一种用于核电站的棒控和棒位系统及其故障诊断方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种用于核电站的棒控和棒位系统及其故障 诊断方法。
【背景技术】
[0002] 用于核电站的棒控和棒位系统作为核电站重要的专用仪控系统之一，在核电站启 动、功率转换以及停堆过程中，都需要通过用于核电站的棒控和棒位系统来控制控制棒驱 动机构，以控制控制棒与反应堆的反应。由此可见，用于核电站的棒控和棒位系统对核电站 的安全及其经济效益起着至关重要的作用。
[0003] 现有的用于核电站的棒控和棒位系统主要包括：
[0004] 用于控制反应堆反应的控制棒组件;棒控子系统，用于驱动控制棒组件;棒位子系 统，用于对控制棒组件的控制棒棒位信息进行测量并处理。
[0005] 其中，控制棒组件包括61个控制棒，每四个控制棒位一个子棒组，且没两个子棒组 构成一个棒组，棒组按功能分为三类：安全棒，SA、SB、SC、SD;温度调节棒，R;功率调节棒， N2、N1、G2、G1。且控制棒的移动速度的快慢决定着棒位和棒控系统控制的灵活性和准确度。
[0006] 棒控子系统主要组成部件有:逻辑柜，用于生成逻辑控制信号；控制棒驱动机构， 用于带动控制棒组件；电源柜，用于为控制棒驱动机构提供驱动电能，且现有采用的驱动电 能多为交流电。
[0007] 棒位子系统主要组成部件有:控制棒棒位检测线圈，用于检测控制棒的棒位并生 成棒位信号;棒位检测柜，用于对棒位信号进行信号预处理生成数字信号;棒位处理柜，对 数字信号进行处理生成棒位信息。
[0008] 参见图1和表1 (表1是图1中的对应控制棒的功能和数量），为现有控制棒组在堆芯 的布置示意图和子组棒数量分布表。可以看出，共计61根控制棒，对应61个控制棒棒位检测 线圈，61个棒位检测线圈的检测信号在3个棒位检测柜中对检测信号进行处理输出棒位检 测的数字信号至棒位检测子系统中的棒位处理柜中进行处理，然后进行通信以显示棒位 信息。
表1
[0009]其中，61个控制棒的每个子组的四根控制棒平均分布在四个象限中，每个象限的 控制棒对应的棒位检测线圈的检测信号在一个棒位检测柜中进行处理。
[0010]通过上述用于核电站的棒控和棒位系统实现了核电站的正常功率调节或停堆功 能，但在现有应用上述技术方案的项目中，无在线故障检测功能，如果发生落棒或是卡棒 的，无法追溯问题产生的原因，且目前的解决为通过周期性的实验来进行问题的追溯以查 明故障原因，由于核电的特殊性，一般情况下的实验周期较长，不利于及时查出故障缘由， 进而影响核电站的正常运作及其运转效率。
【发明内容】
[0011] 本发明针对现有的用于核电站的棒控和棒位系统发生故障不能及时发现带来隐 患的问题，提供了一种用于核电站的棒控和棒位系统及其故障诊断方法。
[0012] 本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：
[0013] -方面，本发明提供了一种用于核电站的棒控和棒位系统，包括控制棒组件，用于 控制核反应堆的反应；
[0014] 棒控子系统，包括用于驱动所述控制棒组件的控制棒驱动机构；
[0015] 棒位子系统，用于对所述控制棒组件的控制棒进行测量生成棒位信息；
[0016] 所述系统还包括：
[0017] 检测子系统，分别与所述棒控子系统、所述棒位子系统连接，用于对所述控制棒驱 动机构的工作电流进行实时检测，并根据棒位子系统的棒位信息，对所述棒控子系统的故 障进行诊断。
[0018] 本发明上述的一种用于核电站的棒控和棒位系统中，所述检测子系统包括：
