本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

核反應(yīng)堆的開、停和核功率的調(diào)節(jié)都由控制棒控制，控制棒內(nèi)的材料能強烈吸收中子，可以控制反應(yīng)堆內(nèi)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的進行?？刂瓢粢步M裝成組件的形式，反應(yīng)堆不運行時，控制棒插在堆芯內(nèi)，開堆時將控制棒提起，運行中根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制棒的高度。一旦發(fā)生事故，全部控制棒會自動快速下落，使反應(yīng)堆內(nèi)的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)停止。由此可見，控制棒的安全穩(wěn)定與可靠顯得尤為重要。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中僅僅有一個控制棒，當(dāng)發(fā)生緊急情況時就必須停堆，導(dǎo)致生產(chǎn)停止，影響生產(chǎn)效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，能夠降低生產(chǎn)停止的概率，提高生產(chǎn)效率，增強系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與可靠性。

本發(fā)明提供的一種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)包括：

均與控制棒連接的主驅(qū)動模塊和備份驅(qū)動模塊；

所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊之間利用通信通道連接并進行雙向通信以得知對方的狀態(tài)；

所述通信通道用于當(dāng)所述主驅(qū)動模塊發(fā)生故障時向所述備份驅(qū)動模塊發(fā)送故障信息，同時所述主驅(qū)動模塊關(guān)閉驅(qū)動功能且所述備份驅(qū)動模塊開始對所述控制棒進行驅(qū)動。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊之間還利用直連通道連接并進行雙向通信。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊中均包括模式升級單元，用于當(dāng)所述通信通道和所述直連通道均發(fā)生異常時，同時升級所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊至主驅(qū)動模式。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述主驅(qū)動模塊中設(shè)置強制主從標(biāo)識位，用于當(dāng)所述通信通道或所述直連通道發(fā)生的異常恢復(fù)至正常時，將所述主驅(qū)動模塊設(shè)置為主驅(qū)動模式。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述主驅(qū)動模塊設(shè)置有第一故障反饋單元，用于當(dāng)所述主驅(qū)動模塊停止工作時反饋給工作人員予以更換。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述備份驅(qū)動模塊設(shè)置有第二故障反饋單元，用于當(dāng)所述備份驅(qū)動模塊停止工作時反饋給工作人員予以更換。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述第一故障反饋單元和所述第二故障反饋單元還用于當(dāng)所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊同時停止工作時關(guān)閉所有電源進行停堆處理。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述通信通道為CAN總線通道、RS232通道、RS422通道或RS485通道。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述直連通道為雙IO直連通道。

優(yōu)選的，在上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中，所述主驅(qū)動模塊與所述備份驅(qū)動模塊之間還通過兩個連接器進行物理連接，利用所述連接器的不同引腳短接方式為所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊配置不同的ID號。

通過上述描述可知，本發(fā)明提供的上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，由于包括均與控制棒連接的主驅(qū)動模塊和備份驅(qū)動模塊；所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊之間利用通信通道連接并進行雙向通信以得知對方的狀態(tài)；所述通信通道用于當(dāng)所述主驅(qū)動模塊發(fā)生故障時向所述備份驅(qū)動模塊發(fā)送故障信息，同時所述主驅(qū)動模塊關(guān)閉驅(qū)動功能且所述備份驅(qū)動模塊開始對所述控制棒進行驅(qū)動，因此能夠降低生產(chǎn)停止的概率，提高生產(chǎn)效率，增強系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的第一種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本申請實施例提供的第二種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心思想在于提供一種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，能夠降低生產(chǎn)停止的概率，提高生產(chǎn)效率，增強系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與可靠性。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本申請實施例提供的第一種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)如圖1所示，圖1為本申請實施例提供的第一種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括：

均與控制棒連接的主驅(qū)動模塊1和備份驅(qū)動模塊2；

所述主驅(qū)動模塊1和所述備份驅(qū)動模塊2之間利用通信通道3連接并進行雙向通信以得知對方的狀態(tài)，可見該通信通道包括兩個獨立的雙向通道，具有冗余備份的功能；

所述通信通道3用于當(dāng)所述主驅(qū)動模塊1發(fā)生故障時向所述備份驅(qū)動模塊2發(fā)送故障信息，同時所述主驅(qū)動模塊1關(guān)閉驅(qū)動功能且所述備份驅(qū)動模塊2開始對所述控制棒進行驅(qū)動。

本方案通過通信方式完成主驅(qū)動模塊與備份驅(qū)動模塊的工作狀態(tài)的交互，感知相互的“心跳”，當(dāng)主驅(qū)動模塊出現(xiàn)故障時，可以快速通知備份驅(qū)動模塊，實現(xiàn)熱備份無間斷工作。具體的，兩個驅(qū)動模塊通過通信通道交互信息，正常模式下，主驅(qū)動模塊向備份驅(qū)動模塊固定周期發(fā)送數(shù)據(jù)(故障狀態(tài)+主從狀態(tài)等)，備份驅(qū)動模塊收到數(shù)據(jù)后向主驅(qū)動模塊回饋數(shù)據(jù)。當(dāng)主驅(qū)動模塊機出現(xiàn)故障時向備份驅(qū)動模塊發(fā)送故障狀態(tài)，同時關(guān)閉驅(qū)動功能，備份驅(qū)動模塊收到信息之后立即把自己設(shè)置為主機狀態(tài)投入工作，保證系統(tǒng)出現(xiàn)故障時仍能不間斷工作。

