控制棒棒位测量系统中两极板电容传感器设计 被引量：10

1

作者 胡广 薄涵亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2352-2356,共5页

控制棒棒位测量对于反应堆运行与安全至关重要。针对NHR-200反应堆控制棒棒位测量系统,引入基于电容传感器的控制棒棒位测量方法。设计出一种两极板电容传感器,通过分析极板面积、干扰电容以及屏蔽方式的影响,进行仿真计算与优化。分析... 控制棒棒位测量对于反应堆运行与安全至关重要。针对NHR-200反应堆控制棒棒位测量系统,引入基于电容传感器的控制棒棒位测量方法。设计出一种两极板电容传感器,通过分析极板面积、干扰电容以及屏蔽方式的影响,进行仿真计算与优化。分析结果表明,计算结果与试验结果吻合较好,该传感器能进行控制棒棒位的准确测量,有较好的适应能力和应用前景。 展开更多

关键词 电容传感器 控制棒棒位 两电极 有限元方法

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高灵敏度内置电容式控制棒棒位传感器静态特性研究

2

作者 李彦霖 秦本科 薄涵亮 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期194-200,共7页

内置电容式控制棒棒位传感器可应用于控制棒水力驱动系统。针对四螺旋电极电容式控制棒棒位传感器,本文对双电容值方法测量控制棒棒位的静态特性进行了研究。通过开展传感器的原理性实验,建立了传感器的计算模型,并进行了数值模拟结果... 内置电容式控制棒棒位传感器可应用于控制棒水力驱动系统。针对四螺旋电极电容式控制棒棒位传感器,本文对双电容值方法测量控制棒棒位的静态特性进行了研究。通过开展传感器的原理性实验,建立了传感器的计算模型,并进行了数值模拟结果的实验验证。假定被测杆整体偏心,利用数值模拟方法建立了两组电容值与控制棒棒位的函数关系式,并对该函数关系式进行了误差分析,分析了该关系式对被测杆不同偏转方向和倾斜状态的适用性。研究结果表明,利用双电容值的棒位测量方法,对控制棒棒位的最大测量误差小于±6 mm,传感器灵敏度在0.05 pF/mm量级,能够满足控制棒棒位的实际测量需求。 展开更多

关键词 控制棒水力驱动系统 控制棒棒位 电容式传感器

原文传递

基于分段线圈的多线圈电感式棒位探测器棒位解算方法研究

3

作者 高龙将 唐健凯 +4 位作者 付国忠 王益明 张雪锋 王翔翼 罗凌雁 《核动力工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第S02期166-170,共5页

棒位探测器是核反应堆中棒位检测的主要设备,其检测精度直接影响核反应堆的安全正常运行,因此针对核反应堆用多线圈电感式棒位探测器提出了一种高精度棒位解算方法,分析了多线圈电感式棒位探测器的结构与测量原理,并基于有限元方法对多... 棒位探测器是核反应堆中棒位检测的主要设备,其检测精度直接影响核反应堆的安全正常运行,因此针对核反应堆用多线圈电感式棒位探测器提出了一种高精度棒位解算方法,分析了多线圈电感式棒位探测器的结构与测量原理,并基于有限元方法对多线圈电感式棒位探测器的动态特性进行了分析,结果表明每段检测线圈的感应电压存在一段特定区域,该区域的电压峰值呈线性变化。基于该特性提出了多线圈电感式棒位探测器的分段线圈的棒位解算方法,通过实时采集控制棒运动在不同位置时每段检测线圈当前周期内峰值,再根据棒位解算区域中感应电压峰值与棒位的关系进行棒位解算。最后,通过ANSYS和MATLAB/Simulink软件搭建模型对理论分析和棒位解算方法进行验证,仿真结果表明所提棒位解算方法能够使棒位探测器测量误差检测精度<0.2 mm,满足对控制棒进行高精度棒位检测的需求。 展开更多

