專利名稱:一種數(shù)字差壓式的棒位測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于反應(yīng)堆的棒位測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種反應(yīng)堆的棒位測(cè)量裝置，尤其涉及一種基于數(shù)字差壓式的棒位測(cè)量裝置
背景技術(shù)：
控制棒是保證反應(yīng)堆安全運(yùn)行的重要組成部分。正常工況下，通過(guò)調(diào)節(jié)控制棒棒位，可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆的正常啟動(dòng)、停閉，以及維持反應(yīng)堆在某一給定功率水平運(yùn)行和進(jìn)行功率調(diào)節(jié)；在事故工況下，通過(guò)快速將控制棒插入反應(yīng)堆堆芯，實(shí)現(xiàn)緊急停堆。棒位測(cè)量裝置是該組成部分中的最重要的裝置之一，其可靠性和安全性直接關(guān)系到整個(gè)反應(yīng)堆的正常運(yùn)行與安全。
目前已有的反應(yīng)堆控制棒棒位測(cè)量裝置主要包括角度式、超聲式、電渦流式和感應(yīng)式等幾種。
角度式的控制棒棒位測(cè)量系統(tǒng)是將控制棒在堆芯中的移動(dòng)距離轉(zhuǎn)換為角度信號(hào)， 然后利用自整角機(jī)對(duì)此角度信號(hào)給以測(cè)量。這種測(cè)量方法存在的問(wèn)題是1、系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢；2、系統(tǒng)加工精度要求高，互換性差；3、系統(tǒng)校驗(yàn)和標(biāo)定困難。
超聲式控制棒棒位測(cè)量系統(tǒng)是在控制棒孔道內(nèi)底部安裝超聲波發(fā)生器和傳感器， 使用超聲波傳感器接收超聲波發(fā)生器發(fā)出的超聲波信號(hào)在控制棒底部產(chǎn)生的反射信號(hào)，通過(guò)計(jì)算反射信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的時(shí)差得到控制棒位置。如中國(guó)專利90100692.0- “反應(yīng)堆控制棒超聲波棒位測(cè)量系統(tǒng)”即屬于這種類型的棒位測(cè)量裝置。這種測(cè)量方法存在的問(wèn)題是 1、在沸水型反應(yīng)堆以及堆內(nèi)產(chǎn)生氣泡的反應(yīng)堆事故狀態(tài)下不能工作；2、使用這種方法測(cè)得的控制棒位置是與壓力殼的相對(duì)位置，對(duì)系統(tǒng)安裝要求高。
電渦流式的控制棒棒位測(cè)量系統(tǒng)是在控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)軸上安裝一支精密絲杠并用其帶動(dòng)一個(gè)位置測(cè)量板移動(dòng)，由電渦流傳感器測(cè)出位置測(cè)量板與固定的位置參考板之間的距離而得到控制棒的位置信息。這種測(cè)量方法存在的問(wèn)題是1、屬于間接測(cè)量方法，不能直接測(cè)量控制棒所在位置；2、測(cè)量裝置體積較大。
感應(yīng)式的控制棒測(cè)量系統(tǒng)是將由導(dǎo)磁材料，或者導(dǎo)磁與非導(dǎo)磁材料間隔排列組成的測(cè)量芯棒連接在控制棒一端并與控制棒同步運(yùn)動(dòng)；測(cè)量芯棒在一根空心孔道內(nèi)部運(yùn)動(dòng)， 測(cè)量線圈套裝在空心孔道外部，當(dāng)測(cè)量芯棒在線圈內(nèi)部運(yùn)動(dòng)時(shí)，改變電感線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度而使測(cè)量線圈輸出信號(hào)幅度發(fā)生變化的測(cè)量方式，如中國(guó)專利95116462. 9-“地址碼反應(yīng)堆控制棒棒位測(cè)量系統(tǒng)”。這種方法存在的問(wèn)題是線圈體積較大，制作要求高，整體測(cè)量裝置引線較多。由于采用了大量線圈結(jié)構(gòu)的傳感器，使得需要在反應(yīng)堆壓力殼頂部占用大量空間，并布置棒位測(cè)量裝置的大量引線，不但增大了反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)布置的難度，也增加了線圈失效概率，不利于反應(yīng)堆的安全性設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種解決上述棒位測(cè)量裝置存在問(wèn)題，特別是解決常見(jiàn)的感應(yīng)式棒位測(cè)量裝置存在問(wèn)題的新型棒位測(cè)量裝置。