當(dāng)兩個驅(qū)動模塊均無故障時，兩個模塊均處于主驅(qū)動模式拖動電機，由于驅(qū)動箱中兩個驅(qū)動模塊同時接收上位機數(shù)據(jù)，并且控制運算保持同步，所以雙機的時間變量及累積運算值均相等，因此2個驅(qū)動模塊同時拖動電機不會出現(xiàn)力矩對抗的情況。此時RDY1和RDY2都呈現(xiàn)正常狀態(tài)，驅(qū)動模塊的STOP1和STOP2作為冗余的輸出通道，上位機可以通過2個STOP信號知曉驅(qū)動模塊通信故障，通知工作人員到現(xiàn)場檢修通信故障。

通過上述描述可知，本申請實施例提供的上述核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，由于包括均與控制棒連接的主驅(qū)動模塊和備份驅(qū)動模塊；所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊之間利用通信通道連接并進行雙向通信以得知對方的狀態(tài)；所述通信通道用于當(dāng)所述主驅(qū)動模塊發(fā)生故障時向所述備份驅(qū)動模塊發(fā)送故障信息，同時所述主驅(qū)動模塊關(guān)閉驅(qū)動功能且所述備份驅(qū)動模塊開始對所述控制棒進行驅(qū)動，因此能夠降低生產(chǎn)停止的概率，提高生產(chǎn)效率，增強系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與可靠性。

本申請實施例提供的第二種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第一種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

參考圖2，圖2為本申請實施例提供的第二種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的示意圖，所述主驅(qū)動模塊1和所述備份驅(qū)動模塊2之間還利用直連通道4連接并進行雙向通信，可見，該直連通道4也是包括兩個相互獨立的雙向通道，更好的保證安全性。

在這種情況下，采用雙通信通道+雙直連通道冗余設(shè)計，能夠更好的保證信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

本申請實施例提供的第三種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第二種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊中均包括模式升級單元，用于當(dāng)所述通信通道和所述直連通道均發(fā)生異常時，同時升級所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊至主驅(qū)動模式。

當(dāng)兩個通道均異常時，所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊都升級為主驅(qū)動模式，保證系統(tǒng)正常工作，同時主驅(qū)動模塊和備份驅(qū)動模塊仍然進行固定周期通信探測，保證通信故障恢復(fù)后可以快速建立連接。

本申請實施例提供的第四種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第三種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述主驅(qū)動模塊中設(shè)置強制主從標(biāo)識位，用于當(dāng)所述通信通道或所述直連通道發(fā)生的異?；謴?fù)至正常時，將所述主驅(qū)動模塊設(shè)置為主驅(qū)動模式。

在這種情形下，兩個驅(qū)動模塊都處于主機模式，此時存在兩個驅(qū)動模塊的競爭問題，其解決方法是：在通信正常時，為驅(qū)動模塊的主從關(guān)系設(shè)置強制主從標(biāo)識位，在通信異常時，該標(biāo)識位不發(fā)生變化，當(dāng)通信恢復(fù)后通過該標(biāo)識位確認主從關(guān)系。

本申請實施例提供的第五種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第四種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述主驅(qū)動模塊設(shè)置有第一故障反饋單元，用于當(dāng)所述主驅(qū)動模塊停止工作時反饋給工作人員予以更換。

具體的，該第一故障反饋單元可以利用RDY1反饋故障，使工作人員了解并進行處理。

本申請實施例提供的第六種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第五種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述備份驅(qū)動模塊設(shè)置有第二故障反饋單元，用于當(dāng)所述備份驅(qū)動模塊停止工作時反饋給工作人員予以更換。

具體的，該第二故障反饋單元可以利用RDY2反饋故障，使工作人員了解并進行處理。

本申請實施例提供的第七種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第六種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述第一故障反饋單元和所述第二故障反饋單元還用于當(dāng)所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊同時停止工作時關(guān)閉所有電源進行停堆處理。

具體的，當(dāng)兩個驅(qū)動模塊均停止工作，RDY1和RDY2反饋兩個驅(qū)動模塊的故障信息，此時需要關(guān)閉所有電源停堆處理。

本申請實施例提供的第八種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第一種至第七種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中任一種的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述通信通道為CAN總線通道、RS232通道、RS422通道或RS485通道。其中，通常采用CAN總線方式，其通信速率最高可以達到1Mbps，完全可以滿足本驅(qū)動模塊的需要，此外，CAN總線具有較強的抗干擾能力，能夠在強干擾和惡劣的工作環(huán)境中可靠運行，在自動控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

本申請實施例提供的第九種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第二種至第七種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中任一種的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述直連通道為雙IO直連通道。

本申請實施例提供的第十種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)，是在上述第一種至第七種核反應(yīng)堆控制棒的冗余熱備份系統(tǒng)中任一種的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述主驅(qū)動模塊與所述備份驅(qū)動模塊之間還通過兩個連接器進行物理連接，利用所述連接器的不同引腳短接方式為所述主驅(qū)動模塊和所述備份驅(qū)動模塊配置不同的ID號。

CAN通信中的節(jié)點需要具有唯一ID號，在本系統(tǒng)中具有2個驅(qū)動模塊，2個驅(qū)動模塊通過兩個連接器實現(xiàn)物理連接，本設(shè)計中選擇的連接器的空余引腳較多，通過2個連接器中選擇不同的引腳進行短接處理，就可以配置出不同的ID號，保證了ID號的唯一性，驅(qū)動模塊更換過程中，無需手動設(shè)置ID號。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。