核電廠儀表與控制系統(tǒng)第5部分-和棒位指示

核電廠儀表與控制基礎(chǔ)

第6單元

控制棒控制系統(tǒng)和棒位指示系統(tǒng)

授課人：吳劍鳴日期：2013年9月中電投高級培訓(xùn)中心主要內(nèi)容引言6.1控制棒控制系統(tǒng)功能6.2功率控制棒組運(yùn)行特性6.3功率控制棒組重疊規(guī)律和處置6.4控制棒移動的條件和實現(xiàn)6.5棒控系統(tǒng)的運(yùn)行6.6棒控系統(tǒng)設(shè)備柜6.7棒位指示系統(tǒng)概述引言6.1控制棒控制系統(tǒng)功能6.2功率控制棒組運(yùn)行特性6.3功率控制棒組重疊規(guī)律和處置6.4控制棒移動的條件和實現(xiàn)6.5棒控系統(tǒng)的運(yùn)行6.6棒控系統(tǒng)設(shè)備柜6.7棒位指示系統(tǒng)概述主要內(nèi)容6.8棒位指示系統(tǒng)功能6.9數(shù)字棒位指示控制器機(jī)柜6.10落棒試驗接口第6單元控制棒控制系統(tǒng)

6.1控制棒控制系統(tǒng)功能棒控系統(tǒng)是非安全系統(tǒng)，它的目的是調(diào)節(jié)控制棒在堆芯的位置來控制反應(yīng)堆功率。它響應(yīng)來自功率控制系統(tǒng)的棒移動的自動指令信號（速度和方向信號），也響應(yīng)來自主控室操縱員的棒移動的手動命令，以調(diào)節(jié)控制棒的位置。69束控制棒成組對稱地布置在堆芯內(nèi)控制棒組分為三種類型：2.軸向偏移棒組（AO棒組）-用來調(diào)整堆芯沿軸向的功率分布；1.功率控制組（M棒組）-用來調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率；3.停堆棒組-在反應(yīng)堆運(yùn)行時處于完全提出位置，在收到反應(yīng)堆緊急停堆信號后，靠重力落入堆芯底部；控制棒堆芯內(nèi)布置圖

69束控制棒停堆棒組SD－4組，黑棒組件：SD1、SD2、SD3和SD4，各有8束棒，每組分為2個子組，每個子組有4束棒。功率控制組－6組：M2、M1、MD、MC、MB和MA,M1、M2：黑棒組件；MA、MB、MC、MD：灰棒組件；M2有8束棒，分為2個子組，其它組各有4束棒。軸向偏移－2個子組，9束棒都是黑棒組件：AO1－4束、AO2－5束，或3個子組：AO1－4束、AO2－4束、AO3－1束；AP1000反應(yīng)堆共使用53束黑棒組件和16束灰棒組件。

17-18個控制棒子組AO(軸向偏移控制棒)9束(AO1－4束,AO2－5束；或AO1－4束,AO2－4束,AO3－1束)SD1(停堆棒1)8束(SD11－4束,SD12－4束)SD2(停堆棒2)8束(SD21－4束,SD22－4束)SD3(停堆棒3)8束(SD31－4束,SD32－4束)SD4(停堆棒4)8束(SD41－4束,SD42－4束)MA(灰棒A)4束MB(灰棒B)4束MC（灰棒C)4束MD(灰棒D)4束M1(黑棒1)4束M2(黑棒2)8束分2個子組控制棒運(yùn)行棒速棒組內(nèi)多于4束棒束組件的棒組分成2個子組。兩個子組交替運(yùn)行。同一組內(nèi)的控制棒子組相對位置不一致最大不超過1步。對于功率控制棒組，自動時，要求棒速信號在8至72步/分范圍內(nèi)變化。手動時為預(yù)設(shè)的固定速度?？刂瓢舭匆?guī)定棒組重疊要求插入或提升；軸向偏移控制棒組的棒速是一個固定速度-8步/分。停堆控制棒組由手動操作，以預(yù)設(shè)的恒定速度提升到全提出位置。

6.2功率控制棒組運(yùn)行特性功率控制棒的驅(qū)動速度可變，低速插入時的反應(yīng)性變化很小，這樣，就能在小的死區(qū)內(nèi)對反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度進(jìn)行微調(diào)，同時又能在高速瞬變?nèi)缢ω?fù)荷時完成對反應(yīng)堆的控制。功率控制棒組的移動具有以下特性：1）、同一控制組內(nèi)的2個子組移動時是交替步進(jìn)的，其相對位置不超過1步；2）、控制棒組的提升是按順序進(jìn)行的。插棒順序與提升順序相反。3）、2組之間的最大預(yù)置疊步數(shù)大約為50～100步。重疊時的插棒順序與提升順序相反。

