一种数字差压式的棒位测量装置制造方法及图纸

一种数字差压式的棒位测量装置，属于反应堆的棒位测控技术领域，其特征在于，含有：差压参比管、在控制棒驱动轴控制下能在差压参比管内做往复上下运动的测量芯棒，等间隔的布置且连通在该差压参比管侧壁上的ｎ个用于测量差压参比管内冷却剂流动差压的引压管，ｎ－１个差压变送器及信息处理单元。两个相邻引压管之间的差压测量结果信号由差压变送器输出到信息处理单元，该差压参比管下端开口与控制棒导向管上端开口共轴相连，该控制棒导向管下端直接连通到压水反应堆的压力壳顶盖，差压测量结果信号经信息处理单元处理后通过辨识差压突然升高的两个引压管开口位置就可以得到测量芯棒上端面位置表示的棒位。本发明专利技术具有制造容易、可靠性高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于反应堆的棒位测控
，涉及一种反应堆的棒位测量装置，尤其涉及一种基于数字差压式的棒位测量装置
技术介绍
控制棒是保证反应堆安全运行的重要组成部分。正常工况下，通过调节控制棒棒位，可以实现反应堆的正常启动、停闭，以及维持反应堆在某一给定功率水平运行和进行功率调节；在事故工况下，通过快速将控制棒插入反应堆堆芯，实现紧急停堆。棒位测量装置是该组成部分中的最重要的装置之一，其可靠性和安全性直接关系到整个反应堆的正常运行与安全。目前已有的反应堆控制棒棒位测量装置主要包括角度式、超声式、电涡流式和感应式等几种。角度式的控制棒棒位测量系统是将控制棒在堆芯中的移动距离转换为角度信号， 然后利用自整角机对此角度信号给以测量。这种测量方法存在的问题是1、系统的响应速度较慢；2、系统加工精度要求高，互换性差；3、系统校验和标定困难。超声式控制棒棒位测量系统是在控制棒孔道内底部安装超声波发生器和传感器， 使用超声波传感器接收超声波发生器发出的超声波信号在控制棒底部产生的反射信号，通过计算反射信号与发射信号的时差得到控制棒位置。如中国专利90100692.0- “反应堆控制棒超声波棒位测量系统”即属于这种类型的棒位测量装置。这种测量方法存在的问题是 1、在沸水型反应堆以及堆内产生气泡的反应堆事故状态下不能工作；2、使用这种方法测得的控制棒位置是与压力壳的相对位置，对系统安装要求高。电涡流式的控制棒棒位测量系统是在控制棒驱动机构的主动轴上安装一支精密丝杠并用其带动一个位置测量板移动，由电涡流传感器测出位置测量板与固定的位置参考板之间的距离而得到控制棒的位置信息。这种测量方法存在的问题是1、属于间接测量方法，不能直接测量控制棒所在位置；2、测量装置体积较大。感应式的控制棒测量系统是将由导磁材料，或者导磁与非导磁材料间隔排列组成的测量芯棒连接在控制棒一端并与控制棒同步运动；测量芯棒在一根空心孔道内部运动， 测量线圈套装在空心孔道外部，当测量芯棒在线圈内部运动时，改变电感线圈的磁感应强度而使测量线圈输出信号幅度发生变化的测量方式，如中国专利95116462. 9-“地址码反应堆控制棒棒位测量系统”。这种方法存在的问题是线圈体积较大，制作要求高，整体测量装置引线较多。由于采用了大量线圈结构的传感器，使得需要在反应堆压力壳顶部占用大量空间，并布置棒位测量装置的大量引线，不但增大了反应堆设计和结构布置的难度，也增加了线圈失效概率，不利于反应堆的安全性设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决上述棒位测量装置存在问题，特别是解决常见的感应式棒位测量装置存在问题的新型棒位测量装置。 本专利技术的特征在于含有一根差压参比管、一根测量芯棒、η个引压管、η-1个差压变送器以及信息处理单元，其中所述差压参比管，下端开口，是一个冷却剂的流入口，上端侧水平方向有一个出口引流管，是冷却剂的流出口，该差压参比管中的所述冷却剂来自反应堆中的冷却系统，流入口的压力高于流出口的压力；所述η个引压管，等间隔地安装在所述冷却剂的流入口与流出口之间的位置上， 一端开口在所述差压参比管的另一侧壁上，每两个相邻的引压管之间并联着一个所述的差压变送器，总计为η-1个差压变送器；所述测量芯棒，下端与控制棒驱动轴上端直接连接且在所述差压参比管内部孔道中做测量运动，不与所述控制棒驱动轴连接一侧的上端面，其往复运动范围在距离所述出口引流管最近的一个引压管在所述差压参比管壁面上开口的中心线位置与从所述冷却剂入口端开始计算的第二个引压管在所述差压参比管壁面上开口的中心线位置之间；所述信息处理单元，设有η-1个输入端，其中每一个都从所述差压变送器引入一个差压测量结果信号，经过模数变换后，得到一条所述差压沿着所述流入口方向随着所述引压管在所述差压参比管轴线位置变化的数字差压变化曲线，所述测量芯棒不与所述控制棒驱动轴连接一侧的上端面进入其所述往复运动范围之后，当某相邻两个引压管之间的差压突然升高，则所述测量芯棒不与所述控制棒驱动轴相连一侧的上端面位置就在差压突然升高的那两个引压管在所述差压参比管壁面上开口的中心线之间。