关键词 电感式棒位探测器 高精度棒位解算 分段线圈 控制棒棒位 感应电压峰值

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双螺旋结构电容式棒位测量传感器偏心性能研究 被引量：4

4

作者 李彦霖 秦本科 薄涵亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2094-2100,共7页

控制棒棒位测量传感器是低温核供热堆控制棒步进和落棒测量的关键设备,其精度和可靠性直接关系到反应堆的安全性。对于双螺旋结构电容式棒位测量传感器,完成了传感器静态特性实验,利用有限元分析方法建立了传感器的计算模型,模型计算结... 控制棒棒位测量传感器是低温核供热堆控制棒步进和落棒测量的关键设备,其精度和可靠性直接关系到反应堆的安全性。对于双螺旋结构电容式棒位测量传感器,完成了传感器静态特性实验,利用有限元分析方法建立了传感器的计算模型,模型计算结果与实验结果符合良好。在此基础上,采用有限元模型结合正交试验方法分析了极板张角、极板螺距、陶瓷管壁厚度等设计参数对传感器偏心性能的影响,获得了传感器设计参数的优化组合。研究结果表明,减小极板张角、增大极板螺距、增大陶瓷管壁厚度、减小陶瓷管相对介电常数有助于减小传感器偏心误差,由正交试验方法获得的参数组合能实现棒位测量不失步的要求。研究成果为双螺旋结构电容式棒位测量传感器的设计和优化奠定了基础。 展开更多

关键词 控制棒棒位 电容式传感器 偏心性能 优化设计

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基于轮转电极的多电极电容式棒位测量传感器静态特性研究 被引量：2

5

作者 李彦霖 秦本科 薄涵亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期664-671,共8页

电容式棒位测量传感器是200 MW低温核供热堆控制棒水压驱动系统的关键测量部件,其精度和可靠性直接关系到反应堆的安全性。本文基于有限元方法建立了电容式棒位测量传感器的理论模型,对两电极电容式棒位测量传感器检测场的灵敏度分布特... 电容式棒位测量传感器是200 MW低温核供热堆控制棒水压驱动系统的关键测量部件,其精度和可靠性直接关系到反应堆的安全性。本文基于有限元方法建立了电容式棒位测量传感器的理论模型,对两电极电容式棒位测量传感器检测场的灵敏度分布特性进行了分析。结果表明,在检测场内存在一个特定区域,被测杆向该区域偏移时偏心误差较小。基于该特性提出了多电极电容式棒位测量传感器的设计方案和轮转电极的电容检测方法,针对该传感器,利用有限元模型进行了传感器结构优化和被测杆偏心误差分析,完成了传感器静态特性实验并验证了模型计算结果。分析结果表明,多电极电容式棒位测量传感器与轮转电极的电容检测方法能有效利用检测场的灵敏度分布特性,优化后传感器的偏心误差能达到棒位测量不失步的要求。研究成果为电容式棒位测量传感器的设计和优化提供了新的方向。 展开更多

关键词 控制棒棒位 电容式传感器 多电极 轮转电极

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压水堆线圈编码控制棒位置探测器的数学模型 被引量：2

6

作者 蒋跃元 孙忠智 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1625-1628,共4页

为了设计数字式控制棒位置探测器,根据线圈编码棒位探测器编码机理,确定了探测器的3个编码要素,即测量线圈的布置方式、线圈的分组接线方式和衔铁运行位置。提出了包括编码三要素的函数、4个定义以及探测器输出码推导的数学模型。探测... 为了设计数字式控制棒位置探测器,根据线圈编码棒位探测器编码机理,确定了探测器的3个编码要素,即测量线圈的布置方式、线圈的分组接线方式和衔铁运行位置。提出了包括编码三要素的函数、4个定义以及探测器输出码推导的数学模型。探测器的输出码(GRAY码)矩阵表征了控制棒在堆内的实际运行位置。以大亚湾核电站的控制棒位置探测器为例,其输出码计算结果表明了线圈编码棒位探测器的数学模型的正确性。该数学模型对于其他类型的数字式棒位探测器同样适用。 展开更多

关键词 压水堆 控制棒 位置探测器 数学模型

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高精度电容式棒位测量传感器静态特性研究 被引量：1

7

作者 李彦霖 秦本科 薄涵亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2564-2572,共9页

控制棒水压驱动系统是200 MW低温核供热堆的关键功率控制设备,电容式棒位测量传感器是该驱动系统的核心测量部件。针对被测杆偏心引起的测量误差,本文提出了能将被测杆步进与偏心所引发的电容变化量实现分离的测量方法(偏心-步进分离方... 控制棒水压驱动系统是200 MW低温核供热堆的关键功率控制设备,电容式棒位测量传感器是该驱动系统的核心测量部件。针对被测杆偏心引起的测量误差,本文提出了能将被测杆步进与偏心所引发的电容变化量实现分离的测量方法(偏心-步进分离方法),依据该方法提出了四螺旋电极电容式棒位测量传感器的设计方案。针对该传感器,利用有限元方法建立了理论模型,开展了传感器静态特性实验,理论模型结果与实验结果符合良好。利用理论模型建立了电容与棒位的函数关系,系统分析了新型传感器的测量误差,完成了传感器的结构优化。结果表明,四螺旋电极电容式棒位测量传感器配合偏心-步进分离方法,在计算工况内最大测量误差为-3.11 mm,能满足棒位测量不失步的要求。该成果可为电容式棒位测量传感器的后续改进提供指导。 展开更多