6.2功率控制棒組運(yùn)行特性（續(xù)）4）、灰棒組究竟進(jìn)入哪個邏輯棒組由運(yùn)行順序選擇信號決定。

“實際的灰棒組”是指MD、MC、MB和MA，所謂“邏輯棒組”是指Mγ、Mβ和Mα。一個燃料循環(huán)周期有4種運(yùn)行順序，由4個實際灰棒組MD、MC、MB、MA合成3個邏輯棒組Mγ、Mβ、Mα參與控制。運(yùn)行順序調(diào)換的好處為：MA、MB、MC和MD棒組具有差不多相同的價值，周期性的交換灰棒組能夠防止灰棒組附近的燃料棒有過多的燃耗陰影。

M2--M1、M1--Mγ、Mγ--Mβ之間的重疊量都為33％，而Mβ—Mα之間的重疊量只有10％。重疊步數(shù)是可調(diào)的，介于0～135步之間，精度為±1步。

6.2功率控制棒組運(yùn)行特性（續(xù)）運(yùn)行順序1234MγMDMBMCMAMβMCMAMDMBMαMB+MAMD+MCMB+MAMD+MC4個實際（或物理）棒組MD、MC、MB、MA組合成3個邏輯棒組Mγ、Mβ、Mα在一個燃料循環(huán)周期內(nèi)的4種運(yùn)行順序組合調(diào)換方案，也可以選擇2種運(yùn)行順序（例如：選擇運(yùn)行順序1和4，或選擇運(yùn)行順序2和3）運(yùn)行，通過堆芯物理計算確定。

6.2功率控制棒組運(yùn)行特性（續(xù)）可將灰棒組每天自動提升約20步，相當(dāng)于每天稀釋4ppm的硼。當(dāng)全部灰棒組提出堆芯時，再調(diào)硼，使灰棒組回到初始位置。定期調(diào)硼的周期約為7天左右。雖然在一個燃耗周期有4種運(yùn)行順序，棒控系統(tǒng)可按4個運(yùn)行區(qū)域運(yùn)行，但在正常運(yùn)行條件下，30到60等效滿功率天數(shù)，或有效滿功率天數(shù))時，居于堆芯的2個灰棒組周期性地與不在堆芯的2個灰棒組交換位置?；野艚M交換也適應(yīng)于顯露每個灰棒組有相同的職責(zé)，如灰棒的最大壽期。

6.3功率控制棒組重疊規(guī)律和處置

6.3功率控制棒組重疊規(guī)律和處置（續(xù)）對標(biāo)準(zhǔn)重疊的要求為：提升順序為：M2→（M2＋M1）→M1→（M1+Mγ）→Mγ→（Mγ＋Mβ）→Mβ→（Mβ＋Mα）→Mα；插入順序為：Mα→（Mα＋Mβ）→Mβ→（Mβ＋Mγ）→Mγ→（Mγ+M1）→M1→（M1＋M2）→M2。M1、Mγ和Mβ各有2個重疊整定點，分別輸出提升重疊整定值和插入重疊整定值（B、H，C、G，D、F）；而M2只有1個重疊整定點，輸出提升重疊整定值(A)；Mα也只有1個重疊整定點，輸出插入重疊整定值（E

6.4控制棒移動的條件和實現(xiàn)B,“程序插入”通道接收：a,棒不到底信號；b,自動和自動插入信號；c,手動和手動插入信號；d,插入重疊信號。A，“程序提升”通道接收：a,棒不到頂信號；b,自動和自動提升信號；c,手動和手動提升信號；d,提升重疊信號。有“程序提升”、“程序插入”、“單組提升”和“單組插入”四個通道運(yùn)行方式。C，“單組提升”通道接收：a,棒不到頂信號；b,組選擇信號；c,手動和手動提升信號。D，“單組插入”通道接收：a,棒不到底信號；b,組選擇信號；c,手動和手動插入信號。

6.4控制棒移動的條件和實現(xiàn)（續(xù)）（a）驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成（b）控制棒磁力提升裝置結(jié)構(gòu)控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)圖控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)由五個部分組成：抓鉤組件（磁極、銜鐵和抓鉤）；耐壓殼；操作線圈組件；驅(qū)動軸裝置；單棒位置指示器。磁力提升裝置由抓鉤組件和操作線圈組件組成?？刂瓢趄?qū)動機(jī)構(gòu)由帶有槽紋的傳動軸，三個電磁鐵：提升磁鐵、活動抓鉤磁鐵和固定抓鉤磁鐵，傳動桿，二個彈簧夾，固定抓鉤線圈、活動抓鉤線圈、提升線圈，及互為120°對稱分布的兩組抓鉤所組成。三個線圈依照編排好的先后次序，依次通電和斷電以產(chǎn)生使傳動桿上升或下降的電磁力以實現(xiàn)棒的上升或下降。在緊急停堆情況下，三個線圈均失電，整根控制棒靠重力作用向下加速運(yùn)動，直到堆芯底部，以實現(xiàn)快速停堆。在通電后固定抓鉤或活動抓鉤就可以抓牢棒的驅(qū)動桿。當(dāng)給提升線圈通電或斷電時，活動抓鉤可用于提升或下降控制棒。三個電磁線圈感應(yīng)的磁通量通過承壓外殼去操作內(nèi)部鎖閂機(jī)構(gòu)。按固定順序接通和斷開電磁線圈電路，可使內(nèi)部機(jī)構(gòu)與棒驅(qū)動桿上的槽嚙合或脫離。這樣，就使棒以步進(jìn)方式插入堆芯或從堆芯提出。在沒有任何控制邏輯信號情況下，只有固定抓鉤線圈通電，使控制棒保持在當(dāng)前位置上不變?？刂瓢籼岢?插入一步的時序

