本實用新型涉及核電站棒控系統(tǒng)測試領(lǐng)域，具體涉及一種核電站棒控系統(tǒng)測試裝置。

背景技術(shù)：

核電站的啟動、停堆、功率調(diào)節(jié)、通量展平以及緊急事故停堆，均需通過控制棒來實現(xiàn)，對控制棒的控制則由棒控系統(tǒng)通過控制棒驅(qū)動機構(gòu)即CRDM來實現(xiàn)。無論對核電廠的安全考慮，還是從經(jīng)濟效益方面來考慮，控制棒、驅(qū)動機構(gòu)及棒控系統(tǒng)都是設(shè)計全局的關(guān)鍵性的重要設(shè)備，提高棒控系統(tǒng)的運行可靠性意義重大。

為了提高棒控系統(tǒng)的運行可靠性，核電站大修期間，需要對棒控系統(tǒng)(即RGL系統(tǒng))進行CRDM(控制棒驅(qū)動機構(gòu))噪聲錄波、棒位通道再鑒定以及其他必要的功能測試，但目前現(xiàn)有技術(shù)中沒有專用的試驗裝置對上述功能進行測試。導(dǎo)致測試工作過程繁瑣、測試后分析數(shù)據(jù)困難，對測試工作乃至整個核電站大修的順利進行造成影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種核電站棒控系統(tǒng)測試裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因沒有專用的試驗裝置所帶來的測試工作過程繁瑣、分析數(shù)據(jù)困難等問題，同時提高棒控系統(tǒng)的運行可靠性。

為了實現(xiàn)以上實用新型目的，本實用新型提出的一種核電站棒控系統(tǒng)測試裝置，包括電源機箱、KVM設(shè)備、工控機、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、接口機箱以及麥克風(fēng)設(shè)備；所述電源機箱別與工控機、KVM設(shè)備、接口機箱供電連接；所述KVM設(shè)備和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別與工控機電信號連接；所述接口機箱具有相互連接的隔離模塊和接口板；所述隔離模塊與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電信號連接；所述接口板與所述麥克風(fēng)設(shè)備電信號連接，所述麥克風(fēng)設(shè)備安裝于棒控系統(tǒng)的控制棒驅(qū)動機構(gòu)上以采集勾爪動作的噪聲信號；所述接口板還與棒控系統(tǒng)的電源柜電信號連接，以相應(yīng)接收電源柜發(fā)送至控制棒驅(qū)動機構(gòu)的靜止線圈、移動線圈以及提升線圈的電流時序信號。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，還包括打印機；所述打印機設(shè)備與所述工控機電信號連接。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，所述接口機箱內(nèi)置一臺24V開關(guān)電源，為隔離模塊供電。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，所述接口板還分別與棒控系統(tǒng)的棒位監(jiān)視單元柜、控制邏輯柜以及棒位測量柜電信號連接，以分別接收棒位掃描信號、棒位指令信號以及棒位測量信號。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，還包括接線盒，連接在所述隔離模塊與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括用于采集電壓信號的模擬采集板卡和用于采集數(shù)字信號的數(shù)字采集板卡；所述隔離模塊包括模擬信號隔離模塊和數(shù)字信號隔離模塊；所述模擬采集板卡與模擬信號隔離模塊電信號連接，所述數(shù)字采集板卡與數(shù)字信號隔離模塊電信號連接；所述模擬信號隔離模塊用于隔離所述噪聲信號和電流時序信號；所述數(shù)字信號隔離模塊用于隔離所述棒位掃描信號、棒位指令信號以及棒位測量信號。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，還包括連接機箱；所述連接機箱包括第一連接器、第二連接器、第三連接器、第四連接器和第五連接器；第一連接器與所述麥克風(fēng)設(shè)備電信號連接；第二連接器用于與所述棒位監(jiān)視單元柜電信號連接；第三連接器用于與所述控制邏輯柜電信號連接；第四連接器用于與所述棒位測量柜電信號連接；第五連接器用于與所述電源柜電信號連接；

所述接口機箱的接口板包括：輸入端第一接口、輸入端第二接口、輸入端第三接口和輸入端第四接口以及對應(yīng)的輸出端第一接口、輸出端第二接口、輸出端第三接口和輸出端第四接口；輸入端第一接口與所述第一連接器電信號連接；輸入端第二接口與所述第五連接器電信號電連接；輸入端第三接口與所述第四連接器電連接；輸入端第四接口與所述第二連接器及第三連接器電信號連接；

