各所述控制通道基于轴封泄漏流量输出逻辑控制信号；所述信号生成装置接收各所述控制通道输出的逻辑控制信号，输出主泵保护信号。

在其中一个实施例中，所述控制装置包括三个控制通道；

所述信号生成装置为在至少两个所述逻辑控制信号的逻辑值相同时，将所述逻辑值确定为所述主泵保护信号的逻辑值的装置。

在其中一个实施例中，所述信号生成装置包括第一生成装置和第二生成装置；

所述第一生成装置输出泄漏量高报警信号，所述主泵保护信号包括所述泄漏量高报警信号；

所述第二生成装置输出主泵跳泵信号，所述主泵保护信号包括所述主泵跳泵信号。

在其中一个实施例中，所述测量装置包括至少三个变送器。

在其中一个实施例中，各所述变送器分别与各所述控制通道连接。

在其中一个实施例中，任意一个所述控制通道包括：依次连接的转换板卡、阈值板卡和继电器。

在其中一个实施例中，所述继电器包括延时继电器。

在其中一个实施例中，任意一个所述控制通道包括数字控制板。

在其中一个实施例中，所述测量装置还包括节流装置，所述节流装置与各所述变送器连接。

在其中一个实施例中，所述系统还包括机柜；所述测量装置、所述控制通道和所述信号生成装置中的各设备设置于所述机柜中，并分别与所述机柜中的不同负荷开关连接。

上述核电站主泵保护系统，包括测量核电站主泵的轴封泄漏流量的测量装置，控制装置和信号生成装置；控制装置分别与测量装置和信号生成装置连接；控制装置包括至少三个控制通道，各控制通道基于轴封泄漏流量输出逻辑控制信号；信号生成装置接收各控制通道输出的逻辑控制信号，输出主泵保护信号。由于控制装置包含三个控制通道，可以通过三个控制通道分别对轴封泄漏流量进行处理，避免单一通道中的设备出现故障时影响对轴封泄漏流量的处理，使控制系统对泄漏量的判断更加准确；信号生成装置对上述三个控制通道输出的逻辑控制信号进行判断，最终确定出主泵保护信号，可以避免异常的核电站主泵保护信号引起的核电站主泵保护误动或拒动，提高系统可靠性。

附图说明

图1为一个实施例中核电站主泵保护系统的应用环境图；

图2为一个实施例中核电站主泵保护系统的结构框图；

图3为另一个实施例中核电站主泵保护系统的结构框图；

图4为另一个实施例中测量装置的结构框图；

图5为另一个实施例中控制通道的结构框图；

图6为另一个实施例中核电站主泵保护系统的结构框图；

图7为另一个实施例中核电站主泵保护系统的结构框图。

附图标记说明：

110、核电站主泵； 100、核电站主泵控制系统； 10、测量装置；

20、控制装置； 30、信号生成装置； 201、控制通道；

301、第一生成装置； 302、第二生成装置； 101、变送器；

102、节流装置； 2011、转换板卡； 2012、阈值板卡；

2013、继电器； 2014、阈值继电器； 2016、数字控制板；

40、机柜； 401、负荷开关； 2015、延时继电器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为一个实施例中核电站主泵保护系统应用环境的示意图，如图1所示，核电站主泵110与核电站主泵保护系统100连接。

图2为一个实施例中核电站主泵保护系统的结构框图，如图2所示，核电站主泵保护系统100包括：测量核电站主泵的轴封泄漏流量的测量装置10，控制装置20和信号生成装置30；控制装置20分别与测量装置10和信号生成装置30连接；控制装置20包括至少三个控制通道201，各控制通道201基于轴封泄漏流量输出逻辑控制信号；信号生成装置30接收各控制通道201输出的逻辑控制信号，输出主泵保护信号。

具体地，测量装置10用于测量核电站主泵的轴封泄漏流量，上述轴封泄漏流量是指核电站主泵泄漏的主冷却剂的流量大小。测量装置10可以包括一台测量设备，对上述核电站主泵的轴封泄漏流量进行一次测量；也可以包括多台测试设备进行多次测量，在此不做限定。

其中，上述控制装置20包括至少三个控制通道201，用于根据测量装置10输出的轴封泄漏流量，来判断核电站主泵的轴封泄漏情况，输出逻辑控制信号。上述控制通道201可以相同，也可以不同，在此不做限定。上述控制通道201可以通过模拟信号处理方法，对轴封泄漏流量进行处理，也可以将上述轴封泄漏流量转换成数字信号，通过数字信号处理方法对其进行处理，在此不做限定。上述逻辑控制信号可以是逻辑值为1时表征轴封泄漏流量高，也可以是逻辑值为0时表征轴封泄漏流量高，对于上述逻辑控制信号的具体形式在此不做限定。