关键词 控制棒棒位 电容式传感器 四螺旋电极 偏心-步进分离方法

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状态微分反馈控制与压水反应堆功率现有两种控制系统的等价性研究

8

作者 栾秀春 刘磊 +2 位作者 王俊玲 杨志达 周杰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1266-1272,共7页

本文提出了一种新型的反馈控制--状态微分反馈控制,并用于设计负荷跟随运行模式下的反应堆控制系统。设计过程依赖于控制棒位置的积分控制和控制棒速度的状态微分反馈控制两种控制系统之间的等价性,这一关系被证明并总结为定理。数值仿... 本文提出了一种新型的反馈控制--状态微分反馈控制,并用于设计负荷跟随运行模式下的反应堆控制系统。设计过程依赖于控制棒位置的积分控制和控制棒速度的状态微分反馈控制两种控制系统之间的等价性,这一关系被证明并总结为定理。数值仿真结果表明,所设计的反应堆功率的状态微分反馈控制系统具有很好的负荷跟随模式性能。 展开更多

关键词 反应堆 功率控制系统 控制棒位置 控制棒速度 状态微分反馈控制

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MODE-A模式核电机组参与调峰适应性分析及建议 被引量：1

9

作者 王建成 张涛 +2 位作者 张建成 刘崇都 王欣 《东北电力技术》 2016年第6期57-62,共6页

就秦山第二核电厂机组MODE-A固有特性,不适当的调峰方式会不同程度引起放射性污水排放超标、核燃料包壳应力增加、堆芯寿期末硼浓度难以控制、局部反应堆功率瞬态、核燃料废弃及经济能损严重等症状,削弱了该系列反应堆运行安全裕度,极... 就秦山第二核电厂机组MODE-A固有特性,不适当的调峰方式会不同程度引起放射性污水排放超标、核燃料包壳应力增加、堆芯寿期末硼浓度难以控制、局部反应堆功率瞬态、核燃料废弃及经济能损严重等症状,削弱了该系列反应堆运行安全裕度,极易诱发人因事件。针对这些非安全因素,结合区域电网电源分布结构,参照国外核电机组调峰现状及经验反馈,提供可参考的建议。 展开更多

关键词 堆芯瞬态 棒控棒位 安全裕度 非化石能源 移峰填谷

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核电控制棒位置探测器性能鉴定的软件实现 被引量：1

10

作者 昌正科 邵定宏 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期60-64,49,共6页

介绍使用PLC采集、处理大批量数据,实现控制棒位置探测器静态线性度检查、通道一致性检查和动态特性检查的方法,介绍PLC大批量数据的格式化输出方法。

关键词 控制棒 位置测量 性能鉴定 PLC软件

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控制棒位置指示系统的数字化 被引量：3

11

作者 陈梅 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期543-547,566,共6页

本文介绍了控制棒位置指示系统的设计原理、系统构成及可编程控制器在控制棒位置指示系统中的应用。

关键词 控制棒位置指示系统 实测棒位 要求棒位 失步报警 棒位偏差 可编程控制器

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基于PCA的气冷微型堆堆芯在线监测方法研究

12

作者 张成龙 周梦飞 +2 位作者 张鹏 刘国明 袁媛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1467-1477,共11页

先进微型堆的研发面临仅依靠少量堆外探测器信号实现堆芯在线监测的挑战。本研究提出一种通过主成分分析和堆外探测器空间响应函数进行堆芯功率重构和棒位预测的方法,并在气冷微型堆上初步验证其可行性。研究结果表明,通过核设计程序构... 先进微型堆的研发面临仅依靠少量堆外探测器信号实现堆芯在线监测的挑战。本研究提出一种通过主成分分析和堆外探测器空间响应函数进行堆芯功率重构和棒位预测的方法,并在气冷微型堆上初步验证其可行性。研究结果表明,通过核设计程序构建不同工况下堆芯节块功率分布数据库,可以选择少于堆外探测器信号个数的主成分实现堆芯功率分布的降维,且样本恢复精度在2.5%以内;为保证主成分的适用性,应使功率分布数据库包含尽量全面的工况因素;堆外探测器响应函数受其与堆芯节块的相对位置影响显著,轴向探测器响应受前后反射层厚度影响明显,径向探测器响应与全堆燃料组件列均有映射关系;节块级功率重构可基于主成分降维和堆外探测器信号通过最小二乘法实现,重构误差在2.9%以内;轴向芯块级功率重构可基于重构的节块级功率通过多项式拟合实现,最大功率因子拟合误差在0.2%以内;棒位预测可通过构建棒位与功率在主成分上的投影系数之间函数映射模型和非线性最小二乘法拟合实现,棒位预测偏差在0.5 cm以内。该堆芯在线监测方法功率重构、棒位预测精度高,不受堆型和工况限制,可应用在各种先进微堆研发中。 展开更多