輸出端第一接口和輸出端第二接口通過所述接線盒與所述模擬采集板卡電信號連接；輸出端第三接口和輸出端第四接口通過所述接線盒與所述數(shù)字采集板卡電信號連接。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，所述數(shù)字信號隔離模塊為固態(tài)繼電器。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，連接機箱還分別與棒控系統(tǒng)的電源柜對應(yīng)機架上的分流卡、隔離放大卡以及選擇控制卡電信號連接。

本實用新型的進一步優(yōu)選方案中，所述電源機箱設(shè)置有啟動按鈕、停止按鈕以及急停按鈕。

本實用新型至少具備以下有益效果：

1、解決現(xiàn)有技術(shù)中因沒有專用的試驗裝置所帶來的測試工作過程繁瑣、分析數(shù)據(jù)困難等問題，使得棒控系統(tǒng)的測試工作乃至整個核電站大修得以順利進行。

2、操作方便，有效提高了棒控系統(tǒng)的運行可靠性。

附圖說明

圖1是實施例提出的核電站棒控系統(tǒng)測試裝置結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是實施例的測試實例一中控制棒驅(qū)動機構(gòu)噪聲錄波測試方法流程示意圖。

圖3是實施例的測試實例二中棒位通道再鑒定測試方法流程示意圖。

圖4是實施例的測試實例三中電流測試方法流程示意圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實施例對本實用新型進行進一步描述。

請參閱圖1，實施例提出的核電站棒控系統(tǒng)測試裝置，主體結(jié)構(gòu)包括電源機箱10、KVM設(shè)備20、工控機30、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40、接口機箱50、麥克風(fēng)設(shè)備60以及打印機70；所述電源機箱10別與工控機30、KVM設(shè)備20、接口機箱50供電連接；所述KVM設(shè)備20、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40以及打印機70分別與工控機30電信號連接；所述接口機箱50具有相互連接的隔離模塊51和接口板52；所述隔離模塊51與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40電信號連接，以滿足現(xiàn)場復(fù)雜的電氣環(huán)境要求，防止外部電流電壓沖擊對板卡造成損壞；接口機箱50內(nèi)置一臺24V開關(guān)電源，為隔離模塊51供電；所述接口板52與所述麥克風(fēng)設(shè)備60電信號連接，所述麥克風(fēng)設(shè)備60安裝于棒控系統(tǒng)(圖未示出)的控制棒驅(qū)動機構(gòu)上以采集勾爪動作的噪聲信號，經(jīng)隔離模塊51隔離后傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40；所述接口板52還與棒控系統(tǒng)的電源柜電信號連接，以相應(yīng)接收電源柜發(fā)送至控制棒驅(qū)動機構(gòu)的靜止線圈(SG)、移動線圈(MG)以及提升線圈(LC)的電流時序信號，經(jīng)隔離模塊51隔離后傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40；所述工控機30根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40傳輸來的噪聲信號及電流時序信號計算相應(yīng)的勾爪動作時間和動作電流，并與標(biāo)準(zhǔn)值作比較以判斷是否合格，判斷結(jié)果由所述KVM設(shè)備20輸出或由所述打印機70打印輸出。

因此，本實施例提出的核電站棒控系統(tǒng)測試裝置可應(yīng)用于棒控系統(tǒng)RGL的控制棒驅(qū)動機構(gòu)噪聲錄波測試中，以檢查控制棒驅(qū)動機構(gòu)的工作是否正常。進一步的方案中，本實施例還可應(yīng)用于棒控系統(tǒng)的棒位通道再鑒定測試中，以檢查棒束控制組件(RCCA)在低速狀態(tài)下插入和提升過程中，控制棒測量位置與控制棒指令位置是否一致。

所述進一步方案中，接口板52還分別與棒控系統(tǒng)的棒位監(jiān)視單元柜、控制邏輯柜以及棒位測量柜電信號連接，以分別接收棒位掃描信號、棒位指令信號以及棒位測量信號，經(jīng)隔離模塊51隔離后傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40；所述工控機30根據(jù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40傳輸來的棒位掃描信號、棒位指令信號以及棒位測量信號，判斷控制棒測量位置與控制棒指令位置是否在預(yù)設(shè)誤差內(nèi)，判斷結(jié)果由所述KVM設(shè)備20輸出或由所述打印機70打印輸出。

