一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核電站反應(yīng)堆安全性能驗(yàn)證試驗(yàn)技術(shù)，具體涉及一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓水堆控制棒驅(qū)動(dòng)線由控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓力容器頂蓋、堆內(nèi)構(gòu)件導(dǎo)向筒、燃料組件以及驅(qū)動(dòng)桿連帶控制棒組成，是反應(yīng)堆內(nèi)構(gòu)成控制組件上下運(yùn)動(dòng)的通道的總成。控制棒落棒是快速控制反應(yīng)堆的唯一手段，在緊急停堆時(shí)的作用尤為重要。緊急落棒時(shí)，壓水堆控制棒在重力作用下克服冷卻劑浮力、流體阻力和結(jié)構(gòu)間摩擦力，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)從最高位置插入堆芯，以保證安全停堆。控制棒的落棒時(shí)間是核電廠安全分析的重要參數(shù)之一，也是驅(qū)動(dòng)線設(shè)計(jì)考核的重要指標(biāo)。
[0003]為充分驗(yàn)證反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線設(shè)計(jì)能否滿足執(zhí)行安全功能的要求，需要模擬反應(yīng)堆內(nèi)縱向流、橫向流復(fù)雜冷卻劑流動(dòng)狀態(tài)，模擬頂蓋、堆內(nèi)構(gòu)件、燃料組件等設(shè)備發(fā)生變形和安裝錯(cuò)對(duì)中等復(fù)雜不利狀態(tài)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)線落棒試驗(yàn)。
[0004]在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)線落棒試驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)控制棒及驅(qū)動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。傳統(tǒng)的方法是通過讀取控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)棒位探測(cè)器記錄的驅(qū)動(dòng)桿切割磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓反推估算驅(qū)動(dòng)桿瞬態(tài)運(yùn)行速度，另外記錄控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)釋放驅(qū)動(dòng)桿時(shí)的振動(dòng)信號(hào)作為落棒起始點(diǎn)，從而計(jì)算驅(qū)動(dòng)線落棒時(shí)間。使用該方法容易受到干擾信號(hào)影響，讀取數(shù)據(jù)的過程存在人因誤差，得到的速度一時(shí)間曲線誤差較大。
[0005]此外，在進(jìn)行落棒試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)裝置中流體回路的溫度、壓力等流動(dòng)狀態(tài)參數(shù)也是影響試驗(yàn)準(zhǔn)確度的因素，試驗(yàn)回路中是否存在氣泡、氣腔等問題也是檢測(cè)的難點(diǎn)。因此，如何擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能、提供其準(zhǔn)確性和可靠性是一個(gè)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。
[0007]反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)包括:
[0008]壓力測(cè)量裝置，位于試驗(yàn)水力回路及試驗(yàn)本體中，用于檢測(cè)落棒起始及過程中流體的壓力參數(shù)；
[0009]溫度測(cè)量裝置，位于試驗(yàn)水力回路及試驗(yàn)本體中，用于檢測(cè)落棒起始及過程中流體的溫度參數(shù)；
[0010]可視化窗口，位于試驗(yàn)本體中；
[0011 ]高速攝像儀，用于通過可視化窗口對(duì)試驗(yàn)本體中運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)桿表面進(jìn)行高頻攝影檢測(cè)，通過圖像采集系統(tǒng)記錄影像文件，通過專用程序處理得到控制棒的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)參數(shù)；
[0012]數(shù)據(jù)采集裝置，通過信號(hào)網(wǎng)絡(luò)與試驗(yàn)本體回路中的傳感器連接，用于對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)中的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；
[0013]數(shù)據(jù)處理裝置，由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0014]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集裝置包括數(shù)據(jù)采集卡和回路控制DCS機(jī)柜，所述數(shù)據(jù)采集卡和回路控制DCS機(jī)柜用于對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)中的溫度、壓力、流量信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
[0015]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制機(jī)柜;所述控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制機(jī)柜通過電纜與試驗(yàn)系統(tǒng)中的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，用于控制對(duì)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并采集工作線圈中的電流以及棒位線圈中的電壓型號(hào)。
[0016]優(yōu)選地，所述計(jì)算機(jī)包括回路系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)和攝像儀控制計(jì)算機(jī)中的至少一種。
[0017]優(yōu)選地，還包括記錄裝置;所述記錄裝置記錄的數(shù)據(jù)包括落棒前后控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)線圈電流信號(hào)、棒位探測(cè)器引出的落棒電壓信號(hào)、試驗(yàn)回路中的溫度、壓力、流量值以及落棒過程中驅(qū)動(dòng)桿部件的運(yùn)動(dòng)影像。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]1、本發(fā)明提供的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，可靠性高，具有測(cè)量范圍全面、測(cè)量精度高、工作穩(wěn)定性強(qiáng)、實(shí)時(shí)響應(yīng)快、分析和處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，為反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線及相關(guān)系統(tǒng)的科研和過程試驗(yàn)提供了高質(zhì)量的測(cè)量手段。
[0020]2、本發(fā)明提供的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，采用多種測(cè)量手段，同步檢測(cè)驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)裝置中的流體流動(dòng)過程、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)線圈中的電流和電壓變化過程、以及控制棒及驅(qū)動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)過程;實(shí)現(xiàn)多方位數(shù)據(jù)采集和分析處理，可全方位同步獲取反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)線在緊急落棒以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中的狀態(tài)參數(shù)，具有測(cè)量準(zhǔn)確度高、實(shí)時(shí)響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0021]圖1為符合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面以第三代非能動(dòng)核反應(yīng)堆AP1000控制棒驅(qū)動(dòng)線落棒試驗(yàn)為例并結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0023]在壓水堆內(nèi)部，根據(jù)堆芯反應(yīng)性控制策略并排布置有數(shù)十組控制棒驅(qū)動(dòng)線，為獲取反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)線在上述各不利條件下的落棒時(shí)間，一般取一組全尺寸反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線設(shè)備為試驗(yàn)對(duì)象，通過設(shè)計(jì)雙回路、錯(cuò)位機(jī)構(gòu)、變形機(jī)構(gòu)等系統(tǒng)和裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)線不利工作條件的模擬。
[0024]反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上通過利用高速攝影等技術(shù)裝備、重新開發(fā)處理方法、搭建數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，對(duì)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行電流及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)、棒位探測(cè)器電壓信號(hào)、驅(qū)動(dòng)桿及附帶控制棒組件位置參數(shù)，以及試驗(yàn)裝置中關(guān)鍵位置的流體流動(dòng)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量、科學(xué)處理和完整記錄。
[0025]如圖1所示，反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)線試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)包括:
[0026]壓力測(cè)量裝置，位于試驗(yàn)水力回路及試驗(yàn)本體中，用于檢測(cè)落棒起始及過程中流體的壓力參數(shù)；
[0027]溫度測(cè)量裝置，位于試驗(yàn)水力回路及試驗(yàn)本體中，用于檢測(cè)落棒起始及過程中流體的溫度參數(shù)；
[0028]可視化窗口，位于試驗(yàn)本體中；
[0029]高速攝像儀，