专利名称：核电厂硼伴热温控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种温度控制系统，具体是核电厂硼伴热温控系统。
背景技术：
核电厂硼伴热系统，用于核电厂硼酸溶液管道的伴热，以确保管道内硼酸溶液 始终处于良好的运行工况下，防止硼酸结晶堵塞回路及仪表管道，从而保证核电厂的正 常安全运行。目前，现役核电厂的硼伴热系统，普遍采用机械式温控器控温，机械式温控器 具有良好的耐辐照性能和非能动等优点，但机械式温控器也有一些缺点温漂现象比较 严重，长期工作稳定性差，而且由于机械式温控器控温结构原因，不同型号温控器之间 互换性差。采用可编程逻辑控制器(PLC)进行温度控制在工业上有过很多成功的应用， 在核电厂的硼伴热系统中也有过应用，如《核工程研究与设计》2006年第61期发表的
“核电站硼伴热系统设计方案比较” 一文中所述的采用PLC的核电站硼伴热系统，该系 统采用集中式设计，控温精度高，施工调试过程简单，在后期维护中可以根据实际运行 情况方便地更改参数。但是由于采用集中式设计，系统改动比较大，将报警功能和伴热 控制功能集中在一起，正常伴热回路的PLC机柜和备用伴热回路的PLC机柜同时连到 操作站，不符合两个电路应完全独立的原则；在一个控制机柜安装了 PLC中央处理单元 和PLC输入/输出模块，控制机柜尺寸较大，不易在核电厂狭小的环境中安装；采用双 支热电偶，安装尺寸更大，可靠性降低；补偿电缆数量有较大增加，增加了电缆敷设难 度，电缆敷设路径变化大，增加了系统安装难度。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种系统维护方便，能满足核电厂特殊运行，实现 核电厂硼酸溶液管道的伴热，保证核电厂的正常安全运行的核电厂硼伴热温控系统。本实用新型是这样实现的—种核电厂硼伴热温控系统，由两套设备相同的电气回路组成，每套电气回路 包括PLC控制设备、配电盘、加热盘、伴热元件和热电偶，其特征在于所述的温控系 统电路之间采用隔离独立配置，每套电气回路包括伴热设备、控制设备和监视设备三大 部份，具体描述如下伴热设备包括配电盘和备用配电盘、加热电路盘和备用加热电路盘、报警电 路盘和备用报警电路盘及伴热元件和备用电路伴热元件；每个加热电路盘和备用加热电 路盘中分别布置有多路伴热供电控制设备；加热电路盘(2)的伴热供电控制设备由PLC 测量控制箱(6)的PLC输出模块输出的触点信号控制，备用加热电路盘(12)的伴热供电 控制设备由备用PLC测量控制箱(16)的PLC输出模块输出的触点信号控制；报警电路 盘和备用报警电路盘与加热电路盘和备用加热电路盘采用信号连接；伴热元件和伴热元件安装在被伴热管道上。控制设备包括 PLC中央处理箱和备用PLC中央处理箱、PLC测量控制箱和备 用PLC测量控制箱、热电偶转接箱和备用热电偶转接箱、热电偶和备用热电偶；PLC中 央处理箱和备用PLC中央处理箱中分别布置有PLC控制单元和PLC操作屏，PLC操作屏 与PLC控制单元之间通过通讯电缆连接；PLC测量控制箱和备用PLC测量控制箱中分别 布置有PLC输入输出单元；热电偶和备用热电偶安装在被伴热管道上；热电偶和备用热 电偶分别与热电偶转接箱和备用热电偶转接箱相连，热电偶转接箱和备用热电偶转接箱 (18)分别与PLC测量控制箱和备用PLC测量控制箱之间通过补偿电缆连接；监视设备包括操作站和备用操作站，通过工业以太网分别与PLC中央处理箱 和备用PLC中央处理箱相连。其附加特征在于所述温控系统控制设备中的PLC中央处理箱和备用PLC中央处理箱中的PLC控 制单元、PLC测量控制箱中和备用PLC测量控制箱的PLC输入输出单元为主从配置结 构即PLC控制单元为主站，PLC输入输出单元为子站，两者通过通讯电缆连接，一个 主站控制若干个子站。所述温控系统伴热设备中的加热电路盘和备用加热电路盘可有若干个，每个加 热电路盘和备用加热电路盘中分别布置有12路伴热供电控制设备。本实用新型的优点在于1.采用分布式PLC温度控制，将信号输入/输出PLC 和中央处理PLC分别布置在不同机箱中，分布式配置方式减小了 PLC设备机箱尺寸，使 得PLC机箱在核电厂的安装更加容易。2.PLC同时完成温度显示和伴热控制功能，只需 要采集一个热电偶的温度信号，取消了用于温度显示功能的热电偶和相应补偿电缆，更 加经济可靠；3.冗余的两套电气回路完全独立，系统伴热功能与报警功能由相互独立的 电气柜完成，更符合核电厂电气设备设计要求。
