一种核电站反应堆控制棒位置测量方法、装置及设备与流程

本发明涉及压水堆核电站，具体涉及一种核电站反应堆控制棒位置测量方法、装置及设备。

背景技术：

1、核电站通过改变控制棒在反应堆芯中的轴向位置进行功率控制，电站运行时需实时监测控制棒的位置。由于控制棒与驱动杆连同运动，因此可以通过监测驱动杆在控制棒行程套管中的位置来得到控制棒在反应堆芯中的位置。驱动杆处于控制棒行程套管的中心轴线，其磁导率显著高于空气的磁导率。驱动杆位置的测量可利用该特性，通过电磁感应原理实现。

2、现运用最为广泛的核电站棒位探测器及相应的测量原理为通过在控制棒全行程范围内设置多个离散线圈，并将其分为若干组(如分为a、b、c、d、e共5组)测量线圈，对其进行编码来实现。其测量原理是对每组离散线圈提供励磁电流，通过驱动杆是否处于离散线圈中引起的线圈感应电压输出高低变化，获得测量棒位。

3、该测量方法主要有如下缺点：该方法简单的根据驱动杆处于某组测量线圈的奇数个线圈内还是偶数个线圈内，将该组线圈对应编码为“1”或者“0”。其分辨率受制于相邻两个测量线圈间的间隔(典型的，如为8个机械步)。一旦线圈间隔固定，则分辨率相应的确定，无法进一步提升。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种核电站反应堆控制棒位置测量方法、装置及设备，解决了现有技术分辨率较低的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供一种核电站反应堆控制棒位置测量方法，包括：

4、获取预设的机械步长，并根据所述预设的机械步长对核电站反应堆控制棒所对应的行程范围进行划分，得到每一步所对应的位置；

5、通过由多组测量线圈组成的棒位测量器对每一步所对应的位置进行标定，以确定每个位置所对应的标定区间；

6、通过由多组测量线圈组成的棒位测量器实时获取各组测量线圈所对应的实时测量值，并根据每个位置所对应的标定区间以及各组测量线圈所对应的实时测量值，确定核电站反应堆控制棒位置。

7、在一种可能的实施方式中，获取预设的机械步长，并根据所述预设的机械步长对核电站反应堆控制棒所对应的行程范围进行划分，得到每一步所对应的位置，包括：

8、获取预先存储于数据库或者通过人机交互输入的机械步长；

9、按照机械步长，并以核电站反应堆控制棒所对应的行程范围的最底端为起点，以最顶端为前进方向，逐一获取每一步所对应的位置；

10、将核电站反应堆控制棒所对应的行程范围划分完成之后，得到每一步所对应的位置。

11、在一种可能的实施方式中，通过由多组测量线圈组成的棒位测量器对每一步所对应的位置进行标定，以确定每个位置所对应的标定区间，包括：

12、通过由多组测量线圈组成的棒位测量器测量每一步所对应的第一临界位置的第一运行参数，通过由多组测量线圈组成的棒位测量器测量每一步所对应的第二临界位置的第二运行参数；

13、根据所述第一运行参数以及所述第二运行参数，确定每个位置所对应的标定区间。

14、在一种可能的实施方式中，所述第一运行参数包括每个测量线圈在每一步对应的第一临界位置所测量的第一电压；所述第二运行参数包括每个测量线圈在每一步对应的第二临界位置所测量的第二电压。

15、在一种可能的实施方式中，根据所述第一运行参数以及所述第二运行参数，确定每个位置所对应的标定区间，包括：

16、针对每一步，将步长的第一临界位置所对应的第一电压以及第二临界位置所对应的第二电压，组成每个测量线圈在每一步对应的标定区间。

17、在一种可能的实施方式中，通过由多组测量线圈组成的棒位测量器实时获取各组测量线圈所对应的实时测量值，并根据每个位置所对应的标定区间以及各组测量线圈所对应的实时测量值，确定核电站反应堆控制棒位置，包括：

18、通过由多组测量线圈组成的棒位测量器实时获取各组测量线圈所对应的实时测量值；

19、以每个位置所对应的标定区间为基础，查找各组测量线圈对应的实时测量值所在的第一目标标定区间；

20、根据各组测量线圈对应的实时测量值所在的第一目标标定区间，确定核电站反应堆控制棒位置。

21、在一种可能的实施方式中，根据各组测量线圈对应的实时测量值所在的第一目标标定区间，确定核电站反应堆控制棒位置，包括：

22、a1、判断各组测量线圈对应的实时测量值所在的第一目标标定区间是否存在预设的特定标定区间，若是，则将特定标定区间对应的位置作为核电站反应堆控制棒位置，否则进入步骤a2；