所述差压参比管下端开口与一根控制棒导向管上端开口共轴相连，所述控制棒导向管下端直接竖直安装在压水反应堆压力壳顶盖上。本专利技术的效果在于，所述一种数字差压式的棒位测量装置采用基于数字式测量差压变化的原理工作，与原有各种棒位测量技术相比，特别是感应式棒位测量技术相比，具有以下优点及突出性效果由于本专利技术的棒位测量装置中采用了数字式测量差压变化的结构和方法实现棒位测量，所使用的测量变送器属于常规工业变送器，性能可靠，技术成熟， 经济性好，较制造难度大，工艺复杂，引线繁多的感应式测量线圈组来说，制造更容易，工作中的可靠性大为提高，由于没有感应式棒位测量装置的线圈式结构，安装体积大为减小，从根本上避免了棒位测量装置与其他系统之间潜在的电磁耦合问题，进一步提高了棒位测量装置的安全性和可靠性。附图说明图1是一种数字差压式的棒位测量装置的结构原理示意图。图2是一种数字差压式的棒位测量装置的一个实施例的示意图。图3是图2所示实施例中测量输出结果信号的压力变化曲线示意图。图4是图2所示实施例中测量输出结果信号的数字差压变化曲线示意图。对附图中各个标号说明如下图1中标号说明_图中标号丨标号说明 I图中标号丨标号说明 —本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字差压式的棒位测量装置，其特征在于，含有：一根差压参比管、一根测量芯棒、ｎ个引压管、ｎ－１个差压变送器以及信息处理单元，其中：差压参比管，下端开口，是一个冷却剂的流入口，上端侧水平方向有一个出口引流管，是冷却剂的流出口，该差压参比管中的所述冷却剂来自反应堆中的冷却系统，流入口的压力高于流出口的压力；ｎ个引压管，等间隔地安装在所述冷却剂的流入口与流出口之间的位置上，一端开口在所述差压参比管的另一侧壁上，每两个相邻的引压管之间并联着一个所述的差压变送器，总计为ｎ－１个差压变送器；测量芯棒，与控制棒驱动轴直接连接且在所述差压参比管内部孔道中做测量运动，不与所述控制棒驱动轴连接一侧的上端面，其往复运动范围在距离所述出口引流管最近的一个引压管在所述差压参比管壁面上开口的中心线位置与从所述冷却剂入口端开始计算的第二个引压管在所述差压参比管壁面上开口的中心线位置之间；信息处理单元，设有ｎ－１个输入端，其中每一个都从所述差压变送器引入一个差压测量结果信号，经过模数变换后，得到一条所述差压沿着所述流入口方向随着所述引压管在所述差压参比管轴线位置变化的数字差压变化曲线，所述测量芯棒不与所述控制棒驱动轴连接一侧的上端面进入其所述往复运动范围之后，当某相邻两个引压管之间的差压突然升高，则所述测量芯棒不与所述控制棒驱动轴相连一侧的上端面位置就在差压突然升高的那两个引压管在所述差压参比管壁面上开口的中心线之间。...

【技术特征摘要】
1.一种数字差压式的棒位测量装置，其特征在于，含有一根差压参比管、一根测量芯棒、η个引压管、n-1个差压变送器以及信息处理单元，其中所述差压参比管，下端开口，是一个冷却剂的流入口，上端侧水平方向有一个出口引流管，是冷却剂的流出口，该差压参比管中的所述冷却剂来自反应堆中的冷却系统，流入口的压力高于流出口的压力；所述η个引压管，等间隔地安装在所述冷却剂的流入口与流出口之间的位置上，一端开口在所述差压参比管的另一侧壁上，每两个相邻的引压管之间并联着一个所述的差压变送器，总计为n-1个差压变送器；所述测量芯棒，下端与控制棒驱动轴上端直接连接且在所述差压参比管内部孔道中做测量运动，不与所述控制棒驱动轴连接一侧的上端面，其往复运动范围在距离所述出口引流管最近的一个引压管在所述差压参比管壁面上开口的中心线位置与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜强，姜胜耀，薄涵亮，王文然，张亚军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]