关键词 气冷微型堆 主成分分析 堆外探测器响应函数 功率重构 控制棒棒位预测

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基于谐波参数化方法预测控制棒棒位

13

作者 申鹏飞 张成龙 +5 位作者 张鹏 周梦飞 袁媛 刘国明 霍小东 王侃 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1452-1458,共7页

微型堆中控制棒棒位的准确探测对于微纳型核能系统的远程实时监测和无人化智能化运营至关重要,也会影响功率在线监测的精度。本文提出了一种谐波参数化方法,将高阶谐波拟合为控制棒棒位的多项式函数矩阵,构造探测器响应方程,通过搜索棒... 微型堆中控制棒棒位的准确探测对于微纳型核能系统的远程实时监测和无人化智能化运营至关重要,也会影响功率在线监测的精度。本文提出了一种谐波参数化方法,将高阶谐波拟合为控制棒棒位的多项式函数矩阵,构造探测器响应方程,通过搜索棒位以最小化残差来实现精准的控制棒棒位预测,同时可得到对应的高阶谐波及堆芯重构功率。基于棱柱式气冷堆模型完成验证,数值结果表明,预测棒位的平均偏差为1.6 cm,预测精度较高;相比于固定高阶谐波,节块级功率重构的最大均方根相对误差从6.1%降至3%以内,最大相对误差从14.5%降至5%以内。这些结果验证了谐波参数化方法预测控制棒棒位以及改善堆芯功率重构精度的可行性,并为后续气冷微堆在线监测及故障诊断提供了一种思路。 展开更多

关键词 气冷微堆 谐波参数化方法 控制棒棒位预测 功率重构

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芯棒编码电感棒位指示系统用于NHR-200的可行性分析 被引量：1

14

作者 蒋跃元 李胜强 王文然 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期22-26,共5页

数字芯棒编码电感控制棒位置指示系统在反应堆上的可用性分析是设计工作中必须研究的重要课题。论述了数字电感棒位指示系统的翻码区△;分析了NHR-200水力驱动控制棒运行位置的影响因素:步进缸上下回差,控制棒传动链、堆内构件的加工装... 数字芯棒编码电感控制棒位置指示系统在反应堆上的可用性分析是设计工作中必须研究的重要课题。论述了数字电感棒位指示系统的翻码区△;分析了NHR-200水力驱动控制棒运行位置的影响因素:步进缸上下回差,控制棒传动链、堆内构件的加工装配误差及从常温启堆到高温运行所产生的热胀等,进而获得了控制棒的运行位置区间A。在测量步P内,A+△<P以及对NHR-200所进行的棒位探测器的结构设计、加工工艺与实验研究等表明数字电感芯棒编码棒位测量系统完全可用于NHR-200和PWR。 展开更多

关键词 供热堆 控制棒位置指示系统 翻码区 控制棒运行位置区

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控制棒位置指示系统数字化设计 被引量：2

15

作者 陈梅 田树龙 《核电子学与探测技术》 北大核心 2017年第1期108-112,共5页

本文介绍了核电站控制棒位置指示系统设备的构成、设计原理,以及FPGA技术和PLC技术在设计、制造中的应用。

关键词 控制棒位置指示系统 现场可编程门阵列(FPGA) 可编程控制器(PLC)

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棒控棒位系统设备散热问题的分析及改进 被引量：1

16

作者 任洁 《仪器仪表用户》 2019年第3期66-70,24,共6页

针对秦山一期320MWe机组R10棒控棒位系统改造后,棒控棒位系统出现关于设备散热问题及其解决进行了详细阐述、分析和总结。机柜散热问题对于方家山扩建项目及其他类似电站有很好的借鉴作用。

关键词 棒控棒位 散热 原因分析 改进

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基于SOPC的反应堆棒位信息监测技术研究 被引量：2

17

作者 郑晓 蔡晨 +1 位作者 孙宇 刘明星 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期184-187,共4页

