[发明专利]一种反应堆控制棒驱动线试验数据采集和处理系统

说明书

技术领域

本发明属于核电站反应堆安全性能验证试验技术，具体涉及一种反应堆控 制棒驱动线试验数据采集和处理系统。

背景技术

压水堆控制棒驱动线由控制棒驱动机构、压力容器顶盖、堆内构件导向 筒、燃料组件以及驱动杆连带控制棒组成，是反应堆内构成控制组件上下运动 的通道的总成。控制棒落棒是快速控制反应堆的唯一手段，在紧急停堆时的作 用尤为重要。紧急落棒时，压水堆控制棒在重力作用下克服冷却剂浮力、流体 阻力和结构间摩擦力，在规定的时间内从最高位置插入堆芯，以保证安全停 堆。控制棒的落棒时间是核电厂安全分析的重要参数之一，也是驱动线设计考 核的重要指标。

为充分验证反应堆控制棒驱动线设计能否满足执行安全功能的要求，需要 模拟反应堆内纵向流、横向流复杂冷却剂流动状态，模拟顶盖、堆内构件、燃 料组件等设备发生变形和安装错对中等复杂不利状态进行驱动线落棒试验。

在进行驱动线落棒试验时，需要对控制棒及驱动杆的运动状态进行检测。 传统的方法是通过读取控制棒驱动机构棒位探测器记录的驱动杆切割磁场时产 生的感应电压反推估算驱动杆瞬态运行速度，另外记录控制棒驱动机构释放驱 动杆时的振动信号作为落棒起始点，从而计算驱动线落棒时间。使用该方法容 易受到干扰信号影响，读取数据的过程存在人因误差，得到的速度—时间曲线 误差较大。

此外，在进行落棒试验时，试验装置中流体回路的温度、压力等流动状态 参数也是影响试验准确度的因素，试验回路中是否存在气泡、气腔等问题也是 检测的难点。因此，如何扩展驱动线试验数据采集系统的功能、提供其准确性 和可靠性是一个难题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种反应堆控制棒驱动线试验数据采集 和处理系统。

反应堆控制棒驱动线试验数据采集和处理系统包括：

压力测量装置，位于试验水力回路及试验本体中，用于检测落棒起始及过 程中流体的压力参数；

温度测量装置，位于试验水力回路及试验本体中，用于检测落棒起始及过 程中流体的温度参数；

可视化窗口，位于试验本体中；

高速摄像仪，用于通过可视化窗口对试验本体中运动的驱动杆表面进行高 频摄影检测，通过图像采集系统记录影像文件，通过专用程序处理得到控制棒 的瞬态运动参数；

数据采集装置，通过信号网络与试验本体回路中的传感器连接，用于对试 验系统中的信号数据进行采集；

数据处理装置，由多台计算机组成，用于对所述数据采集卡采集到的信号 数据进行处理。

优选地，数据采集装置包括数据采集卡和回路控制DCS机柜，所述数据采 集卡和回路控制DCS机柜用于对试验系统中的温度、压力、流量信号数据进行 采集。

优选地，所述数据采集装置包括控制棒驱动机构控制机柜；所述控制棒驱 动机构控制机柜通过电缆与试验系统中的控制棒驱动机构连接，用于控制对控 制棒驱动机构，并采集工作线圈中的电流以及棒位线圈中的电压型号。

优选地，所述计算机包括回路系统控制计算机、数据采集计算机和摄像仪 控制计算机中的至少一种。

优选地，还包括记录装置；所述记录装置记录的数据包括落棒前后控制棒 驱动机构线圈电流信号、棒位探测器引出的落棒电压信号、试验回路中的温度、 压力、流量值以及落棒过程中驱动杆部件的运动影像。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的反应堆控制棒驱动线试验数据采集和处理系统，可靠性高， 具有测量范围全面、测量精度高、工作稳定性强、实时响应快、分析和处理能 力强等特点，为反应堆控制棒驱动线及相关系统的科研和过程试验提供了高质 量的测量手段。

2、本发明提供的反应堆控制棒驱动线试验数据采集和处理系统，采用多种 测量手段，同步检测驱动线试验装置中的流体流动过程、控制棒驱动机构线圈 中的电流和电压变化过程、以及控制棒及驱动杆的运动过程；实现多方位数据 采集和分析处理，可全方位同步获取反应堆驱动线在紧急落棒以及驱动机构运 行过程中的状态参数，具有测量准确度高、实时响应速度快的特点。

附图说明

图1为符合本发明优选实施例的反应堆控制棒驱动线试验数据采集和处理 系统的示意图。

具体实施方式