[發明專利]一種用于吸收球停堆系統功能驗證的測試裝置

有效

• 申請號: 202011312228.6
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112397207B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉俊峰;王鵬飛;張振偉;萬雙甲;吳世發;馬晨
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: G21C9/02
• 分類號: G21C9/02;G21C17/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種用于吸收球停堆系統功能驗證的測試裝置，其特征在于，包括步進電機(1)、落球閥(4)、貯球罐(2)、供料器(5)、供氣室(6)、氦氣壓縮機入口電動閥(7)、氦氣壓縮機(8)、氦氣壓縮機出口電動閥(9)、人-機界面顯示器(13)、仿真建模服務器(12)、Labview數據采集機柜(11)及吸收球停堆系統DCS機柜(10)；

步進電機(1)的輸出軸與落球閥(4)的控制端相連接，貯球罐(2)的底部出口與落球閥(4)的入口相連通，落球閥(4)的出口與供料器(5)的第一入口相連通，供料器(5)的出口與貯球罐(2)的入口相連通，貯球罐(2)內存放有若干吸收球(3)，貯球罐(2)的頂部出口與供氣室(6)的入口相連通，供氣室(6)的出口依次經氦氣壓縮機入口電動閥(7)、氦氣壓縮機(8)及氦氣壓縮機出口電動閥(9)與供料器(5)的第二入口相連通；

人-機界面顯示器(13)經仿真建模服務器(12)、Labview數據采集機柜(11)及吸收球停堆系統DCS機柜(10)與步進電機(1)、氦氣壓縮機入口電動閥(7)、氦氣壓縮機(8)及氦氣壓縮機出口電動閥(9)相連接；

所述吸收球停堆系統DCS機柜(10)包括DCS機柜本體以及設置于DCS機柜內的步進電機卡件(10-1)、氦氣壓縮機入口電動閥驅動卡件(10-2)、氦氣壓縮機卡件(10-3)及氦氣壓縮機出口電動閥驅動卡件(10-4)，其中，Labview數據采集機柜(11)經步進電機卡件(10-1)與步進電機(1)相連接；Labview數據采集機柜(11)經氦氣壓縮機入口電動閥驅動卡件(10-2)與氦氣壓縮機入口電動閥(7)相連接；Labview數據采集機柜(11)經氦氣壓縮機卡件(10-3)與氦氣壓縮機(8)相連接；Labview 數據采集機柜(11)經氦氣壓縮機出口電動閥驅動卡件(10-4)與氦氣壓縮機出口電動閥(9)相連接；

所述Labview數據采集機柜(11)包括數據采集機柜本體以及設置于數據采集機柜本體內的步進電機A/D轉換卡件(11-1)、氦氣壓縮機入口電動閥A/D轉換卡件(11-2)、氦氣壓縮機A/D轉換卡件(11-3)及氦氣壓縮機出口電動閥A/D轉換卡件(11-4)；

仿真建模服務器(12)包括步進電機仿真模型系統(12-1)、氦氣壓縮機入口電動閥仿真模型系統(12-2)、氦氣壓縮機仿真模型系統(12-3)及氦氣壓縮機出口電動閥仿真模型系統(12-4)；

步進電機仿真模型系統(12-1)經步進電機A/D轉換卡件(11-1)與步進電機卡件(10-1)相連接；

氦氣壓縮機入口電動閥仿真模型系統(12-2)經氦氣壓縮機入口電動閥A/D轉換卡件(11-2)與氦氣壓縮機入口電動閥驅動卡件(10-2)相連接；

氦氣壓縮機仿真模型系統(12-3)經氦氣壓縮機A/D轉換卡件(11-3)與氦氣壓縮機卡件(10-3)相連接；

氦氣壓縮機出口電動閥仿真模型系統(12-4)經氦氣壓縮機出口電動閥A/D轉換卡件(11-4)與氦氣壓縮機出口電動閥驅動卡件(10-4)相連接；

人-機界面顯示器(13)與步進電機仿真模型系統(12-1)、氦氣壓縮機入口電動閥仿真模型系統(12-2)、氦氣壓縮機仿真模型系統(12-3)及氦氣壓縮機出口電動閥仿真模型系統(12-4)相連接；

具體工作過程為：

(1)落球過程驗證：

在仿真建模服務器(12)中模擬反應堆緊急停堆且控制棒系統失效，觸發吸收球(3)停堆系統落球工況，具體過程為：

11)仿真建模服務器(12)輸出的觸發信號通過步進電機A/D轉換卡件(11-1)傳遞至步進電機卡件(10-1)，然后再傳遞給步進電機(1)的驅動頭，由步進電機(1)驅動落球閥(4)打開，吸收球(3)沿著貯球罐(2)的底部在重力作用下下落，并落入供料器(5)中；