本發(fā)明的特征在于含有一根差壓參比管、一根測(cè)量芯棒、η個(gè)引壓管、η-1個(gè)差壓變送器以及信息處理單元，其中
所述差壓參比管，下端開(kāi)口，是一個(gè)冷卻劑的流入口，上端側(cè)水平方向有一個(gè)出口引流管，是冷卻劑的流出口，該差壓參比管中的所述冷卻劑來(lái)自反應(yīng)堆中的冷卻系統(tǒng)，流入口的壓力高于流出口的壓力；
所述η個(gè)引壓管，等間隔地安裝在所述冷卻劑的流入口與流出口之間的位置上， 一端開(kāi)口在所述差壓參比管的另一側(cè)壁上，每?jī)蓚€(gè)相鄰的引壓管之間并聯(lián)著一個(gè)所述的差壓變送器，總計(jì)為η-1個(gè)差壓變送器；
所述測(cè)量芯棒，下端與控制棒驅(qū)動(dòng)軸上端直接連接且在所述差壓參比管內(nèi)部孔道中做測(cè)量運(yùn)動(dòng)，不與所述控制棒驅(qū)動(dòng)軸連接一側(cè)的上端面，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)范圍在距離所述出口引流管最近的一個(gè)引壓管在所述差壓參比管壁面上開(kāi)口的中心線位置與從所述冷卻劑入口端開(kāi)始計(jì)算的第二個(gè)引壓管在所述差壓參比管壁面上開(kāi)口的中心線位置之間；
所述信息處理單元，設(shè)有η-1個(gè)輸入端，其中每一個(gè)都從所述差壓變送器引入一個(gè)差壓測(cè)量結(jié)果信號(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)變換后，得到一條所述差壓沿著所述流入口方向隨著所述引壓管在所述差壓參比管軸線位置變化的數(shù)字差壓變化曲線，所述測(cè)量芯棒不與所述控制棒驅(qū)動(dòng)軸連接一側(cè)的上端面進(jìn)入其所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)范圍之后，當(dāng)某相鄰兩個(gè)引壓管之間的差壓突然升高，則所述測(cè)量芯棒不與所述控制棒驅(qū)動(dòng)軸相連一側(cè)的上端面位置就在差壓突然升高的那兩個(gè)引壓管在所述差壓參比管壁面上開(kāi)口的中心線之間。
所述差壓參比管下端開(kāi)口與一根控制棒導(dǎo)向管上端開(kāi)口共軸相連，所述控制棒導(dǎo)向管下端直接豎直安裝在壓水反應(yīng)堆壓力殼頂蓋上。
本發(fā)明的效果在于，所述一種數(shù)字差壓式的棒位測(cè)量裝置采用基于數(shù)字式測(cè)量差壓變化的原理工作，與原有各種棒位測(cè)量技術(shù)相比，特別是感應(yīng)式棒位測(cè)量技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果由于本發(fā)明的棒位測(cè)量裝置中采用了數(shù)字式測(cè)量差壓變化的結(jié)構(gòu)和方法實(shí)現(xiàn)棒位測(cè)量，所使用的測(cè)量變送器屬于常規(guī)工業(yè)變送器，性能可靠，技術(shù)成熟， 經(jīng)濟(jì)性好，較制造難度大，工藝復(fù)雜，引線繁多的感應(yīng)式測(cè)量線圈組來(lái)說(shuō)，制造更容易，工作中的可靠性大為提高，由于沒(méi)有感應(yīng)式棒位測(cè)量裝置的線圈式結(jié)構(gòu)，安裝體積大為減小，從根本上避免了棒位測(cè)量裝置與其他系統(tǒng)之間潛在的電磁耦合問(wèn)題，進(jìn)一步提高了棒位測(cè)量裝置的安全性和可靠性。


圖1是一種數(shù)字差壓式的棒位測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2是一種數(shù)字差壓式的棒位測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖3是圖2所示實(shí)施例中測(cè)量輸出結(jié)果信號(hào)的壓力變化曲線示意圖。
圖4是圖2所示實(shí)施例中測(cè)量輸出結(jié)果信號(hào)的數(shù)字差壓變化曲線示意圖。
對(duì)附圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下
圖1中標(biāo)號(hào)說(shuō)明
_圖中標(biāo)號(hào)丨標(biāo)號(hào)說(shuō)明 I圖中標(biāo)號(hào)丨標(biāo)號(hào)說(shuō)明 —