活動線圈：斷電到通電--活動抓鉤的鎖閂與棒驅(qū)動桿上的槽嚙合；通電到斷電—活動抓鉤鎖閂離開棒桿槽提升線圈：斷電到通電--活動抓鉤的鎖閂向上提升一步，如活動線圈處于通電狀態(tài)，棒提升一步

通電到斷電—活動抓鉤鎖閂下降一步，如活動線圈于通電狀態(tài)棒插入一步；固定線圈：斷電到通電—固定抓鉤鎖閂與棒桿上的槽嚙合；棒的重量落在固定抓鉤鎖閂上；提升一步各線圈時序固定活動提升說明1說明20通電固定抓鉤抓住棒保持棒在當(dāng)前位置1通電通電活動抓鉤銜鐵提升，其鎖閂向內(nèi)移動，與棒桿上的槽嚙合2通電重力使固定抓鉤鎖閂向下降。鎖閂向外擺動，離開棒桿槽棒重量傳給活動抓鉤鎖閂3通電通電提升磁鐵使活動抓鉤銜鐵升高一步控制棒提升一步4通電通電通電固定抓鉤銜鐵升高使固定抓鉤鎖閂向內(nèi)移動，并與棒桿槽嚙合。鎖閂接觸棒桿槽后，繼續(xù)上移控制棒重量從活動抓鉤鎖閂傳到固定抓鉤鎖閂上5通電通電活動抓鉤鎖閂靠重力和彈簧的合力向外運(yùn)動活動抓鉤鎖閂脫離棒桿槽6通電除去活動抓鉤鎖閂磁場，使活動抓鉤鎖閂下落一步?；顒幼ャ^的鎖閂與下一個棒桿槽對準(zhǔn)活動抓鉤為另一個步進(jìn)順序做好準(zhǔn)備固定抓鉤保持棒在當(dāng)前位置下降一步各線圈時序固定活動提升說明1說明20通電固定抓鉤抓住棒保持棒在當(dāng)前位置1通電通電提升磁鐵使活動抓鉤鎖閂向上移動一步，為下降一步作好準(zhǔn)備活動抓鉤鎖閂靠近棒桿上邊一個槽2通電通電通電活動抓鉤銜鐵升高使活動抓鉤鎖閂向內(nèi)移動活動抓鉤鎖閂與棒桿上槽嚙合3通電通電固定抓鉤線圈斷電，重力使固定抓鉤鎖閂向下降。固定抓鉤鎖閂離開棒桿槽?？刂瓢糁亓總鹘o活動抓鉤鎖閂4通電除去活動抓鉤鎖閂磁場，活動抓鉤仍然嚙合活動抓鉤鎖閂和控制棒向下插入一步5通電通電固定抓鉤銜鐵升高使其鎖閂向內(nèi)移動，并與棒桿槽嚙合。在鎖閂接觸棒槽后，繼續(xù)向上移動，控制棒重量從活動抓鉤鎖閂傳到固定抓鉤鎖閂上。6通電活動抓鉤鎖閂靠重力和彈簧的合力向外運(yùn)動活動抓鉤鎖閂脫離棒桿的槽固定抓鉤保持棒在當(dāng)前位置控制棒提出/插入一步的時序（續(xù)）（2）固定抓鉤線圈——斷電當(dāng)固定抓鉤的線圈斷電時，重力使固定抓鉤的鎖閂向下降。這樣的下降運(yùn)行可使控制棒的重量傳給活動抓鉤的鎖閂。然后固定抓鉤的鎖閂向外擺動，離開控制棒驅(qū)動桿的槽（1）活動抓鉤線圈——通電活動抓鉤銜鐵提升，使活動抓鉤的鎖閂向內(nèi)移動，并與棒驅(qū)動桿上的槽嚙合。1）控制棒提出一步時序靜態(tài)時，棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的固定抓鉤線圈通電，靠固定抓鉤抓住棒，保持棒在當(dāng)前位置。要提升棒時，按照下列順序?qū)θ齻€電磁線圈通電、斷電控制，可實現(xiàn)控制棒提出一步。5）活動抓鉤線圈——斷電活動抓鉤的鎖閂靠重力和彈簧的合力向外運(yùn)動。這可使活動抓鉤鎖閂脫離棒驅(qū)動桿的槽。（4）固定抓鉤線圈——通電固定抓鉤銜鐵升高可使固定抓鉤的鎖閂向內(nèi)移動，并與棒驅(qū)動桿上的槽嚙合。在鎖閂接觸棒驅(qū)動桿的槽以后，將繼續(xù)向上移動，把控制棒的重量從活動抓鉤的鎖閂傳到固定抓鉤鎖閂上面。（3）提升線圈——通電提升磁鐵可使活動抓鉤的銜鐵升高一步，控制棒提升一步；2）控制棒插入一步時序