图1是本实用新型的核电厂硼伴热温控系统的结构示意图。图2是核电厂硼伴热温控系统与被伴热管道相连的示意图。图中1.配电盘；2加热电路盘；3.报警电路盘；4.PLC中央处理箱；5.操作 站；6.PLC测量控制箱；7.热电偶；8.热电偶转接箱；9伴热元件；10.被伴热管道； 11.备用配电盘；12.备用加热电路盘；13.备用报警电路盘；14.备用PLC中央处理箱； 15.备用操作站；16.备用PLC测量控制箱；17.备用热电偶；18.备用热电偶转接箱； 19.备用伴热元件
具体实施方式
如图1所示，本实用新型由两套设备相同的电气回路组成，分别为正常电气回 路(图1左侧)和备用电气回路(图1右侧)。电路之间采用隔离独立配置，独立完成配 电功能、伴热功能、报警功能和温度显示功能。两套冗余的伴热温控系统可互为备用。 每套电气回路包括伴热设备、控制设备和监视设备三大部份，各部份结构及功能具体描 述如下[0019]伴热设备包括配电盘1和备用配电盘11、加热电路盘2和备用加热电路盘 12、报警电路盘3和备用报警电路盘13及伴热元件9和备用伴热元件19。配电盘1和 备用配电盘11的输入为核电厂380VAC电源和48VDC电源，配电盘1和备用配电盘11 将电厂电源进行分配，为加热电路盘2和备用加热电路盘12提供380VAC电源，为报警 电路盘3和备用报警电路盘13提供48VDC电源。PLC测量控制箱6和备用PLC测量控 制箱16通过热电偶7和备用热电偶17测量被伴热管道的温度，并输出控制信号控制伴热 元件9和备用伴热元件19电源开关的通断。每一根伴热元件9和备用伴热元件19的伴 热电源都有一条控制回路，用于伴热电源的通断控制。加热电路盘2和备用加热电路盘 12根据伴热元件9和备用伴热元件19规格将电厂380VAC电源转成多种电压为伴热元件 供电；加热电路盘2和备用加热电路盘12可有若干个，每个加热电路盘2和备用加热电 路盘12中分别布置有12路伴热供电控制设备，伴热供电控制设备由PLC输出模块输出 的触点信号控制。报警电路盘3和备用报警电路盘13与加热电路盘2和备用加热电路盘 12采用信号连接，监测配电盘1和备用配电盘11内以及若干个加热电路盘2和备用加热 电路盘12的工作状态，组合来自配电盘1和备用配电盘11、加热电路盘2和备用加热电 路盘12的报警信号，进行就地光子牌显示并传递到核电厂的警报处理系统和集中数据处 理系统。 控制设备包括PLC中央处理箱4和备用PLC中央处理箱14、PLC测量控制箱 6和备用PLC测量控制箱16、热电偶转接箱8和备用热电偶转接箱18、热电偶7和备用 热电偶17。PLC中央处理箱4和备用PLC中央处理箱14中分别布置有PLC控制单元和 PLC操作屏，PLC操作屏与PLC控制单元之间通过通讯电缆连接，显示各伴热管段的温 度及伴热控制信息。PLC测量控制箱6和备用PLC测量控制箱16中分别布置有PLC输 入输出单元，PLC中央处理箱4和备用PLC中央处理箱14中的PLC控制单元和PLC测 量控制箱中6和备用PLC测量控制箱16的PLC输入输出单元为主从配置结构PLC控 制单元为主站，PLC输入输出单元为子站，两者通过通讯电缆连接，一个主站控制若干 个子站。在PLC控制单元控制下，PLC输入输出单元的输入模块分别测量热电偶7和备 用热电偶17的温度信号，输出模块输出伴热控制触点信号到伴热电源进行伴热控制。热 电偶7和备用热电偶17安装在被伴热管道上，测量被伴热管道的温度，用于管道温度显 示和温度控制。伴热元件9安装在被伴热管道上，为管道伴热。被伴热管道为核电厂硼 酸溶液管道。热电偶7和备用热电偶17与分别热电偶转接箱8和备用热电偶转接箱18 相连，热电偶转接箱8和备用热电偶转接箱18分别与PLC测量控制箱6和备用PLC测量 控制箱16之间通过补偿电缆连接，实现PLC测温模块对热电偶热电偶7和备用热电偶17 的温度信号的采集。监视设备包括操作站5和备用操作站15，操作员站5和备用操作员站15布 置在电厂的无放射性区域，通过工业以太网分别与PLC中央处理箱4和备用PLC中央处 理箱14相连，接受正常电气和备用电气回路的过程信号，实现对整个伴热电路状态的监 视。系统维护人员也可以通过操作站对伴热电路中各个支路的控制参数进行修改。