运用可编程片上系统(SOPC)技术,以现场可编程门阵列(FPGA)为数字平台,研究一种反应堆棒位信息监测技术。该监测技术将Nios II处理器、视频图形阵列(VGA)显示控制器、控制器局域网络(CAN)总线控制器等集成在一片FPGA芯片中,构建完成一个... 运用可编程片上系统(SOPC)技术,以现场可编程门阵列(FPGA)为数字平台,研究一种反应堆棒位信息监测技术。该监测技术将Nios II处理器、视频图形阵列(VGA)显示控制器、控制器局域网络(CAN)总线控制器等集成在一片FPGA芯片中,构建完成一个具有丰富功能的SOPC硬件平台。采用该硬件平台,可将棒位系统的运行状态信息实时、直观地进行数字化显示,同时以日志的形式存储在外部存储设备中,能够全方位地监测棒位系统的运行状态,使操纵人员能更方便、快捷地掌握整个棒位系统的运行情况。研制完成的原理样机验证了该技术的可行性。 展开更多

关键词 SOPC FPGA 反应堆棒位系统 监测技术

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多编码棒三态码电感控制棒位置指示系统 被引量：1

18

作者 施继斌 蒋跃元 王文然 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期431-434,399,共5页

提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度高的控制棒位置指示系统——多编码棒三态码电感控制棒位置指示系统。该系统探测器由K个测量线圈、一个补偿线圈和K根编码棒组成,每根编码棒均由若干段强导磁材料、若干段弱导磁材料与数段非导... 提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度高的控制棒位置指示系统——多编码棒三态码电感控制棒位置指示系统。该系统探测器由K个测量线圈、一个补偿线圈和K根编码棒组成,每根编码棒均由若干段强导磁材料、若干段弱导磁材料与数段非导磁材料按规律间隔分布构成。当K根编码棒随控制棒在K个测量线圈中央轴向运动时,导致线圈的感抗发生变化,线圈输入的交变恒流信号在测量线圈上产生随感抗发生变化的电压信号。对信号进行适当的处理,可获得表征棒位的三态码。详细地介绍了该系统探测器的编码原理与硬件结构。结论表明:它比现役压水堆使用的线圈编码棒位指示系统性能优越,完全满足供热堆的棒位测量要求。 展开更多

关键词 编码棒 多态码 供热堆 控制棒位置指示系统 探测器

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“华龙一号”核电厂控制棒棒位处理设备架构设计

19

作者 郑杲 黄可东 +4 位作者 李国勇 许明周 青先国 何正熙 李梦书 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期104-107,共4页

针对目前国内外棒位处理设备存在的相关问题,结合核电站现场运行维护经验反馈,通过对棒位处理方法的设计与研究,研制出"华龙一号"核电厂控制棒棒位处理设备。该处理设备的特点主要体现在:棒位处理数字化平台采用先进的可编程... 针对目前国内外棒位处理设备存在的相关问题,结合核电站现场运行维护经验反馈,通过对棒位处理方法的设计与研究,研制出"华龙一号"核电厂控制棒棒位处理设备。该处理设备的特点主要体现在:棒位处理数字化平台采用先进的可编程逻辑控制系统,使得逻辑处理功能得以全面实现;棒位处理方法采用信号分时选通加冗余采集技术,使得棒位信号的采集更加高效稳定。棒位失步判断方法采用动态与静态相结合的故障处理技术,使得棒位信号的处理功能更加完善。 展开更多

关键词 华龙一号 控制棒棒位处理 分时选通 冗余采集 棒位失步

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数字电感控制棒位置指示系统的翻码区分析

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作者 蒋跃元 贾臻 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期12-16,共5页

数字电感控制棒位置指示系统的翻码区大小直接关系到探测器在反应堆上的可用性。论文对影响棒位指示系统翻码区的各方面因素包括探测器测量线圈的宽度误差、位置误差、绕组加工误差、探测器输出模拟信号的幅度变化、多测量线圈的不一致... 数字电感控制棒位置指示系统的翻码区大小直接关系到探测器在反应堆上的可用性。论文对影响棒位指示系统翻码区的各方面因素包括探测器测量线圈的宽度误差、位置误差、绕组加工误差、探测器输出模拟信号的幅度变化、多测量线圈的不一致性、编码棒的加工误差、环境磁场的干扰以及信号变送器的不一致性等进行了分析;并进而推出了棒位指示系统的翻码区。该工作为新型数字电感棒位探测器的设计及其研究提供了理论基础。 展开更多

关键词 反应堆 控制棒位置指示系统 探测器 翻码区

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