（1）提升線圈——通電提升磁鐵可使活動抓鉤的鎖閂向上移動一步,這就靠近了棒驅(qū)動桿上的上邊的一個槽。（6）提升線圈——斷電除去活動抓鉤鎖閂的磁場，使活動抓鉤鎖閂能向下落一步。這樣就把活動抓鉤的鎖閂放在與下一個棒驅(qū)動桿槽對準(zhǔn)的位置?；顒幼ャ^就重新為另一個步進(jìn)順序做好準(zhǔn)備。（2）活動抓鉤線圈——通電活動抓鉤銜鐵升高可使活動抓鉤的鎖閂向內(nèi)移動，并與棒驅(qū)動桿上的槽嚙合。（4）提升線圈——斷電除去活動抓鉤鎖閂的磁場，使活動抓鉤鎖閂和控制棒向下降（插入）一步，此時活動抓鉤仍然嚙合（3）固定抓鉤線圈——斷電當(dāng)固定抓鉤的線圈斷電時，重力使固定抓鉤的鎖閂向下降。這樣的下降運(yùn)行可使控制棒的重量傳給活動抓鉤的鎖閂。然后固定抓鉤的鎖閂向外擺動，離開控制棒驅(qū)動桿的槽。（6）活動抓鉤線圈——斷電活動抓鉤的鎖閂靠重力和彈簧的合力向外運(yùn)動。這可使活動抓鉤鎖閂脫離棒驅(qū)動桿的槽。上述的順序可稱為一步或一個循環(huán)，而控制棒在每一步中將插入堆芯或從堆芯提出一步。上述每一輪順序可以多達(dá)每分鐘72次的頻率重復(fù)。（5）固定抓鉤線圈——通電固定抓鉤銜鐵升高可使固定抓鉤的鎖閂向內(nèi)移動，并與棒驅(qū)動桿上的槽嚙合。在鎖閂接觸棒驅(qū)動桿的槽以后，將繼續(xù)向上移動，把控制棒的重量從活動抓鉤的鎖閂傳到固定抓鉤鎖閂上?？刂瓢籼嵘?步的動作順序控制棒各線圈通電時序控制棒移動一步，驅(qū)動機(jī)構(gòu)提升銜鐵和兩付鉤爪的動作順序可用下圖描述。控制棒各線圈通電時序（續(xù)）采用晶閘管的供電模塊（1）、電路為三相半波整流，4種電路的結(jié)構(gòu)相同。（2）、圖A給1束棒的工作線圈供電，無中間環(huán)節(jié)；圖B給4束棒的工作線圈供電，中間增加了限環(huán)流二極管。兩種結(jié)構(gòu)可用于驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定鉤爪線圈回路（3）、圖C給1束棒的工作線圈供電，可用于驅(qū)動機(jī)構(gòu)可動鉤爪線圈和提升線圈回路，圖D給4束棒的工作線圈供電，中間增加了導(dǎo)引晶閘管?？捎糜隍?qū)動機(jī)構(gòu)提升線圈回路。導(dǎo)引晶閘管用于導(dǎo)引組選擇信號或失步校正信號。AP1000機(jī)組的供電模塊可由2種功能部件實現(xiàn)：。晶閘管的供電模塊或大功率模式管的供電模塊。晶閘管工作在移相觸發(fā)三相半波整流狀態(tài)。正向?qū)〞r，電源向機(jī)構(gòu)工作線圈供電，反向?qū)〞r，工作線圈儲能返回到電源采用晶閘管的供電模塊（續(xù)）采用大功率模式管的供電模塊

鑒于模式管的功率容量，一只模式管只能為一只驅(qū)動機(jī)構(gòu)工作線圈供電。電路在電流狀態(tài)信號的作用下調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的寬度，控制模式管的通/斷，以控制機(jī)構(gòu)工作線圈電流大小。脈沖寬度的大小由反饋信號決定。采用大功率模式管（IGBT或MOSFET）供電的電路可以簡化電流調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)，減小插件體積。采用大功率模式管的供電模塊（續(xù)）功率控制棒組自動調(diào)節(jié)在自動模式，棒控系統(tǒng)接收來自反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)的速度和方向信號，6個功率控制組的提升/插入順序由棒控系統(tǒng)控制，按重疊邏輯進(jìn)行。提棒順序為M2、M1、Mγ、Mβ、Mα；插棒順序為：Mα、Mβ、Mγ、M1、M2?？刂瓢艚M的移動速度在每分鐘8～72步/分。在確定的電廠條件下，有聯(lián)鎖信號輸入到棒控系統(tǒng)提供禁止功率控制棒組的自動移動。在高于3-5％的任何核功率水平，反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)能夠自動地調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率。