上述测量装置10与控制装置20连接时，可以将测量得到的轴封泄漏流量经过分流，送至上述至少三个控制通道201，也可以将不同的测量设备获得的分别送至不同的控制通道201，对于上述测量装置10与控制装置20的连接方式在此不做限定。

进一步地，信号生成装置30接收各控制通道201输出的各逻辑控制信号时，可以直接接收上述各逻辑控制信号进行处理，也可以通过滤波器接收，对上述各逻辑控制信号进行滤波后再进行处理，对于上述接收方式在此不做限定。

信号生成装置30可以根据各逻辑控制信号，判断出哪一个控制通道201输出的逻辑控制信号正确，然后将其确定为主泵保护信号；也可以根据各逻辑控制信号，确定出各个时刻核电站主泵的轴封泄漏情况，然后输出对应的主泵保护信号，使得操作人员可以根据上述主泵保护信号来调整主泵的工作模式；另外，信号生成装置还可以结合其它条件进行综合判断，例如，可以结合主泵回路压力值来判断；对于上述主泵保护信号的形式在此不做限定。

上述核电站主泵保护系统，包括测量核电站主泵的轴封泄漏流量的测量装置，控制装置和信号生成装置；控制装置分别与测量装置和信号生成装置连接；控制装置包括至少三个控制通道，各控制通道基于轴封泄漏流量输出逻辑控制信号；信号生成装置接收各控制通道输出的逻辑控制信号，输出主泵保护信号。由于控制装置包含三个控制通道，可以通过三个控制通道分别对轴封泄漏流量进行处理，避免单一通道中的设备出现故障时影响对轴封泄漏流量的处理，使控制系统对泄漏量的判断更加准确；信号生成装置对上述三个控制通道输出的逻辑控制信号进行判断，最终确定出主泵保护信号，可以避免异常的核电站主泵保护信号引起的核电站主泵保护误动或拒动，提高系统可靠性。

图3为另一个实施例中核电站主泵保护系统的结构框图，如图3所示，控制装置20包括三个控制通道201；信号生成装置30为在至少两个逻辑控制信号逻辑值相同时，将上述逻辑值确定为主泵保护信号的逻辑值的装置。

具体地，信号生成装置30接收到三个控制通道201发送的逻辑控制信号，由于三个控制通道201是分别对轴封泄漏流量进行处理的，当其中两个逻辑控制信号的逻辑值相同相同时，可以认为上述逻辑控制信号对应的控制通道201对轴封泄漏流量的处理是正确的，而与其不同的另一控制通道201可能由于环境影响或者设备故障等原因，导致对轴封泄漏流量的处理不准确，因此可以将该逻辑值确定为主泵保护信号的逻辑值。

进一步地，信号生成装置30可以包括第一生成装置301和第二生成装置302；第一生成装置301输出泄漏量高报警信号，主泵保护信号包括泄漏量高报警信号；第二生成装置302输出主泵跳泵信号，主泵保护信号包括主泵跳泵信号。

具体地，控制装置20可以将轴封泄漏流量与预设第一阈值进行比较，确定出第一逻辑控制信号，例如，轴封泄漏流量大于预设第一阈值时，可以输出高电平，轴封泄漏流量小于预设阈值时，可以输出低电平。信号生成装置30通过第一生成装置301接收上述第一逻辑控制信号，若至少两个第一逻辑控制信号的逻辑值为高时，第一生成装置301可以将上述逻辑控制信号确定为输出泄漏量高报警信号，可以提醒操作人员关注核电站主泵的泄漏情况。

另外，控制装置20还可以将轴封泄漏流量与预设第二阈值进行比较，确定出第二逻辑控制信号，例如，轴封泄漏流量大于预设第二阈值，且持续时长大于预设时长，比如25秒时，可以输出高电平，否则输出低电平；其中，上述预设第二阈值大于等于上述第一预设阈值。信号生成装置30通过第二生成装置302接收上述第二逻辑控制信号，若至少两个第二逻辑控制信号的逻辑值为高时，第二生成装置302可以将上述第二逻辑控制信号确定为主泵跳泵信号，可以直接关闭主泵，防止出现事故。

上述核电站主泵保护系统，通过三个控制通道对轴封泄漏流量进行处理，然后通过三取二的原则，可以更准确地确定出主泵保护信号；进一步地，主泵保护信号包括输出泄漏量高报警信号和主泵跳泵信号，通过不同级别的保护信号可以降低主泵误跳风险，提高核电站主泵保护系统的可靠性。