優(yōu)選方案中，還包括接線盒80，連接在所述隔離模塊51與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40之間。

本實施例中，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)40具體可包括用于采集電壓信號的模擬采集板卡和用于采集數(shù)字信號的數(shù)字采集板卡；所述隔離模塊51具體可包括模擬信號隔離模塊和數(shù)字信號隔離模塊；所述模擬采集板卡與模擬信號隔離模塊電信號連接，所述數(shù)字采集板卡與數(shù)字信號隔離模塊電信號連接；所述模擬信號隔離模塊用于隔離所述噪聲信號和電流時序信號；所述數(shù)字信號隔離模塊用于隔離所述棒位掃描信號、棒位指令信號以及棒位測量信號。

其中，模擬采集板卡可采用NI PCI-6255采集板卡；數(shù)字采集板卡可采用NI PCI-6511采集板卡。

優(yōu)選方案中，還可進一步包括連接機箱(圖未示出)；所述連接機箱包括第一連接器、第二連接器、第三連接器、第四連接器和第五連接器；第一連接器與所述麥克風(fēng)設(shè)備60電信號連接；第二連接器用于與所述棒位監(jiān)視單元柜電信號連接；第三連接器用于與所述控制邏輯柜電信號連接；第四連接器用于與所述棒位測量柜電信號連接；第五連接器用于與所述電源柜電信號連接。所述接口機箱50的接口板52包括：輸入端第一接口、輸入端第二接口、輸入端第三接口和輸入端第四接口以及對應(yīng)的輸出端第一接口、輸出端第二接口、輸出端第三接口和輸出端第四接口；輸入端第一接口與所述第一連接器電信號連接；輸入端第二接口與所述第五連接器電信號電連接；輸入端第三接口與所述第四連接器電連接；輸入端第四接口與所述第二連接器及第三連接器電信號連接。輸出端第一接口和輸出端第二接口通過所述接線盒與所述模擬采集板卡電信號連接；輸出端第三接口和輸出端第四接口通過所述接線盒與所述數(shù)字采集板卡電信號連接。

本實施例中，所述數(shù)字信號隔離模塊具體可以是固態(tài)繼電器。所述電源機箱10設(shè)置有啟動按鈕、停止按鈕以及急停按鈕。

實施例提出的核電站棒控系統(tǒng)測試裝置除了可應(yīng)用于棒控系統(tǒng)的控制棒驅(qū)動機構(gòu)噪聲錄波測試和棒控系統(tǒng)的棒位通道再鑒定測試中之外，將連接機箱分別與電源柜中被測機架上(用于輸出電壓信號至靜止線圈、移動線圈以及提升線圈的)的分流卡、隔離放大卡以及選擇控制卡電信號連接，還可應(yīng)用于棒控系統(tǒng)的機架電流測試中。以下分別介紹三個測試實例。

測試實例一

請參閱圖2，采用實施例提出的核電站棒控系統(tǒng)測試裝置可對核電站棒控系統(tǒng)進行測試，以對棒控系統(tǒng)中的控制棒驅(qū)動機構(gòu)進行噪聲錄波測試為例；該控制棒驅(qū)動機構(gòu)噪聲錄波測試方法包括以下步驟：

S100、以配置文件方式通過操作界面向用戶提供可測試棒組。

S200、根據(jù)用戶指令從可測試棒組中選擇相應(yīng)的被測試棒組，并接收用戶輸入的包括棒位初始步長、電站名稱、機組單元、用戶名、溫度以及壓力在內(nèi)的信息。

S300、基于電站名稱、機組單元、以及被測試棒組建立控制棒驅(qū)動機構(gòu)測試數(shù)據(jù)文件夾。

S400、采集包括勾爪動作的噪聲信號，以及靜止線圈、移動線圈、提升線圈的電流時序信號在內(nèi)的信號數(shù)據(jù)。

S500、根據(jù)噪聲信號及相應(yīng)的電流時序信號計算相應(yīng)的勾爪動作時間和動作電流，并與標(biāo)準(zhǔn)值作比較以判斷是否合格。

S600、在所述控制棒驅(qū)動機構(gòu)測試數(shù)據(jù)文件夾中建立對應(yīng)文件以存儲采集到的信號數(shù)據(jù)及判斷結(jié)果，并輸出顯示或打印輸出。

