[发明专利]基于核电站控制棒运动特性的棒位测量方法、装置和介质

说明书

本发明公开了基于核电站控制棒运动特性的棒位测量方法、装置和介质，涉及核电站领域，解决了现有的控制棒测量装置测量精度有上限的问题。本发明包括激励电源向棒位探测器供电；从棒位探测器采集测量信号，包括采集棒位探测器中线圈的感应电压信号；分离测量信号中的固定频率信号与低频扰动信号，结合固定频率信号与低频扰动信号进行数据处理，得到棒位探测器的位置信息，得到控制棒束的位置信息。本发明能够在不改变棒位探测器现有结构的基础之上，提供核电站控制棒位置测量的精度。仅需改变信号处理方法，增加由控制棒运动所引起低频干扰信号处理即可完成本发明的效果。

技术领域

本发明涉及核电站领域，具体涉及基于核电站控制棒运动特性的棒位测量方法、装置和介质。

背景技术

核电站通过改变控制棒在反应堆堆芯中的轴向位置进行功率控制。在反应堆功率运行期间，控制棒的棒位的准确度是十分重要的。若控制棒运行在限值以外而未被探测到，在设计基准事故情况下就可能违反了功率峰因子、弹棒价值和停堆深度的限值。

压水堆核电站的控制棒束处在高温高压的压力容器内部，不能直接进行测量。现运行最为广泛的测量方法是利用电磁感应原理，通过棒位测量装置来获取布置在控制棒行程路径中离散探测器的感应电压，经数据处理后得到控制棒的实际棒位。

但是该种控制棒测量装置有一个缺点：其测量精度有上限，最高精度为棒位探测器感应线圈的离散分布距离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的控制棒测量装置测量精度有上限，最高精度为棒位探测器感应线圈的离散分布距离，本发明提供了解决上述问题的基于核电站控制棒运动特性的棒位测量方法、装置和介质。

针对此种测量装置的设计缺陷，例如在AP1000核电站中，感应线圈的离散距离为控制棒机械运动步6步，其测量装置的最高精度为6步；在M310和华龙一号的核电站中，感应线圈的离散距离为8步，其测量装置的最高精度为8步。本发明将控制棒运动过程中引起的磁场变动进行分析与处理，本发明利用该干扰信号与控制棒运动的直接关系，得到棒位信息，打破测量装置的最高精度受限的技术偏见。新的设计方法仅对测量装置进行改进，不影响棒控棒位系统内其他设备，即可实现控制棒实际棒位的高精度测量。

本发明通过下述技术方案实现：

基于核电站控制棒运动特性的棒位测量方法，包括以下步骤：

步骤一，激励电源向棒位探测器供电；

步骤二，从棒位探测器采集测量信号，包括采集棒位探测器中线圈的感应电压信号；

步骤三，分离测量信号中的固定频率信号与低频扰动信号，结合固定频率信号与低频扰动信号进行数据处理，得到棒位探测器的位置信息，得到控制棒束的位置信息。干扰信号的时间间隔等于控制棒运动时间间隔，因此分析得知出现干扰是此时有控制棒运动所造成的。

进一步地，控制棒的棒位探测器共有3类探测线圈组成，分别为：原边线圈、辅助线圈和测量线圈。采用固定频率且幅值可调的交流电源向棒位探测器供电，向棒位探测器的原边线圈提供固定频率幅值可调的交流激励电流，原边线圈在棒位探测器内部形成电磁场，辅助线圈基于电磁场变化向激励电源提供磁场状况反馈，依据磁场状况反馈调节交流激励电流的幅值，以保证内部电磁场强度的稳定，压水堆核电站反应堆中的控制棒驱动轴是由磁性材料组成。

进一步地，从棒位探测器的测量线圈中采集测量信号。

进一步地，包括多个测量线圈，将多个测量线圈分类且分组，并将相邻两组同类测量线圈反向串联连接，采集并输出测量到的测量线圈的感应电压信号，然后整形感应电压信号为高低电平信号，对高低电平信号通过GRAY码编码的形式，解码得到棒位探测器的位置信息，得到控制棒束的位置信息。