图4为另一个实施例中测量装置10的结构框图，如图4所示，测量装置10包括至少三个变送器101。

其中，变送器101为一种传感器设备，可以通过检测核电站主泵轴封泄漏的压力差值，得到轴封泄漏流量，例如，变送器可以通过电流值的大小来表征轴封泄漏流量的大小，电流越大表示轴封泄漏流量越大。上述测量装置10可以通过至少三个变送器，输出至少三个轴封泄漏流量，使控制装置20可以根据上述轴封泄漏流量来判断核电站主泵的泄漏情况。

具体地，测量装置10可以根据上述各变送器的测量结果，来确定一个准确的轴封泄漏流量，发送给控制装置20；可选地，各变送器101可以分别与各控制通道301连接，将测量得到的轴封泄漏流量分别发送给各控制通道。

进一步地，测量装置10还包括节流装置102，节流装置102与各变送器连接。

其中，上述节流装置102可以是一种节流孔板，核电站主泵泄漏的主冷却剂经过节流孔板中的孔时，主冷却剂的压力会发生变化，使得变送器101可以根据上述压力变化大小得到轴封泄漏流量。一个节流装置102可以与多个变送器101连接。

上述核电站主泵保护系统，测量装置通过多个变送器测量核电站主泵的轴封泄漏流量，可以避免变送器受环境影响出现飘移或者变送器故障时，导致的轴封泄漏流量的测试结果不够准确，提高了核电站主泵保护系统输出的主泵保护信号的准确度，避免异常的核电站主泵保护信号引起的核电站主泵保护误动或拒动，进一步提高系统可靠性。

图5为另一个实施例中控制通道201的结构框图，如图5所示，任意一个控制通道201包括：依次连接的转换板卡2011、阈值板卡2012和继电器2013。

其中，转换板卡2011用于将测量装置10输出的轴封泄漏流量的电流值转换为流量电压值，可以通过电压的大小来表征轴封泄漏流量的大小。阈值板卡2012用于将上述流量电压值与预设的阈值进行比较，输出开关信号，例如，通过模拟开关电路设置阈值，当输入的流量电压值大于上述预设阈值时，模拟开关电路导通到电源端，输出高电压，比如48V；当输入的流量电压值小于上述预设阈值时，模拟开关电路导通到地，输出0V。继电器2013用于将上述开关信号转换为逻辑控制信号。

其中，上述继电器可以是阈值继电器2014，例如，当开关信号为高电压48V时输出逻辑控制信号为1。进一步地，继电器还可以包括延时继电器2015，当开关信号为48V，且连续时长大于预设时长时，延时继电器2015输出逻辑控制信号为1。

上述核电站主泵保护系统，通过模拟信号处理方法对轴封泄漏流量进行处理，可以很容易地获得各个处理步骤的处理结果，提高系统的可维护性。

在一个实施例中，任意一个控制通道201包括：数字控制板。

具体地，上述控制通道201可以将轴封泄漏流量通过上述数字控制板转换为数字信号，然后对上述数字信号进行处理，输出逻辑控制信号，例如可以通过数字控制板直接设置流量比较阈值，或者预设延时时长等。

上述核电站主泵保护系统，控制装置20通过数字信号处理方式对轴封泄漏流量进行处理，可以很容易地通过计算机设备来设置阈值等比较参数，而不需要调整设备部件，提高了系统的可操作性；进一步地，数字控制板相比变送器等设备，不容易受到环境影响，提高了系统的可靠性。

图6为另一个实施例中核电站主泵保护系统的结构框图，如图6所示，上述系统还包括机柜40；测量装置10、控制通道201和信号生成装置30中的各设备设置于机柜40中，并分别与机柜中的不同负荷开关401连接。

具体地，机柜40包含多个负荷开关401，用于给系统中的各个设备供电。可以将同一核电站主泵的不同控制通道201设置在不同的机柜中，例如，控制通道201中的阈值板卡2011、转换板卡2012以及阈值继电器、延时继电器2014分别通过机柜40中不同的负荷开关401供电。

其中，延时继电器2015可以采用上升得电动作，在正常情况下延时继电器2015触电常开，若轴封泄漏流量高时，延时继电器2015励磁，触电闭合，可以防止负荷开关跳闸导致多个控制通道201的延时继电器2015同时失电，引起误告警，导致主泵关闭。阈值继电器2014可以采用上升失电动作，在正常情况下阈值继电器2014触电处于闭合状态，阈值继电器励磁，当变送器101测量得到的泄漏流量高时，阈值继电器2014失电，触点打开；可以避免负荷开关401供电异常，而导致报警不能触发。