6.5棒控系統(tǒng)的運(yùn)行

對功率控制棒組，可自動、手動程序和手動單組對軸向偏移控制棒組，可自動和手動運(yùn)行；當(dāng)控制棒失步時可進(jìn)行失步校正運(yùn)行；棒控系統(tǒng)的運(yùn)行方式由運(yùn)行方式選擇開關(guān)選擇。對停堆棒組，只能手動單組運(yùn)行；

當(dāng)需要進(jìn)行灰棒組交換時，可進(jìn)行灰棒組交換運(yùn)行極端情況下，可斷開停堆斷路器，使所有控制棒靠重力落入堆芯底部。功率控制棒組手動調(diào)節(jié)在手動模式，棒控系統(tǒng)接收來自主控室操縱員的方向信號，棒組移動速度是固定的預(yù)選值。手動模式包括“手動程序”和“手動單組”兩種情況“手動程序”運(yùn)行時，運(yùn)行指令由操縱員從主控室發(fā)出，功率控制棒組的移動順序包括組重疊功能。棒速是固定的預(yù)選值。有聯(lián)鎖信號提供禁止功率控制棒組的自動移動?！笆謩訂谓M”運(yùn)行時，允許操縱員選擇功率控制棒組的單個組并手動插入或提升該組。棒速是固定的預(yù)選值。軸向偏移控制棒組自動、手動調(diào)節(jié)軸向偏移控制棒組的恒定速度提供了較慢的堆芯功率軸向偏移控制。軸向偏移控制棒組可使用自動模式運(yùn)行，由軸向偏移子系統(tǒng)提供方向信號和速度信號，速度信號為固定的8步/分。軸向偏移控制棒組的移動只允許在功率控制棒組無移動要求時存在。有聯(lián)鎖信號輸入到棒控系統(tǒng)禁止軸向偏移控制棒組的自動移動。軸向偏移控制棒組手動調(diào)節(jié)在主控室內(nèi)由操縱員實施，棒速是8步/分的固定值。停堆棒組的手動調(diào)節(jié)允許操縱員手動操作停堆棒組的插入或提升。棒速是固定預(yù)選值。停堆棒組有4組：SD1、SD2、SD3、SD4。提升時，按SD1、SD2、SD3、SD4順序進(jìn)行，并且只有SD1到頂后才能提升SD2，同理，SD2到頂后才能提升SD3，SD3到頂后才能提升SD4；插入時，按SD4、SD3、SD2、SD1順序進(jìn)行,并且只有SD4到底后才能插入SD3，同理，SD3到底后才能插入SD2，SD2到底后才能插入SD1。停堆棒組在堆芯內(nèi)只有2個位置，反應(yīng)堆停閉時處于堆芯底部，反應(yīng)堆運(yùn)行時處于堆芯頂部?；野艚粨Q組運(yùn)行灰棒組交換運(yùn)行在功率控制組和軸向偏移控制組均在手動時進(jìn)行。操縱員將長期處于堆芯底部的灰棒組逐步提出堆芯，將處于堆芯外部的灰棒組逐步插入堆芯。為了對反應(yīng)堆功率和軸向分布的影響降至最低，不同灰棒組的提升和插入交替進(jìn)行，一次提升和插入幾步，直到交換完成。灰棒組交換完成后，功率控制棒組和軸向偏移控制棒組可轉(zhuǎn)為自動運(yùn)行。正常啟動和計劃停堆運(yùn)行反應(yīng)堆正常啟動時，先將停堆棒組SD1、SD2、SD3、SD4依次提升到頂。然后將軸向偏移控制棒組提升到插入極限之上。第三將功率控制棒組按重疊規(guī)律提升，直到要求的功率水平。最后，通過功率控制棒組和軸向偏移控制棒組的配合調(diào)節(jié)，既滿足要求的功率水平又使軸向偏移控制棒組位于調(diào)節(jié)帶內(nèi)。反應(yīng)堆計劃停堆時，控制棒組的插入順序與正常啟動順序相反。先將功率控制棒組插入到底，然后將軸向偏移控制棒組插入到底，最后將停堆棒組SD4、SD3、SD2、SD1依次插入到底，保持需要的熱態(tài)0功率水平。失步校正運(yùn)行對一個組內(nèi)的一束棒進(jìn)行校正是一種異常的運(yùn)行。對功率控制棒組在手動單組控制下進(jìn)行，對軸向偏移控制棒組在手動控制下進(jìn)行。選擇需要校正的棒組，斷開不需校正的失步校正開關(guān)，僅閉合需要校正的失步校正開關(guān)，然后進(jìn)行提升或插入操作，使失步的棒束與同組中其它棒束對齊。校正后，所有失步校正開關(guān)都恢復(fù)到閉合狀態(tài)。失步校正時，子組計數(shù)器不計數(shù)。為了記錄失步校正的步數(shù)，可另外設(shè)置失步校正計數(shù)器。棒控電源機(jī)柜由1個邏輯機(jī)柜和11個電源機(jī)柜組成.反應(yīng)堆緊急停堆運(yùn)行

