核电站反应堆棒控棒位系统数字化改造设计及其可靠性预测.pdf

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1、《电气自动化)2010年第32卷第2期可编程序控制器应用!垒鲤!!。堕核电站反应堆棒控棒位系统数字化改造设计及其可靠性预测DigitizationReformationandReliabilityPredictionofRodControlandRodPositionMeasureSystemofReactoronNuclearPowerPlant南华大学(湖南衡阳421001)刘冲周剑良(UniversityofSouthChinHengyangHun~tn421001，China)LinChongZhouJianliang摘要：利用数字化控制及冗余技术对我国300MW反应

2、堆棒控棒位控制系统进行数字化改造设计，实现反应堆功率的可靠控制，并运用可靠性理论对所设计的数字化反应堆冗余控制系统的可靠性与失效性进行了定量计算和预测分析。关键词：反应堆数字控制冗余设计可靠性预测Abstract：Digitalcontrolandredundanttechniqueareappliedtothedigitizationreformationdesignofrodcontrolandrodpositionmeasuresystemindomestic300MWreactortoachievereliablecontrolofthereactorpower．Th

3、ereliabilityandfailureratioofthedesignedreactorre-dundantdigitalcontrolsystemarequantitativecalculatedandpredictedbasedonreliabilitytheory．Keywords：reactordigitalcontrolredundantdesignreliabilityprediction【中图分类号】TP273(文献标识码]A[文章编号】1000—3886(2010)02—0054—041前言位。当实测棒位和给定棒位出现异常偏差情况，发出报警信号，提示操作

4、人员根据实际情况，进行失步校正操作，通过手动操作将出反应堆控制系统是核电厂仪表与控制系统的重要组成部分，现偏差的控制棒提升到正确位置。反应堆控制系统设计的好坏直接影响着核电厂的安全、可靠运设计要求改造后的棒控棒位(控制棒控制与位置监测)数字化行。随着数字技术、计算机技术和电子技术的迅速发展及其在各工业领域中的广泛使用，在新建的核电厂中采用数字化仪控系统控制系统保留包括自动／手动控制在内的原有系统全部功能和不改变现场操作界面习惯。自动控制时由反应堆功率调节单元向控取代传统的模拟仪控系统，已成为必然的发展趋势。秦山一期工程300MW单机组压水堆型核电站是我国自行设制棒控制系统发出

5、控制棒移动的方向信号和速率信号。手动操作计、建造和运行管理的第一座核电站。反应堆控制系统采用的是常时，由操作人员在主控制室手动操作方向开关，向棒控系统发出控制棒移动的方向信号，并且手动优先。手动棒速在系统运行前可规模拟仪控技术，其特点是模拟量系统采用以小规模集成电路运算放大器为基础的元件来控制，逻辑量仪表与控制系统采用继电器等调，在运行时固定不变。控制棒可以按组提升或下插，也可以进行硬逻辑电路来控制。经过将近20年的运行，控制系统的性能已趋落单束棒的提升或下插操作。后，难于适应数字化、信息化时代的发展要求，而且，随着仪控设备控制棒的提升或下插以及棒的移动速度由棒控系统控制，棒

6、的老化和淘汰、备件减少和故障率的升高，系统安全性、可靠性和经控系统的执行机构是控制棒驱动机构。每台驱动机构包括保持线·济性明显降低，因此，对其仪控系统进行数字化改造势在必行。圈、传递线圈和提升线圈等三组工作线圈，三个线圈按照给定的时序曲线轮流通电工作，实现对控制棒的升降控制。2反应堆棒控棒位系统改造设计要求3反应堆棒控棒位系统数字化硬件设计在核电厂中，对反应堆堆芯反应性或中子注量率的控制，通常3．1反应堆棒控棒位数字化系统的硬件配置是由改变溶解于反应堆冷却剂中的可溶性化学硼浓度和移动含有针对核电厂反应堆功率控制系统连续运行时间长、可靠性和安中子吸收体的控制棒在堆芯中的位置来共

7、同完成的。控制棒控制全性较高要求的特点，提出了一种CPU冗余、电源冗余和基于Con．系统用于提升、插人和保持控制棒束以实现对反应堆功率的动态trolNet现场总线网络冗余控制的PLC实现方案，对原有的反应堆模调节；棒位系统用于检测、监视每一束控制棒在堆芯中的位置。拟棒控棒位控制系统进行数字化改造设计，以进一步满足系统各项反应堆有37束控制棒，分成6个组，分别为A1、A2、T1、I"2、T3、性能要求，实现反应堆的可靠控制，提高系统数据处理与通信能力。T4。其中A1、A2为停堆棒组，T1、T2、1、3、r