[0019] 电流传感模块，用于测量所述棒控子系统的控制棒驱动机构线圈的工作电流；
[0020] 信息存储模块，用于存储信息数据，所述信息数据包括参考电流波形；
[0021] 信号采集处理模块，与所述电流传感模块和信息存储模块连接，用于接收所述电 流传感模块生成的测量信息并形成第一电流波形，调取所述信息存储模块中的参考电流波 形以分析第一电流波形并判断是否存在异常，若是，生成异常信息，并显示所述控制棒驱动 机构的异常信息。
[0022] 本发明上述的一种用于核电站的棒控和棒位系统中，所述信息存储模块存储的信 息数据还包括参考棒位信息；
[0023] 所述信号采集处理模块，用于分析所述棒位子系统的实时棒位信息与所述参考棒 位信息以获得棒位线性度测量信息，所述线性度测量信息用于表示所述棒位子系统测量的 实时棒位信息与参考棒位信息的误差比例。
[0024] 本发明上述的一种用于核电站的棒控和棒位系统中，所述信息存储模块存储的信 息数据还包括所述棒控子系统的控制棒驱动机构的参考声响信息、参考落棒信息；
[0025]所述检测子系统进一步包括：
[0026] 声响传感模块，用于感应所述棒控子系统的控制棒驱动机构发出的实时声响信号 并生成实时声响信息；
[0027] 落棒信息模块，用于获取实时落棒信息；
[0028] 所述信号采集处理模块，用于接收所述实时声响信息和实时落棒信息，并调取所 述参考声响信息、所述参考落棒信号对对应的实施声响信息、实时落棒信息进行分析判断 是否存在异常，若是，生成异常?目息。
[0029] 本发明上述的一种用于核电站的棒控和棒位系统中，所述棒控子系统包括：
[0030] 电源柜，与所述棒控子系统连接，用于对所述棒控子系统的控制棒驱动机构提供 驱动电能，且所述驱动电能为直流电。
[0031] 本发明上述的一种用于核电站的棒控和棒位系统中，所述电源柜包括:逻辑控制 电路、调节电路、IGBT整流电路以及反馈电路；
[0032] 其中，所述逻辑控制电路，用于根据所述棒控子系统的控制信息生成电平信号； [0033]所述调节电路，用于接收所述逻辑控制电路的电平信号和反馈电路的反馈信号， 并产生一个差值信号送入所述IGBT整流电路；
[0034]所述IGBT整流电路，用于根据所述差值信号输出直流电供给所述控制棒驱动机 构。
[0035] 本发明上述的一种用于核电站的棒控和棒位系统中，所述反馈信号为所述反馈电 路检测所述控制棒驱动机构的实时工作电流。
[0036] 本发明上述的一种用于核电站的棒控和棒位系统中，所述控制棒组件包括按四个 象限均匀分布在核反应堆上的多个控制棒；
[0037] 所述棒位子系统进一步包括：
[0038] 多个棒位测量线圈，用于测量对应多个控制棒的位置并生成棒位信号，且对应多 个所述控制棒按四个象限均匀分布在核反应堆上；
[0039] 多个棒位测量柜，用于对所述棒位检测线圈生成的棒位信号进行预处理，且每一 所述棒位测量柜预处理对应象限的所述棒位测量线圈生成的棒位信号。
[0040] 本发明上述的一种用于核电站的棒控和棒位系统中，所述棒位子系统包括四个棒 位测量柜，四个所述棒位测量柜预处理对应象限中的所述棒位测量线圈生成的棒位信号。
[0041] 另一方面，本发明还提供一种用于核电站的棒控和棒位系统的故障诊断方法，包 括步骤：
[0042] S100、采用直流电源为棒控子系统的控制棒驱动机构供电，所述控制棒驱动机构 根据棒控子系统发出的控制信号驱动控制棒，棒位子系统测量控制棒的棒位并处理生成棒 位信息；
[0043] S200、检测子系统对控制棒驱动机构的工作电流进行实时检测，并获取所述棒位 子系统生成的棒位信息，根