當(dāng)超出反應(yīng)堆保護(hù)和安全監(jiān)測系統(tǒng)的停堆閾值時，反應(yīng)堆停堆斷路器打開，切斷控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)的電源，控制棒失去電源，在重力作用下落到堆芯底部?？焖俳倒β士刂瓢艚M的運(yùn)行

快速降功率時，由操縱員手動操作預(yù)選的控制棒組釋放棒控系統(tǒng)設(shè)備柜棒控系統(tǒng)是一個非安全系統(tǒng)，基于機(jī)柜內(nèi)的電子硬件平臺、按功能要求對控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)線圈提供電源，使控制棒在堆芯上下移動。

6.6棒控系統(tǒng)設(shè)備柜電源機(jī)柜中，2個為移動電源機(jī)柜，記做MC1、MC2，9個為選擇電源機(jī)柜，記做SC1、SC2、SC3、SC4、SC5、SC6、SC7、SC8、SC9。

6.6棒控系統(tǒng)設(shè)備柜（續(xù)）

6.6棒控系統(tǒng)設(shè)備柜（續(xù)）晶閘管供電模塊主電路結(jié)構(gòu)圖棒控系統(tǒng)邏輯機(jī)柜邏輯機(jī)柜通過實時數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與主控室、電站計算機(jī)和其它儀控系統(tǒng)交換信息（棒控數(shù)據(jù)和指令），并向電源機(jī)柜發(fā)送動作指令和接收電源機(jī)柜的狀態(tài)信號。邏輯機(jī)柜為標(biāo)準(zhǔn)的Ovation控制器機(jī)柜，Ovation控制器配置冗余電源、冗余的就地I/O接口、典型的I/O模塊和布線用端子部件。這些部件也包括一個AC線濾波盤，提供交流AC浪涌和噪聲保護(hù)。邏輯機(jī)柜安裝有：方向信號處理邏輯、棒組選擇邏輯、棒速信號綜合和分配邏輯、棒組重疊邏輯、灰棒組交換邏輯、允許和聯(lián)鎖邏輯、要求棒位計數(shù)器、輸入/輸出功能部件等。移動電源機(jī)柜和選擇電源機(jī)柜電源機(jī)柜中，2個移動電源機(jī)柜安裝相應(yīng)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)提升線圈和可動鉤爪線圈供電電路。每只移動電源機(jī)柜安裝的功能部件有：控制棒移動一步所需的時序電路部件、3相交流電源接口部件、提升線圈供電部件、提升線圈電流調(diào)節(jié)部件、可動鉤爪線圈供電部件、可動鉤爪電流調(diào)節(jié)部件、狀態(tài)信號和報警綜合部件等。9只選擇電源機(jī)柜各安裝2個子組的驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定鉤爪線圈供電電路。每只選擇電源機(jī)柜安裝的功能部件有：2個子組棒的固定鉤爪線圈供電部件、固定鉤爪線圈電流調(diào)節(jié)部件、狀態(tài)信號和報警綜合部件等。在11只電源機(jī)柜中，移動機(jī)柜MC1與選擇機(jī)柜SC1-SC5配合，MC2與SC6-SC9配合，向控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)供電?？刂茩C(jī)柜另外還有擴(kuò)展機(jī)柜，安裝附加的I/O接口模塊，被連接到基本機(jī)柜。這個擴(kuò)展機(jī)柜提供擴(kuò)展空間，棒位指示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)機(jī)柜部分采用這種類型。機(jī)柜安裝：組選擇模塊、要求棒位計數(shù)模塊、棒速信號處理模塊、灰棒組交換模塊、報警模塊，以及冗余控制器、數(shù)據(jù)I/O接口模塊和電源分配模塊。由于每個I/O分支可適用于8個I/O模塊，總共有32個模塊安裝在機(jī)架上，這對棒控系統(tǒng)是足夠了。棒控機(jī)柜示意圖棒控系統(tǒng)電動－發(fā)電機(jī)組電動機(jī)和發(fā)電機(jī)之間帶有慣性飛輪。飛輪在380V母線和控制棒電源機(jī)柜之間提供足夠的儲能，使380V丟失故障小于1.2秒，控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)線圈電壓下降不使反應(yīng)堆停堆。200馬力電動機(jī)為3相感應(yīng)電動機(jī)，輸入電壓為380V。每個電動機(jī)直接（剛性）連接調(diào)速輪和同步發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的輸出為3相480V交流電。電動－發(fā)電機(jī)組M-G通過反應(yīng)堆停堆斷路器為控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)供電。棒驅(qū)動電動－發(fā)電機(jī)組包括2臺機(jī)組和1只控制機(jī)柜。棒控系統(tǒng)電動－發(fā)電機(jī)組（續(xù)）B，保護(hù)功能：最大和反相發(fā)電機(jī)電流保護(hù)、熱超載和瞬間超載驅(qū)動電動機(jī)保護(hù)、發(fā)電機(jī)微分保護(hù)、母線低頻保護(hù)；A，測量功能：測量電動機(jī)的輸入電壓、發(fā)電機(jī)的輸出相電壓和相電流；正常運(yùn)行時，2臺電動－發(fā)電機(jī)組是并行且平均分配功率，當(dāng)1臺停止服務(wù)時，另1臺應(yīng)能夠供給全部負(fù)載電動－發(fā)電機(jī)組由1只單獨的控制機(jī)柜控制。主要功能包括：C，并聯(lián)發(fā)電機(jī)：通過自動同步裝置。同步在1臺發(fā)電機(jī)帶載而另1臺不帶載情況下完成。D，每臺機(jī)組包含1只固態(tài)調(diào)整器，維持發(fā)電機(jī)電壓在規(guī)定的限值內(nèi)第6單元棒位指示系統(tǒng)

