[發明專利]一種熔爐電極控制結構及方法

在審

• 申請號: 202210859199.8
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115388663A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 張俊龍;江潤;張偉超;祝永剛;劉艷強;蘇源發
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: F27D11/10
• 分類號: F27D11/10;F27D19/00;G21F9/16
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

本發明屬于放射性廢物處理技術領域，具體涉及一種熔爐電極控制結構及方法，該熔爐電極控制結構包括控制模塊(1)和電氣模塊(2)，控制模塊(1)通過硬接線發送經過邏輯運算處理的調節信號給電氣模塊(2)，電氣模塊(2)根據調節信號對電壓進行調節進而對熔爐(4)的電極(5)進行電流和功率控制，從而實現熔爐(4)的溫度調節。本發明采用控制、電氣分開設計，可以避免控制人員在檢修作業時接觸高電壓造成的人員觸電傷害風險。同時采用數字化設計，可以降低生產成本，降低維修成本；能夠實現針對電極(5)的電流和功率的雙重控制，電流控制可達0?1000A，功率控制可至0?120kW，能夠有效的滿足電極(5)的加熱需要。

技術領域

本發明屬于放射性廢物處理技術領域，具體涉及一種熔爐電極控制結構及方法。

背景技術

玻璃固化是指將放射性廢物和玻璃形成劑在1000℃或更高的溫度下熔制成玻璃體的處理技術，是高放射性廢液固化方法之一。玻璃固化工程的核心設備是熔爐(陶瓷電熔爐)，通過電控回路對熔爐的電極對進行電學參數調節從而得到需要的爐內溫度，現有的電極控制結構為“電儀控制柜-變壓器-負載電極”的模式(見圖1)，同一回路的控制器和高壓電氣部件均設置在同一面機柜，安全性較差，并且采用模擬控制方式，接口眾多，不利于調試運行維護。

發明內容

本發明的目的是提供一種熔爐電極控制裝置。這種裝置控制部分和電氣高壓部分實體隔離，能夠有效的保證人員安全。采用DCS模塊化設計，便于多個控制回路擴展復制，也更便于運行維護。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案是一種熔爐電極控制結構，其中，包括控制模塊和電氣模塊，所述控制模塊通過硬接線發送經邏輯運算處理后的調節信號給所述電氣模塊，所述電氣模塊根據所述調節信號對電壓進行調節進而對熔爐的電極的電流和功率進行控制，從而實現所述熔爐的溫度調節。

進一步，所述控制模塊內設有邏輯處理單元，所述邏輯處理單元與外部的操作終端連接，所述操作終端發送電學參數設定值至所述邏輯處理單元；所述邏輯處理單元內設有邏輯運算程序，用于將所述電學參數設定值經過邏輯運算處理后轉變為所述調節信號，所述調節信號為4-20mA信號，所述電學參數設定值包括電流設定值和功率設定值。

進一步，所述邏輯處理單元還用于接收所述電氣模塊的電流反饋信號和電壓反饋信號。

進一步，

所述控制模塊還包括I/O處理單元和控制電源模塊；

所述邏輯處理單元提供邏輯控制程序，所述外部操作終端用于顯示、操作組態控制畫面，操作人員能夠在所述組態控制畫面上將控制回路調整為電流控制或功率控制，并能夠在電流和功率允許范圍內給定具體的電流設定值或功率設定值，也能夠選擇根據所述組態控制程序給定的電流設定值或功率設定值對所述熔爐進行升溫或降溫。

進一步，所述電氣模塊根據所述調節信號，向與所述熔爐相連的變壓器輸出電流以及與所述調節信號相對應的調制電壓，所述調制電壓是根據所述電氣模塊內的已設定好的設定值-電壓曲線調節后的電壓，也就是在4-20mA設定值輸入的情況下，所述電氣模塊輸出對應范圍0-400V AC的電壓曲線。

進一步，所述變壓器根據所述電氣模塊輸出的所述調制電壓和所述電流進行變壓以及電流調節，實現對所述電極的功率和電流進行控制，進而實現所述熔爐的溫度調節。

進一步，所述電氣模塊內設置電源開關及保護設備和電壓調制設備，外接動力電源，所述電壓調制設備接收所述電學參數設定值后根據所述設定值-電壓曲線輸出所述調制電壓給所述變壓器，所述變壓器經過變比調節后送給所述電極，同時所述電氣模塊反饋所述電流反饋信號和所述電壓反饋信號給所述邏輯處理單元。