[发明专利]一种控制棒驱动机构状态监测和健康管理方法及系统

权利要求书

1.一种核反应堆控制棒驱动机构监测管理系统，其特征在于，所述系统包括传感器(1、2)、数据采集模块(3)、数据存储模块(4)、本地上位计算机(5)和服务器计算机(6)；

所述传感器(1)设置在所述控制棒驱动机构外表面，获取所述控制棒驱动机构的加速度信号和温度信号；

所述传感器(2)设置在所述控制棒驱动机构的棒控机柜中，可获得与工作线圈电流大小成正比的电压信号；

所述数据采集模块(3)将所述传感器(1、2)获得的信号进行同步采集、存储；

所述本地上位计算机(4)收集所述数据采集模块(3)采集的信号，所述本地上位计算机(4)与嵌入式控制器通讯，完成数据的预处理和特征值提取，并且将数据以离线文件和本地数据库两种方式进行存储和管理；

所述服务器计算机(5)与所述本地上位计算机(4)通讯，调取规范化的信号数据条目，完成特征值趋势统计、剩余寿命计算。

2.如权利要求1所述的一种核反应堆控制棒驱动机构监测管理系统，其特征在于，所述传感器(1)为加速度信号传感器和温度传感器。

3.如权利要求1所述的一种核反应堆控制棒驱动机构监测管理系统，其特征在于，所述传感器(1)可与棒位探测器集成安装，利用所述棒位探测器电缆通道接入数据采集。

4.一种核反应堆控制棒驱动机构监测管理方法，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一种核反应堆控制棒驱动机构监测管理系统，其方法如下：

控制棒驱动线落棒过程中通过所述传感器(2)采集控制棒驱动机构保持线圈的电流信号；将电流曲线滤波、转化为方波后抓取第一个阶跃点，得到工作线圈断电时间点；

通过所述传感器(1)采集机械振动加速度信号；将振动信号包络处理后，采用寻峰函数抓取第一个峰值的起始时刻，得到控制棒驱动机构释放驱动杆部件的时间点；监测和统计释放时间点与断电时间点之间的距离，作为控制棒驱动机构释放动作延迟时间特征值；

通过所述传感器(2)采集棒位探测器感生电压信号；首次进行落棒试验时，需执行一次初始化落棒试验，将试验所得电压曲线信号大于零的部分进行积分处理得到面积s，计算落棒感生电压与落棒速度之间的比例系数k：

k＝n*d/s

其中n为初始化落棒的棒位、d为控制棒驱动机构步间距、s为初始化落棒曲线积分面积；

经过算法处理后按标准单位输出的全高度落棒曲线：首先将全高度落棒原始信号数组与系数k相乘，转化为标准单位落棒曲线；对所述标准单位落棒曲线进行时间过程积分，当积分值等于落棒至缓冲口距离时候输出缓冲入口落棒时间，当积分值等于控制棒驱动机构全行程距离时输出落棒触底时间；所述落棒触底时间对应的速度值为落棒触底撞击速度值；监测和统计所述缓冲入口落棒时间、所述落棒触底时间、所述落棒触底速度为特征值；

将所述标准单位落棒曲线进行差分处理后得到的落棒过程加速度曲线；监测所述加速度曲线上最大值，作为落棒过程最大冲击加速度值。