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字差壓式的棒位測(cè)量裝置，其特征在于，含有一根差壓參比管、一根測(cè)量芯棒、η個(gè)引壓管、n-1個(gè)差壓變送器以及信息處理單元，其中所述差壓參比管，下端開(kāi)口，是一個(gè)冷卻劑的流入口，上端側(cè)水平方向有一個(gè)出口引流管，是冷卻劑的流出口，該差壓參比管中的所述冷卻劑來(lái)自反應(yīng)堆中的冷卻系統(tǒng)，流入口的壓力高于流出口的壓力；所述η個(gè)引壓管，等間隔地安裝在所述冷卻劑的流入口與流出口之間的位置上，一端開(kāi)口在所述差壓參比管的另一側(cè)壁上，每?jī)蓚€(gè)相鄰的引壓管之間并聯(lián)著一個(gè)所述的差壓變送器，總計(jì)為n-1個(gè)差壓變送器；所述測(cè)量芯棒，下端與控制棒驅(qū)動(dòng)軸上端直接連接且在所述差壓參比管內(nèi)部孔道中做測(cè)量運(yùn)動(dòng)，不與所述控制棒驅(qū)動(dòng)軸連接一側(cè)的上端面，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)范圍在距離所述出口引流管最近的一個(gè)引壓管在所述差壓參比管壁面上開(kāi)口的中心線位置與從所述冷卻劑入口端開(kāi)始計(jì)算的第二個(gè)引壓管在所述差壓參比管壁面上開(kāi)口的中心線位置之間；所述信息處理單元，設(shè)有n-1個(gè)輸入端，其中每一個(gè)都從所述差壓變送器引入一個(gè)差壓測(cè)量結(jié)果信號(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)變換后，得到一條所述差壓沿著所述流入口方向隨著所述引壓管在所述差壓參比管軸線位置變化的數(shù)字差壓變化曲線，所述測(cè)量芯棒不與所述控制棒驅(qū)動(dòng)軸連接一側(cè)的上端面進(jìn)入其所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)范圍之后，當(dāng)某相鄰兩個(gè)引壓管之間的差壓突然升高，則所述測(cè)量芯棒不與所述控制棒驅(qū)動(dòng)軸相連一側(cè)的上端面位置就在差壓突然升高的那兩個(gè)引壓管在所述差壓參比管壁面上開(kāi)口的中心線之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種數(shù)字差壓式的棒位測(cè)量裝置，其特征在于，所述差壓參比管下端開(kāi)口與一根控制棒導(dǎo)向管上端開(kāi)口共軸相連，所述控制棒導(dǎo)向管下端直接豎直安裝在壓水反應(yīng)堆壓力頂蓋上。
專利摘要
一種數(shù)字差壓式的棒位測(cè)量裝置，屬于反應(yīng)堆的棒位測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域：
，其特征在于，含有差壓參比管、在控制棒驅(qū)動(dòng)軸控制下能在差壓參比管內(nèi)做往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)的測(cè)量芯棒，等間隔的布置且連通在該差壓參比管側(cè)壁上的n個(gè)用于測(cè)量差壓參比管內(nèi)冷卻劑流動(dòng)差壓的引壓管，n-1個(gè)差壓變送器及信息處理單元。兩個(gè)相鄰引壓管之間的差壓測(cè)量結(jié)果信號(hào)由差壓變送器輸出到信息處理單元，該差壓參比管下端開(kāi)口與控制棒導(dǎo)向管上端開(kāi)口共軸相連，該控制棒導(dǎo)向管下端直接連通到壓水反應(yīng)堆的壓力殼頂蓋，差壓測(cè)量結(jié)果信號(hào)經(jīng)信息處理單元處理后通過(guò)辨識(shí)差壓突然升高的兩個(gè)引壓管開(kāi)口位置就可以得到測(cè)量芯棒上端面位置表示的棒位。本發(fā)明具有制造容易、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G21C17/10GKCN101794629SQ201010124843
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年3月12日
發(fā)明者姜?jiǎng)僖? 張亞軍, 李勝?gòu)?qiáng), 王文然, 薄涵亮 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (1), 非專利引用 (4),