6.7棒位指示系統(tǒng)概述控制棒位置指示包括實測棒位指示和要求棒位指示數(shù)字化的實測棒位指示系統(tǒng)DRPI使用探測器測量每一個控制棒組的位置。探測器由離散的線圈組成，繞在同心的控制棒驅(qū)動壓力套管上。線圈沿壓力套管垂直布置，利用電磁感應(yīng)原理感應(yīng)驅(qū)動桿沿其中心線的高度位置。為提高系統(tǒng)的可靠性，感應(yīng)線圈交替連接到數(shù)據(jù)系統(tǒng)A和數(shù)據(jù)系統(tǒng)B。這樣，一個數(shù)據(jù)系統(tǒng)失效，DRPI繼續(xù)保持運(yùn)行（稱為半精度運(yùn)行）。無論一個或兩個系統(tǒng)工作，DRPI系統(tǒng)至少在±12步以內(nèi)都能夠監(jiān)測棒位。要求棒位指示系統(tǒng)要求的和測量的控制棒位置信號都在主控室顯示?？刂瓢裘恳苿右徊骄桶l(fā)出一個脈沖送到要求棒位指示系統(tǒng)，要求棒位指示系統(tǒng)對控制棒提升操作做加法，對控制棒插入操作做減法。同組棒在該組步數(shù)計數(shù)器上指示在相同的位置上。要求棒位指示應(yīng)具有高精度（±1步）。如果某束棒未能按每個要求的脈沖移動一步，步數(shù)計數(shù)器仍要計算這個脈沖，這將錯誤地反映該棒的位置。

6.7棒位指示系統(tǒng)概述（續(xù)）安全殼內(nèi)數(shù)據(jù)機(jī)柜接收和處理由安裝在每個控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)上部的棒位探測器所發(fā)出的信號。安全殼內(nèi)數(shù)據(jù)機(jī)柜輸出的5位葛萊碼棒位信號經(jīng)貫穿件送到安全殼外的冗余棒位處理機(jī)柜。這些信號通過棒/棒比較、棒/組比較、低位比較、停堆棒組高位比較、各種正確運(yùn)行狀態(tài)建立等處理后，快速送到棒控機(jī)柜和其它要求得到棒位指示數(shù)據(jù)的控制器。DRPI冗余控制器通過實時數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)再傳輸?shù)街骺厥业娘@示單元、電廠計算機(jī)和信息系統(tǒng)以及相關(guān)的電廠控制系統(tǒng)PLS。

6.8數(shù)字棒位指示系統(tǒng)AP1000DRPI系統(tǒng)對69束控制棒組件的棒位處理。每束棒位從全停堆狀態(tài)的0步到全提出位置的267步的連續(xù)數(shù)字顯示（實測棒位全提出位置為264步）。棒底部報警指示棒位已降到較低極限以下。DRPI系統(tǒng)的主要目的是探測控制棒驅(qū)動桿的位置。每個測量棒位通道的精度為0.06m或4步如果停堆棒位置從267步減少，棒離頂報警發(fā)生在DRPI狀態(tài)顯示上，在控制室報警系統(tǒng)提供音響、閃光指示在控制室的每個棒位能被連續(xù)數(shù)字顯示，和模擬指示。

6.8數(shù)字棒位指示系統(tǒng)（續(xù)）數(shù)字棒位指示系統(tǒng)DRPI由下述主要設(shè)備組成：棒位探測器，每個不連續(xù)線圈由6V交流穩(wěn)壓電源供電，驅(qū)動桿進(jìn)入線圈，輸出4.85V電壓，驅(qū)動桿不進(jìn)入線圈，輸出4.4V電壓。安全殼內(nèi)連接探測器和數(shù)據(jù)機(jī)柜的電纜；安全殼內(nèi)數(shù)據(jù)機(jī)柜A和數(shù)據(jù)機(jī)柜B。安全殼外冗余的DRPI控制器機(jī)柜；安全殼外落棒試驗機(jī)柜。