上述核电站主泵保护系统，通过机柜中的不同负荷开关给系统中的各个设备供电，可以避免电源干扰而导致轴封泄漏流量测量以及判断异常，进一步提高了系统的可靠性。

图7为另一个实施例中核电站主泵保护系统的结构框图，本实施例为上述具体实施例的具体应用场景，为一种核电站主泵保护系统，包括节流装置102、三个变送器101、三个转换板卡2011、三个阈值板卡2012、三组继电器2013以及一个信号生成装置30，其中每组继电2013器包括一个阈值继电器2014和一个延时继电器2015。

上述核电站主泵保护系统包括一个共用的节流装置102，核电站主泵泄漏冷却剂在通过节流装置102的孔板时，会产生压力变化；由于轴封泄漏流量的大小与孔板前后的压力差值的开方成正比，满足其中Q为轴封泄漏流量，K为比例系数，ΔP为压力差值，因此，测量装置10中的三台变送器101可以分别从孔板的不同取压点处测量轴封泄漏流量的大小，变送器101所获得的轴封泄漏流量为电流值，例如可以是4～20mA。变送器101将获得的轴封泄漏流量送至转换板卡1011，通过转换板卡2011将电流值转换为流量电压值，例如将4～20mA转换为1～5V，电压越大代表轴封泄漏流量越大。转换板卡2011将上述流量电压值送入阈值板卡2012，将流量电压值转换为开关信号，例如，当流量电压值大于预设阈值时，阈值板卡2012输出的开关信号为高电压48V，当流量电压值大于预设阈值时，阈值板卡输出低电压0V。

每个阈值板卡2012可以根据上述流量电压值，输出两路开关信号，其中一路开关信号送至阈值继电器2014，另一路开关信号送至延时继电器2015。其中，阈值继电器2014根据上述开关信号，与高报警阈值进行对比，输出第一逻辑控制信号，在接收到的开关信号为高电压时，输出逻辑值1，认为此时可能出现核电站主泵的轴封泄漏流量高的情况；在接收到低电压时，输出逻辑值0，认为此时核电站主泵的轴封泄漏流量正常。延时继电器2015根据上述开关信号，与高高报警阈值进行对比，输出第二逻辑控制信号，接收到高电压，且持续时间大于预设时长时，例如25秒，输出逻辑值为1，认为此时可能出现轴封泄漏流量过高的情况，可能需要关闭核电站主泵；否则输出逻辑值为0。

信号生成装置30根据接收到的三个控制通道201输出的逻辑控制信号，通过对三组逻辑控制信号的逻辑值进行逻辑判断，输出主泵保护信号。信号生成装置通过第一生成装置对第一逻辑控制信号进行判断，输出泄漏量高报警信号；通过第二生成装置对第二逻辑控制信号进行判断，输出主泵跳泵信号。

上述核电站主泵保护系统其实施效果与上述系统实施例的效果类似，在此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种核电站主泵保护系统，其特征在于，所述系统包括：测量核电站主泵的轴封泄漏流量的测量装置，控制装置和信号生成装置；所述控制装置分别与所述测量装置和信号生成装置连接；

所述控制装置包括至少三个控制通道，各所述控制通道基于轴封泄漏流量输出逻辑控制信号；所述信号生成装置接收各所述控制通道输出的逻辑控制信号，输出主泵保护信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制装置包括三个控制通道；

所述信号生成装置为在至少两个所述逻辑控制信号的逻辑值相同时，将所述逻辑值确定为所述主泵保护信号的逻辑值的装置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信号生成装置包括第一生成装置和第二生成装置；

所述第一生成装置输出泄漏量高报警信号，所述主泵保护信号包括所述泄漏量高报警信号；

所述第二生成装置输出主泵跳泵信号，所述主泵保护信号包括所述主泵跳泵信号。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量装置包括至少三个变送器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，各所述变送器分别与各所述控制通道连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，任意一个所述控制通道包括：依次连接的转换板卡、阈值板卡和继电器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述继电器包括延时继电器。

8.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，任意一个所述控制通道包括数字控制板。

9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述测量装置还包括节流装置，所述节流装置与各所述变送器连接。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括机柜；所述测量装置、所述控制通道和所述信号生成装置中的各设备设置于所述机柜中，并分别与所述机柜中的不同负荷开关连接。