[發明專利]棒位指示器

有效

• 申請號: 201310360387.7
• 申請日: 2013-08-18
• 公開（公告）號: CN103400615A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 安寶鵬;孫振國;李躍忠;張逸飛;魏喬苑;鄭茂溪;趙毛毛;劉森
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;王冬華

技術領域

本發明屬于核反應堆裝備領域，更具體地說，本發明涉及一種棒位指示器。

背景技術

控制棒驅動機構(Control?Rod?Drive?Mechanism，簡稱CRDM)是一種步進式的提升機構，其下端與壓水反應堆中控制棒組件相連，用來使控制棒組件在堆芯提起、插入或保持在適當的位置，以實現反應性的控制。每個控制棒組件都是由單獨的CRDM操作。

由于CRDM作為步進式的提升機構，其所帶動的控制棒組件是實現壓水反應堆啟動、功率調節、安全停堆及事故停堆的重要機構。因此需要對反應堆控制棒組件在堆芯中所處的軸向位置進行測量，由此引入棒位指示器(Rod?Position?Indicator，簡稱RPI)。

由于壓水反應堆中控制棒組件處在高溫高壓的壓力容器內，它所處的位置只能間接地測量，即通過測量與控制棒組件相連的CRDM的驅動桿部件的位置，來轉換成控制棒組件在堆芯中的位置。

RPI的測量原理是利用電磁感應原理，將與控制棒組件相連的CRDM的驅動桿部件的機械位移量轉換成電量，經過對電量信號處理后轉換成可見的實際位置。

參見圖1，是相關技術中的棒位指示器的原理圖。RPI由沿CRDM行程方向套管安裝的離散線圈組成，包括24個A組線圈和24個B組線圈組成。48個不連續線圈采用的排列方式為：從RPI內筒體的底部開始，奇數線圈為A組線圈；偶數線圈為B組線圈。A組線圈和B組線圈分別獨立接線，RPI中同組的各個線圈輸入端并聯，每個線圈的輸出端將提供輸出信號進入比較器，比較器輸出的信號經連接電纜輸入到數據柜中，并在數據柜中將這些信號轉換成5位GRAY碼(Binary?Gray?Code，二進制格雷碼，簡稱格雷碼)信號。

A組線圈和B組線圈中相鄰兩個線圈在RPI內筒體上間隔95.25mm，對應于CRDM的6個機械步。因此，單組棒位指示器的分辨率為±6步，稱為半精度；若2組棒位指示器相結合將得到全精度的分辨率±3步。

但是，上述棒位指示器所采用的編碼體系復雜，對制造工藝要求高。

發明內容

本發明的發明目的在于：提供一種棒位指示器，能夠用于測量控制棒的行程位置，測量精度高，且結構簡單。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種棒位指示器，其包括初級線圈、第一次級線圈、信號轉換電路和處理器；

所述初級線圈沿著包裹被測量的控制棒驅動機構的驅動桿的棒行程套管安裝，所述初級線圈的輸入抽頭連接電源正極，所述初級線圈的輸出抽頭連接電源負極；

所述第一次級線圈包括n個離散線圈，且按照由第1線圈至第n線圈的序號依次地套接在所述初級線圈的外圍，所述n個離散線圈和所述初級線圈之間設置有隔離層；n為整數，且n≥31；

所述n個離散線圈被劃分成至少m組線圈，所述m組線圈中的第i組線圈是所述n個離散線圈中序號加2^i-1后能被2ⁱ整除的線圈，m和i為整數，且m≥5，1≤i≤m；每一組線圈中的線圈按照由小到大的序號依次串聯連接，且相鄰的兩個線圈反接；

所述信號轉換電路用于對所述m組線圈中的每一組線圈的電量信號進行檢測；當所述電量信號大于或等于門限值時，將對應的一組線圈的電量信號編碼為二進制碼“1”；當所述電量信號小于門限值時，將對應的一組線圈的電量信號編碼為二進制碼“0”；

所述處理器用于根據所述m組線圈對應的二進制碼和所述n個離散線圈的間距，計算所述被測量的控制棒驅動機構的行程位置。

作為本發明棒位指示器的一種改進，所述棒位指示器還包括第二次級線圈；

所述第二次級線圈包括x個離散線圈，所述x個離散線圈位于所述第一次級線圈的延伸方向上，且按照由第1線圈至第x線圈的序號依次地套接在所述初級線圈的外圍，所述x個離散線圈和所述初級線圈之間設置有隔離層；x為整數，且x≥4；

所述x個離散線圈被劃分成至少y組線圈，所述y組線圈中的第j組線圈是所述x個離散線圈中序號加2^j-1后能被2^j整除的線圈，y和j為整數，且y≥3，1≤j≤y；每一組線圈中的線圈依次串聯連接，且相鄰的兩個線圈反接；

所述信號轉換電路還用于對所述y組線圈中的每一組線圈的電量信號進行檢測；當所述電量信號大于或等于門限值時，將對應的一組線圈的電量信號編碼為二進制碼“1”；當所述電量信號小于門限值時，將對應的一組線圈的電量信號編碼為二進制碼“0”；