权利要求1.一种核电厂硼伴热温控系统，由两套设备相同的电气回路组成，每套电气回路包 括PLC控制设备、配电盘、加热盘、伴热元件和热电偶，其特征在于所述的温控系统 电路之间采用隔离独立配置，每套电气回路包括伴热设备、控制设备和监视设备三大部 份，具体描述如下伴热设备包括配电盘(1)和备用配电盘(11)、加热电路盘(2)和备用加热电路 盘(12)、报警电路盘(3)和备用报警电路盘(13)及伴热元件(9)和备用电路伴热元件 (19)；每个加热电路盘(2)和备用加热电路盘(12)中分别布置有多路伴热供电控制设 备；加热电路盘⑵的伴热供电控制设备由PLC测量控制箱(6)的PLC输出模块输出的 触点信号控制，备用加热电路盘(12)的伴热供电控制设备由备用PLC测量控制箱(16)的 PLC输出模块输出的触点信号控制；报警电路盘(3)和备用报警电路盘(13)与加热电路 盘⑵和备用加热电路盘(12)采用信号连接；伴热元件(9)和伴热元件(19)安装在被伴 热管道(10)上，控制设备包括PLC中央处理箱⑷和备用PLC中央处理箱(14)、PLC测量控制箱(6)和备用PLC测量控制箱(16)、热电偶转接箱(8)和备用热电偶转接箱(18)、热电偶(7)和备用热电偶(17)； PLC中央处理箱⑷和备用PLC中央处理箱(14)中分别布置有 PLC控制单元和PLC操作屏，PLC操作屏与PLC控制单元之间通过通讯电缆连接；PLC 测量控制箱(6)和备用PLC测量控制箱(16)中分别布置有PLC输入输出单元；热电偶 (7)和备用热电偶(17)分别与热电偶转接箱⑶和备用热电偶转接箱(18)相连，热电偶 转接箱⑶和备用热电偶转接箱(18)分别与PLC测量控制箱(6)和备用PLC测量控制箱 (16)之间通过补偿电缆连接；监视设备包括操作站(5)和备用操作站(15)，通过工业以太网分别与PLC中央处 理箱(4)和备用PLC中央处理箱(14)相连。
2.按照权利要求1所述的核电厂硼伴热温控系统，其特征在于所述温控系统控制 设备中的PLC中央处理箱⑷和备用PLC中央处理箱(14)中的PLC控制单元、PLC测 量控制箱中(6)和备用PLC测量控制箱(16)的PLC输入输出单元为主从配置结构即 PLC控制单元为主站，PLC输入输出单元为子站，两者通过通讯电缆连接，一个主站控 制若干个子站。
3.按照权利要求1或2所述的核电厂硼伴热温控系统，其特征在于所述温控系统伴 热设备中的加热电路盘(2)和备用加热电路盘(12)可有若干个，每个加热电路盘(2)和 备用加热电路盘(12)中分别布置有12路伴热供电控制设备。
专利摘要本实用新型公开一种核电厂硼伴热温控系统。该系统由两套设备相同的电气回路组成，两套电气回路之间独立配置。电气回路采用PLC设备进行伴热控制和温度显示，PLC设备采用分布式配置方式，PLC中央处理单元和PLC输入/输出模块为主从结构，布置在不同的机箱中。PLC中央处理单元采用冗余配置，确保其可靠性，一套PLC中央处理单元可控制若干套PLC输入/输出模块实现伴热控制。本实用新型的分布式配置方式，减小了机箱尺寸，使得硼伴热温控系统在核电厂的安装更加容易。
文档编号G05D23/22GK201804287SQ201020556830
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者丛津, 尹小龙, 张敬祎, 熊万玉, 胡润勇, 赵二雷, 龚建军 申请人:中国核动力研究设计院