[发明专利]压水堆核电站控制棒驱动机构在线监测及故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线监测方法，特别是一种压水堆核电站控制棒驱动机构的在线诊断及故障诊断方法。

背景技术

控制棒驱动机构(以下简称CRDM：Control Rod Drive Mechanism)是核反应堆压力容器内唯一的可动部件，其故障或性能退化可能导致卡棒、滑棒事故，严重影响机组可用性。秦山二期1、2号机组棒控设备针对驱动机构线圈电流大小和纹波设置了监视电路。电流故障诊断由硬件实现，没有与驱动机构动作指令时序结合起来，只能设置一个电流过大报警值和一个电流过小报警值，不能监视大电流是否小于定值，小电流、零电流是否大于定值，没有对过渡过程、动作点、电流波形振荡情况进行监视。这种监视功能只针对关键器件完全失效的极端情形，对最可能发生的器件性能退化或关键整定值漂移引起的波形振荡、电流大小故障没有监视，对驱动机构机械故障导致动作点故障或丧失动作点的情形没有监视，只能等这些故障不断累计，使控制棒实际位置与给定位置之间产生较大的偏差后，由棒位测量设备诊断出来。在棒位测量设备监测到以前，这些故障就很可能使驱动机构、驱动轴受到损坏，或者造成棒束掉落进而引起停堆事件，给核电机组安全经济运行造成较大的影响。

此外，《核动力工程》2002年9月第十二届全国反应堆结构力学会议论文专辑241-243页，清华大学核能技术设计研究院张继革等撰写的《控制棒新型电磁驱动机构原理实验监控系统》一文，介绍了清华大学核能技术设计研究院独自开发的一种全新的控制棒驱动机构方案——可动线圈电磁铁驱动机构原理样机性能实验中所使用的控制和数据采集设备，该原理样机实验监控系统采用光姗尺测量控制棒的实际位移，采用可编程控制器(简称PLC)进行实验台的控制，采用计算机进行实验数据的采集，计算机与PLC之间通过RS232串口进行通信。但其只是发出控制指令，测量位移验证驱动机构功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现了在线故障诊断、确保及时发现并精确定位故障的压水堆核电站控制棒驱动机构的在线诊断及故障诊断方法。

实现本发明目的的技术方案：一种压水堆核电站控制棒驱动机构的在线诊断及故障诊断方法，包括以下步骤：

(一)数据采集；

(二)数字滤波；

(1)设c点为待处理点，a、b为其前面连续二点，d、e、f为其后面连续三点，根据c与其前后几点的大小关系判断其是否异常；

如果min{|c-b|、|c-d|}＞2×max{|a-b|、|b-d|、|d-e|}，则称c偏离a、b、d、e，预测值分三种情况：比较|a-b|，|b-d|，后者小用(b+d)/2，如前者小波形上升时用b+(b-a)/2，下降时用b+(b-a)；

(2)置前两点预测值为前6点均值；

(3)从第三个数据开始，直到倒数第三个点，循环进行以下处理：

判断是否c≈0或为持续上升或为持续下降的中间点？是、则不作处理；否、则判断是否为以下情形之一：

是，则取b、d平均值为c预测值；

①降大降：下降过程中出现的高峰；

②降小降：下降过程中出现的低峰；

③升大升：上升时出现高峰；

④升小升：上升时出现低峰；

⑤降大升：下降转上升处出现高峰；

⑥升小降：上升转下降时出现低峰；

否，则判断是否c偏离a、b、d、f？是，则根据a、b、d、f预测c值；否，则判断是否c偏离a、b、e、f？

是，则根据a、b、e、f预测c值；否，则判断是否c偏离a、b、d、e？

是，则根据a、b、d、e预测c值；否，则判断是否c为异常上顶点？c为上顶点且c-b＞b-a则认为c是异常上顶点；

是，则c值改为b+(b-a)/2；否，则判断是否c为异常下顶点？c为下顶点且b-c＞a-b则认为c是异常下顶点；

是，则c值改为2b-a；否，则c值不变；

(4)置后两点为其前面4点的预测值；

(三)求取极值点、对波形进行折线化处理

搜索一维标量数组中的局部极大极小点，当前值大于前一值或约等于前一值且处于局部上升阶段，极小点未确认时确认极小点，更新特征点，短期趋势改为上升，极小点改为已经确认，极大点改为未确认；反之则当前值小于前一值或约等于前一值而处于局部下降阶段极大点未确认时确认极大点，更新特征点，短期趋势改为下降，极大点改为已经确认，极小点改为未确认；

(四)极值点合并及单峰消除处理