[發明專利]核反應堆控制棒棒位探測器

有效

• 申請號: 201611079688.2
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN107068219B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 李雪峰;李躍忠;趙毛毛;魏喬苑;張飛;吳和北;劉言午;戴長年;冉小兵
• 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: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

本發明公開了一種核反應堆控制棒棒位探測器，包括：初級線圈、次級線圈集，所述次級線圈集包括多個次級線圈，所述次級線圈集依次間隔分為至少兩個大組的次級線圈，每個大組的次級線圈分為多個小組的次級線圈，每個所述小組的次級線圈按照奇偶順序依次正接反接。與現有技術相比，本發明通過對線圈的布置以及連線方式進行重新設計，以達到提升棒位探測精度和冗余度目的。

技術領域

本發明屬于核電站技術領域，更具體地說，本發明涉及一種核反應堆控制棒棒位探測器。

背景技術

反應堆控制棒束布置在堆芯內，貫穿于燃料組件中，其主要作用是通過控制棒驅動機構的步進提升和下插動作，帶動控制棒束在燃料組件中進行精確的定位，以實現反應堆功率控制；或機構斷電，控制棒束組件落棒，以達到停堆目的。

目前，國際上大多數核電站采用棒位探測器對控制棒束的位置進行實時監控。棒位探測器的結構形式主要包括棒位探測線圈和支撐筒體兩部分。探測線圈是棒位探測的核心部件，一般而言，它由不同的子組線圈構成，當驅動桿上端進入子組線圈的內部區域時，子組線圈內的磁通、磁阻便發生改變，這些變化反應在輸出信號上。通過信號處理并可得到驅動桿的位置，即控制棒的位置。

現有的棒位探測方案主要有以下兩種：

請參考圖1，現有的一種棒位探測方案，其棒位探測線圈共包括了1個初級線圈100'、31個次級線圈組成的次級線圈集200'、2個補償線圈300'、公共線400'、地線500'。

初級線圈100'繞在整個線圈骨架的外沿。

兩個補償線圈300'分布在次級線圈集200'的兩端。

次級線圈集200'分為5組，分別為A、B、C、D、E，各組線圈分別如下：

A組線圈包括：1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31，共16個。

B組線圈包括：2、6、10、14、18、22、26、30，共8個。

C組線圈包括：4、12、20、28，共4個。

D組線圈包括：8、24，共2個。

E組線圈包括：16，共1個。

通過對次級線圈進行分組，并將各組線圈分別按奇偶順序進行正接和反接，并可以實現格雷碼信號輸出。由于相隔線圈間距為8步，故棒位探測器的測量精度為8步。當驅動桿端部位于線圈內時，該線圈輸出高電平，否則輸出低電平。

該棒位探測線圈輸入輸出共11路線，由一個電連接器連接至棒位棒控系統(RodControl System，RGL)。

請參考圖2，現有的第二種棒位探測方案，其棒位探測線圈分為A、B兩組，每組有24個線圈100”，采用離散的接線方式交替布置在探測器的套管上，每組線圈共用一根電源母線200”，共輸出48路獨立信號，A、B兩組信號分別由不同的電連接器引出。每個線圈的接線方式如下附圖2所示，由于該技術方案相鄰兩個線圈之間的間距為6步，故該棒位線圈本身的精度為6步。

當驅動桿向上移動通過線圈時，線圈的電感發生變化，具體為線圈的阻抗變大，這使得在終端電阻上的分壓變小，輸出較小電壓；當線圈未有驅動桿通過時，電阻端輸出較大電壓。將相鄰的同組線圈輸出電壓通過比較器300”進行放大、比較并可以得到一個反映驅動桿位置的信號。

但是，現有的棒位探測方案，存在如下缺陷：

對于目前現有技術的第一種方式而言，主要存在兩個缺陷：

1)棒位探測精度為8步，精度不足以滿足功率精確控制需求。

2)棒位探測線圈為非冗余設計，一旦發生單一故障，如線圈線路故障或電連接器失效等，整個棒位探測器將完全失去棒位指示功能。