12)步進電機(1)反饋的動作信號經步進電機卡件(10-1)及步進電機A/D轉換卡件(11-1)輸入到步進電機仿真模型系統(12-1)中，改變步進電機仿真模型等狀態，并將結果傳送至人-機界面顯示器(13)中顯示輸出，通過人-機界面顯示器(13)讀取吸收球(3)的重力下落時間、吸收球(3)的落球合格率及落球速率，經反復調整仿真建模服務器(12)中控制器的參數，直至落球過程驗證合格；

(2)氣力輸送吸收球(3)過程的驗證：

在仿真建模服務器(12)中模擬吸收球(3)位于供料器(5)中，反應堆啟動，具體過程為：

21)仿真建模服務器(12)中的觸發信號通過步進電機A/D轉換卡件(11-1)傳遞至步進電機卡件(10-1)，再經步進電機卡件(10-1)傳遞至步進電機(1)的驅動頭，由步進電機(1)驅動落球閥(4)關閉；

22)仿真建模服務器(12)中的觸發信號通過氦氣壓縮機入口電動閥A/D轉換卡件(11-2)傳遞至氦氣壓縮機入口電動閥驅動卡件(10-2)，再經氦氣壓縮機入口電動閥驅動卡件(10-2)傳遞至氦氣壓縮機入口電動閥(7)的驅動頭，將氦氣壓縮機入口電動閥(7)打開，同時經氦氣壓縮機A/D轉換卡件(11-3)傳遞至氦氣壓縮機卡件(10-3)，再經氦氣壓縮機卡件(10-3)傳遞至氦氣壓縮機(8)的控制系統，使啟動氦氣壓縮機(8)；同時經氦氣壓縮機出口電動閥A/D轉換卡件(11-4)及氦氣壓縮機出口電動閥驅動卡件(10-4)傳遞至氦氣壓縮機出口電動閥(9)的驅動頭，將氦氣壓縮機出口電動閥(9)打開；

23)供氣室(6)輸出的氦氣經氦氣壓縮機(8)加壓后流入供料器(5)，以攜帶著吸收球(3)沿著吸收球輸送管道向上流動進入貯球罐(2)中，在貯球罐(2)中進行氣固兩相分離，吸收球(3)落入貯球罐(2)內，氦氣從貯球罐(2)的上部排入供氣室(6)中，循環流動直至全部吸收球(3)均流入貯球罐(2)內堆積；

24)步進電機(1)反饋的動作信號依次經步進電機卡件(10-1)、步進電機A/D轉換卡件(11-1)輸入到步進電機仿真模型系統(12-1)中，以改變步進電機仿真模型的狀態，并將結果傳送至人-機界面顯示器(13)中顯示輸出，通過人-機界面顯示器(13)讀取落球閥(4)的關閉時間；

25)氦氣壓縮機入口電動閥(7)反饋的動作信號依次經氦氣壓縮機入口電動閥驅動卡件(10-2)、氦氣壓縮機入口電動閥A/D轉換卡件(11-2)輸入到氦氣壓縮機入口電動閥仿真模型系統(12-2)中，并將結果傳送至人-機界面顯示器(13)中顯示輸出，通過人-機界面顯示器(13)讀取氦氣壓縮機入口電動閥(7)的開啟時間；

26)氦氣壓縮機(8)反饋的動作信號經氦氣壓縮機卡件(10-3)、氦氣壓縮機A/D轉換卡件(11-3)輸入到氦氣壓縮機仿真模型系統(12-3)中，并將結果傳送至人-機界面顯示器(13)中顯示輸出，通過人-機界面顯示器(13)讀取氦氣壓縮機(8)的啟動及運行參數；

27)氦氣壓縮機出口電動閥(9)反饋的動作信號經氦氣壓縮機出口電動閥驅動卡件(10-4)、氦氣壓縮機出口電動閥A/D轉換卡件(11-4)輸入到氦氣壓縮機出口電動閥仿真模型系統(12-4)中，并將結果傳送至人-機界面顯示器(13)中顯示輸出，通過人-機界面顯示器(13)讀取氦氣壓縮機出口電動閥(9)的開啟時間；

經反復調整仿真建模服務器(12)中的控制器參數，直至氣力輸送吸收球(3)過程驗證合格。