測試實例一的控制棒驅(qū)動機構(gòu)噪聲錄波測試方法目的是為了檢查控制棒驅(qū)動機構(gòu)(即CRDM)是否工作正常，需采集的信號包括勾爪動作的噪聲信號，以及靜止線圈、移動線圈、提升線圈的電流時序信號。其中，電流時序信號可通過采集隔離放大卡電壓輸出來表征電流信號，其與相應(yīng)隔離放大卡輸出的電壓一致，是倍數(shù)關(guān)系，因此可以采集隔離放大卡電壓輸出表征電流信號。每次測試一個棒組的運動數(shù)據(jù)。提棒時，棒位范圍為0～232步；插棒時，棒位范圍為232～0步?？刂瓢糇畲笏俾蕿?2步/分。

在測試時，KVM設(shè)備的操作界面上將顯示可測試棒組選擇按鈕，以及棒位初始步長、電站名稱、機組單元、用戶名、溫度以及壓力等信息的輸入框供用戶輸入。然后根據(jù)選擇的可測試棒組采集8路麥克風(fēng)信號(即噪聲信號)、8路靜止線圈(SG)電流時序信號、8路移動線圈(MG)電流時序信號以及8路提升線圈(LC)電流時序信號。根據(jù)預(yù)設(shè)，采樣頻率為1kHz，采集最大持續(xù)時間60分鐘，60分鐘后采集自動停止。

測試期間的數(shù)據(jù)，根據(jù)以電站_機組為名稱的文件夾進行管理。例如：D:\Result\CRDM\[電站名稱]_[機組單元]_[棒組]\。

一次試驗生成一個數(shù)據(jù)文件，文件命名格式為：CRDM_[棒組]_[控制棒]_[日期]_[時間].tdms。其中，日期格式為YYYYMMDD；時間格式為HHMMSS。例如：D:\Result\CDRM\SITExxx_1_SD\crdm_SD_G07_20141215_155436.tdms。

測試實例二

請參閱圖3，采用實施例提出的核電站棒控系統(tǒng)測試裝置還可實現(xiàn)對棒控系統(tǒng)中棒位通道再鑒定測試；該棒位通道再鑒定測試方法包括以下步驟：

L100、接收用戶設(shè)置的包括電站名稱、機組單元、被測棒組、用戶名、溫度以及壓力在內(nèi)的信息。

L200、基于電站名稱、機組單元、以及被測試棒組建立棒位通道再鑒定測試數(shù)據(jù)文件夾。

L300、采集棒位監(jiān)視單元柜的棒位掃描信號以識別當(dāng)前測量棒位信號對應(yīng)的棒子組；并采集控制邏輯柜的棒位指令信號以及棒位測量柜的棒位測量信號。

L400、根據(jù)棒位指令信號和棒位測量信號判斷控制棒測量位置與控制棒指令位置是否在預(yù)設(shè)誤差內(nèi)。

L500、在所述棒位通道再鑒定測試數(shù)據(jù)文件夾中建立對應(yīng)文件以存儲棒位指令信號數(shù)據(jù)、棒位測量信號數(shù)據(jù)及判斷結(jié)果，并輸出顯示或打印輸出。

測試實例二的棒位通道再鑒定測試方法目的是為檢查棒束控制組件(RCCA)在低速狀態(tài)下插入和提升過程中，控制棒測量位置與控制棒指令位置是否一致?？刂瓢魷y量位置與控制棒指令位置應(yīng)在一定誤差范圍內(nèi)，使控制棒位置可控。棒位控制指令每次傳輸?shù)揭粋€棒子組中的四根棒束。棒位監(jiān)視單元柜會按順序向棒位測量柜發(fā)送測量棒位的掃描信號，此信號持續(xù)30ms以上才會被棒位測量柜接收確認(rèn)，可在棒位監(jiān)視單元柜后端子排處取得，每組棒對應(yīng)不同的端子；棒位測量柜接收棒組掃描信號后，會將棒位信號傳送棒位監(jiān)視單元柜的兩個ETOR卡，每個棒組有4束棒，所有棒組的第1束棒構(gòu)成bus 1，第2束棒構(gòu)成bus 2，第3束棒構(gòu)成bus 3，第4束棒構(gòu)成bus 4，只有接收到棒位掃描信號并確認(rèn)的棒組才會把棒位信息傳送到相應(yīng)總線上，棒位信息以5位格雷碼的形式發(fā)送，這樣棒位監(jiān)視單元柜就會每次接收到一組棒的測量棒位并存儲。棒位信息也可以在棒位監(jiān)視單元柜端子排處取得。端子排的測孔均為直徑略大于4mm的圓孔。