6.8數(shù)字棒位指示系統(tǒng)（續(xù)）冗余的Ovation控制器的工作如下：對棒位置轉(zhuǎn)換成葛萊碼。探測器A數(shù)據(jù)和探測器B數(shù)據(jù)的擬合，提供±3步的全部精度指示。有±6步精度的數(shù)據(jù)A和數(shù)據(jù)B機(jī)柜的每個探測器可以開發(fā)到全精度棒位為±3步之內(nèi)。當(dāng)一個數(shù)據(jù)機(jī)柜故障時，可以產(chǎn)生棒位精度默認(rèn)為僅有探測器A線圈的＋9/－3步或僅有探測器B線圈的＋3/－9步的半精度顯示瞬時棒位數(shù)據(jù)和狀態(tài)。每個棒位在ovation高速通道上成為一個點記錄。

6.8數(shù)字棒位指示系統(tǒng)（續(xù)）與電廠計算機(jī)的接口監(jiān)測棒的位置下述條件下提供報警輸出：－棒偏離：同組內(nèi)棒位置之間的差異－系統(tǒng)報警：探測器短路、開路、葛萊碼錯誤等棒位探測器由間隔3.75英寸{9.525cm即6步，一個機(jī)械步為5/8英寸（1.59cm）}沿控制棒驅(qū)動桿套管安裝的一套線圈組成，有24個探測器A線圈和24個探測器B線圈，總計48個線圈。

6.8數(shù)字棒位指示系統(tǒng)（續(xù)）48個不連續(xù)線圈這樣連接：從底盤開始，奇數(shù)線圈供給信號到數(shù)據(jù)A機(jī)柜和偶數(shù)線圈供給信號到數(shù)據(jù)B機(jī)柜?？刂瓢趄?qū)動桿未進(jìn)入探測器線圈時，探測器負(fù)載電阻上輸出4.4V電壓；控制棒驅(qū)動桿進(jìn)入線圈時，探測器線圈負(fù)載電阻上輸出4.85V電壓，比較相鄰2線圈負(fù)載電阻間信號電壓之差，數(shù)據(jù)機(jī)柜譯碼卡件在兩個通道探測和檢測棒位。線圈由交流6V供電。線圈信號在輸入到運(yùn)算電路前應(yīng)經(jīng)過放大、整流、濾波和甄別處理，以獲得純凈的輸出波形。數(shù)字棒位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制棒位探測器葛萊碼波形

6.9數(shù)字棒位指示控制器機(jī)柜每個棒位探測器有2根電纜，每根電纜包含24個線圈電壓信號線，電纜應(yīng)耐高溫、耐輻照、加屏蔽，低煙、無鹵和阻燃。數(shù)據(jù)機(jī)柜的電子模塊支持與標(biāo)準(zhǔn)Ovation控制器的通信，按程序執(zhí)行DRPI功能。安全殼內(nèi)的電子模塊功能遠(yuǎn)傳到安全殼外部的控制器I/O接口，來自探測器接口板的值和來自其它電子模塊的機(jī)柜狀態(tài)信號傳輸?shù)絆vation控制器通信鏈接上。數(shù)據(jù)機(jī)柜的電子模塊向所有DRPI探測器提供電源，并檢測每個探測器的信號安全殼內(nèi)有兩個數(shù)據(jù)機(jī)柜，安全殼內(nèi)電子裝置包含信號調(diào)節(jié)設(shè)備（編碼卡件）、通信接口、電子模塊和探測器的電源。

6.9數(shù)字棒位指示控制器機(jī)柜（續(xù)）數(shù)據(jù)機(jī)柜和電子模塊應(yīng)滿足下述要求：完全的和保守的電路設(shè)計，首選軍用元件。在安全殼環(huán)境中裝置連續(xù)運(yùn)行。數(shù)據(jù)機(jī)柜電子模塊支持與執(zhí)行DRPI功能的標(biāo)準(zhǔn)Ovation控制器編程通信，Ovation控制器組合數(shù)據(jù)A和數(shù)據(jù)B信號±6步精度，顯現(xiàn)棒位線圈精度在±3步之內(nèi)。信號處理編碼器卡件完成下述功能：從數(shù)據(jù)通道線圈（A和B數(shù)據(jù)）接收單獨信號。由一個線圈信號與下一個線圈信號比較，探測棒的位置。對控制棒的位置轉(zhuǎn)換成葛萊碼表示的棒位。提供探測線圈開路、線圈短路，電纜中開路或短路等故障信號。提供測量探測器到落棒試驗的接口。

葛萊碼真值表

棒位葛萊碼二進(jìn)制瑪棒位葛萊碼二進(jìn)制瑪123456789101112131415EDCBA0000100011000100011000111001