23、其中，每组测量线圈对应的特定标定区间所对应位置互不重合；

24、a2、以每个位置所对应的标定区间为基础，先通过两组测量线圈对应的实时测量值确定至少一个第二目标标定区间，并以其他测量线圈作为辅助定位条件，从至少一个第二目标标定区间中确定一个第三目标标定区间，并将第三目标标定区间对应的位置作为核电站反应堆控制棒位置。

25、在一种可能的实施方式中，还包括：将核电站反应堆控制棒位置可视化显示。

26、第二方面，本发明提供一种核电站反应堆控制棒位置测量装置，包括行程划分模块、标定模块以及位置确定模块；

27、所述行程划分模块，用于获取预设的机械步长，并根据所述预设的机械步长对核电站反应堆控制棒所对应的行程范围进行划分，得到每一步所对应的位置；

28、所述标定模块，用于通过由多组测量线圈组成的棒位测量器对每一步所对应的位置进行标定，以确定每个位置所对应的标定区间；

29、所述位置确定模块，用于通过由多组测量线圈组成的棒位测量器实时获取各组测量线圈所对应的实时测量值，并根据每个位置所对应的标定区间以及各组测量线圈所对应的实时测量值，确定核电站反应堆控制棒位置。

30、第三方面，本发明提供一种核电站反应堆控制棒位置测量设备，包括处理器和存储器；

31、所述存储器存储计算机执行指令；

32、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述处理器执行如第一方面所述的核电站反应堆控制棒位置测量方法。

33、本发明提供的一种核电站反应堆控制棒位置测量方法、装置及设备，在不改变其现有结构及运行方式前提下，通过对探测器输出信号特征点的准确识别，通过对线圈在不同位置下的不同输出的标定，实现了将棒位测量分辨率与棒位探测器测量线圈间隔解耦，分辨率不再受限于棒位探测器，具体实现的分辨率具有进一步提升可能性，将棒位测量分辨率由±8步提高到±1步，具有十分广阔的市场前景和显著地经济效益。

技术特征：

1.一种核电站反应堆控制棒位置测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的核电站反应堆控制棒位置测量方法，其特征在于，获取预设的机械步长，并根据所述预设的机械步长对核电站反应堆控制棒所对应的行程范围进行划分，得到每一步所对应的位置，包括：

3.根据权利要求2所述的核电站反应堆控制棒位置测量方法，其特征在于，通过由多组测量线圈组成的棒位测量器对每一步所对应的位置进行标定，以确定每个位置所对应的标定区间，包括：

4.根据权利要求3所述的核电站反应堆控制棒位置测量方法，其特征在于，所述第一运行参数包括每个测量线圈在每一步对应的第一临界位置所测量的第一电压；所述第二运行参数包括每个测量线圈在每一步对应的第二临界位置所测量的第二电压。

5.根据权利要求4所述的核电站反应堆控制棒位置测量方法，其特征在于，根据所述第一运行参数以及所述第二运行参数，确定每个位置所对应的标定区间，包括：

6.根据权利要求5所述的核电站反应堆控制棒位置测量方法，其特征在于，通过由多组测量线圈组成的棒位测量器实时获取各组测量线圈所对应的实时测量值，并根据每个位置所对应的标定区间以及各组测量线圈所对应的实时测量值，确定核电站反应堆控制棒位置，包括：

7.根据权利要求6所述的核电站反应堆控制棒位置测量方法，其特征在于，根据各组测量线圈对应的实时测量值所在的第一目标标定区间，确定核电站反应堆控制棒位置，包括：

8.根据权利要求7所述的核电站反应堆控制棒位置测量方法，其特征在于，还包括：将核电站反应堆控制棒位置可视化显示。

9.一种核电站反应堆控制棒位置测量装置，其特征在于，包括行程划分模块、标定模块以及位置确定模块；

10.一种核电站反应堆控制棒位置测量设备，其特征在于，包括处理器和存储器；

技术总结本发明公开了一种核电站反应堆控制棒位置测量方法、装置及设备，涉及压水堆核电站技术领域，在不改变其现有结构及运行方式前提下，通过对探测器输出信号特征点的准确识别，通过对线圈在不同位置下的不同输出的标定，实现了将棒位测量分辨率与棒位探测器测量线圈间隔解耦，分辨率不再受限于棒位探测器，具体实现的分辨率具有进一步提升可能性，将棒位测量分辨率由±8步提高到±1步，具有十分广阔的市场前景和显著地经济效益。技术研发人员：李国勇,李梦书,郑杲,于天达,黄可东,刘宏春,周继翔,崔怀明,曹锐,张显均,青先国,何正熙,许明周,王春蕾,陈帅君,彭子恒,唐诗涵受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院技术研发日：技术公布日：2024/6/23