在測試時，KVM設(shè)備的操作界面上將顯示電站名稱、機組單元、被測棒組、用戶名、溫度以及壓力等設(shè)置信息供用戶設(shè)置。基于設(shè)置的被測棒組測量棒子組的棒位掃描信號、棒位指令信號以及棒位測量信號。在測試中，按棒組依次進行，可同時記錄8個控制棒的數(shù)據(jù)：16路棒子組棒位掃描信號，用于識別當(dāng)前測量棒位信號對應(yīng)的棒子組；20路棒位測量信號，4(每子組棒數(shù))*5(每棒位由5位Gray碼表示)；12路棒位指令信號。每個采集線程僅能進行一個棒組測試，可以為提棒或者插棒測試。提棒和插棒過程的默認(rèn)棒速均為6步/分鐘，最大棒速均為10步/分鐘。根據(jù)預(yù)設(shè)，棒位指令信號和棒位測量信號的采樣頻率20Hz，采集最大持續(xù)時間120分鐘，120分鐘后采集自動停止。

測試期間的數(shù)據(jù)根據(jù)以電站_機組為名稱的文件夾進行管理。例如：D:\Result\Position\[電站名稱]_[機組單元]_[棒組]\。

一次試驗生成一個數(shù)據(jù)文件，文件命名格式為：Position_[棒組]_[日期]_[時間].tdms。其中，日期格式為YYYYMMDD；時間格式為HHMMSS。例如：D:\Result\Position\SITExxx_1_SD\Position_SD_20141215_155436.tdms。

測試實例三

請參閱圖4，采用實施例提出的核電站棒控系統(tǒng)測試裝置還可對棒控系統(tǒng)中機架電流進行測試；先將連接機箱分別與電源柜中被測機架上的分流卡、隔離放大卡以及選擇控制卡電信號連接后，執(zhí)行以下步驟：

M100、接收用戶設(shè)置的包括電站名稱、機組單元、被測機架、用戶名、溫度以及壓力在內(nèi)的信息。

M200、基于電站名稱、機組單元、以及被測機架建立電流測試數(shù)據(jù)文件夾。

M300、從棒控系統(tǒng)的電源柜被測機架中分別采集零電流、半電流、全電流三種狀態(tài)下的分流卡電壓信號、隔離放大卡電壓信號以及選擇控制卡電壓信號。

M400、判斷所述分流卡電壓信號、隔離放大卡電壓信號以及選擇控制卡電壓信號是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

M500、在所述電流測試數(shù)據(jù)文件夾中建立對應(yīng)文件以存儲分流卡電壓信號數(shù)據(jù)、隔離放大卡電壓信號數(shù)據(jù)以及選擇控制卡電壓信號數(shù)據(jù)及判斷結(jié)果，并輸出顯示或打印輸出。

測試實例三中需測試相應(yīng)機架分別為零電流、半電流、全電流時采集SHUNT卡(即分流卡)四路電壓信號、隔離放大卡四路電壓信號、選擇控制卡兩路電壓信號，并自動判斷。例如判斷隔離放大卡輸出的放大倍數(shù)是否正確，判斷選擇控制卡選擇的電壓信號是否正確?；陔妷荷系呐袛鄬嶋H上也實現(xiàn)了電流的判斷。

在測試時，KVM設(shè)備的操作界面上將顯示電站名稱、機組單元、被測機架、用戶名、溫度以及壓力等設(shè)置信息供用戶設(shè)置。然后根據(jù)設(shè)置從棒控系統(tǒng)的被測機架中分別采集零電流、半電流、全電流三種狀態(tài)下的分流卡電壓信號、隔離放大卡電壓信號以及選擇控制卡電壓信號。根據(jù)預(yù)設(shè)，信號采樣頻率1kHz，采集最大持續(xù)時間60分鐘，60分鐘后采集自動停止。

測試期間的數(shù)據(jù)，根據(jù)以電站_機組為名稱的文件夾進行管理。例如：D:\Result\Current\[電站名稱]_[機組單元]_[機架]\。

一次試驗生成一個數(shù)據(jù)文件，文件命名格式為：Current_[機架]_[日期]_[時間].tdms。其中，日期格式為YYYYMMDD；時間格式為HHMMSS。例如：D:\Result\Current\SITExxx_1_JJ\Current_JJ_20141215_155436.tdms。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。