Механизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования

Изобретение относится к системам управления и защиты ядерных реакторов и может быть использовано в системах контроля положения органов регулирования. Механизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования содержит соединенный с органом регулирования шток с шунтом, выполненным из магнитных и немагнитных проставок, приводное устройство и индикаторы положения шунта, расположенные внутри герметичного корпуса, заполненного водой первого контура, и обмотки электромагнитов приводного устройства, расположенные снаружи герметичного корпуса. Герметичный корпус выполнен в виде двух концентричных, соединенных в верхней части труб. Соосно с трубами расположен шунт, охватывающий малую трубу. Индикаторы положения шунта размещены внутри малой трубы вдоль оси перемещения штока. Каждому положению штока с органом регулирования соответствует одна и только одна основная кодовая комбинация, снимаемая одновременно со всех индикаторов положения шунта. При каждом шаге приводного устройства или во всех положениях органа регулирования соответствующая кодовая комбинация образуется при замыкании или размыкании магнитными и немагнитными проставками шунта магнитных цепей индикаторов положения шунта. Длины магнитных и немагнитных проставок шунта подобраны так, что при нахождении органа регулирования между i и i+1 шагами приводного устройства промежуточные кодовые комбинации, получающиеся при этом, могут быть отнесены только либо к i, либо к i+1 шагам положения органа регулирования. Шунт штока имеет длину, превышающую величину рабочего хода штока на суммарное значение длин магнитных и немагнитных проставок, обеспечивающее формирование комбинации кодов положения на нижней границе рабочего хода, а также положений в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода. При достижении штоком крайнего нижнего положения или крайнего верхнего положения шунт находится в зоне действия индикаторов положения шунта датчика положения шагового. Кодовые комбинации, образующиеся в этих положениях, формируют сигнал на останов приводного устройства механизма управления. При использовании изобретения обеспечивается контроль работы механизма управления ядерного реактора при положении штока с органом регулирования на нижней границе рабочего хода в режиме стоянки, в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода в режиме перемещения, а также в крайнем нижнем положении после аварийного сброса. 3 ил.

 

Изобретение относится к системам управления и защиты ядерных реакторов и может быть использовано в системах контроля положения органов регулирования.

Предшествующий уровень техники

Известен механизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования (патент на изобретение №2073917, G21C 7/14, 7/36 опубл. 20.02.1997 г., Бюл. №5), содержащий жестко соединенный с органом регулирования шток, шунт и приводное устройство, расположенное внутри герметичного корпуса, заполненного водой первого контура, индикаторы положения шунта и обмотки электромагнитов приводного устройства, расположенные снаружи герметичного корпуса, причем герметичный корпус выполнен в виде двух концентричных, соединенных в верхней части труб, соосно с которыми расположен шунт, охватывающий малую трубу, шунт установлен на верхнем конце штока, а индикаторы положения шунта размещены внутри малой трубы в зоне приводного устройства, индикаторы положения шунта равномерно размещены вдоль оси перемещения штока и разделены немагнитными проставками, а шунт выполнен из магнитных и немагнитных проставок общей длиной, равной рабочему ходу штока, при этом каждому шагу приводного устройства соответствует одна и только одна основная кодовая комбинация положения органа регулирования, снимаемая одновременно со всех индикаторов положения шунта, получающаяся при замыкании или размыкании магнитными и немагнитными проставками шунта магнитных цепей индикаторов положения шунта, причем длины магнитных и немагнитных проставок шунта подобраны так, что при нахождении органа регулирования между i и i+1 шагами приводного устройства промежуточные кодовые комбинации, получающиеся при этом, могут быть отнесены только либо к i, либо к i+1 шагам положения органа регулирования.

Недостатком данного механизма управления ядерного реактора является отсутствие контроля положения штока с органом регулирования на нижней границе рабочего хода в режиме стоянки, а также в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода после аварийного сброса и в режиме перемещения. Это происходит ввиду того, что область контроля положения штока с органом регулирования находится в пределах рабочего хода, из-за равенства общей длины шунта (выполненного из магнитных и немагнитных проставок) и величины рабочего хода штока (фиг.1). Таким образом, на нижней границе рабочего хода штока в режиме стоянки, а также в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода, из-за отсутствия шунта за областью рабочего хода, взаимодействия шунта с индикаторами положения шунта не происходит (см. фиг.1 положение б) и в)), ввиду этого не происходит и формирования сигнала для образования кодовой комбинации о наличии штока в этих положениях.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение надежности механизма управления ядерного реактора за счет обеспечения контроля положения штока с органом регулирования от крайнего верхнего до крайнего нижнего положений путем обеспечения формирования и выдачи кодовых комбинаций при нахождении штока во всем диапазоне между этими крайними положениями.

Технический результат - обеспечение контроля работы механизма управления ядерного реактора при положении штока с органом регулирования на нижней границе рабочего хода (фиг.2,в) в режиме стоянки и в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода в режиме перемещения, а также в крайнем нижнем положении (фиг.2,б) после аварийного сброса; обеспечение формирования сигнала на останов механизма управления ядерного реактора на верхней и нижней границах рабочего хода в результате образования в этих положениях кодовых комбинаций; обеспечение контроля величины запаса хода от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода.

Это достигается за счет того, что шунт, состоящий из магнитных и немагнитных проставок, имеет общую длину, превышающую величину рабочего хода штока с органом регулирования на суммарное значение длин магнитных и немагнитных проставок, обеспечивающее формирование комбинации кодов положения на нижней границе рабочего хода, а также положений в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода, а при достижении штоком крайнего нижнего положения или крайнего верхнего положения шунт не выходит за пределы индикаторов положения шунта датчика положения шагового (см. фиг.2).

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

Фиг.1. Схема взаимодействия индикаторов положения шунта и шунта длиной, равной рабочему ходу штока:

а) орган регулирования в крайнем верхнем положении;

б) орган регулирования в крайнем нижнем положении на жестком упоре;

в) орган регулирования на нижней границе рабочего хода.

Фиг.2. Схема взаимодействия индикаторов положения шунта и шунта длиной, превышающей рабочий ход шток:

а) орган регулирования в крайнем верхнем положении;

б) орган регулирования в крайнем нижнем положении на жестком упоре;

в) орган регулирования на нижней границе рабочего хода.

Фиг.3. Продольный разрез механизма управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля органа регулирования.

На фиг.3 представлен продольный разрез механизма управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования, включающего в себя прочный герметичный корпус 1, датчик положения шаговый 2, соединенные в верхней части фланцами 3. Труба датчика положения шагового 4, внутри которой расположены равномерно индикаторы положения шунта, в качестве которых применяются индуктивные катушки 5, отделенные друг от друга немагнитными проставками 6, в нижней части закрыта заглушкой 7. Индикаторы положения шунта (индуктивные катушки 5) датчика положения шагового находятся вне зоны действия электромагнитных полей электромагнитов 8 приводного устройства, расположенных снаружи герметичного корпуса 1. Выводные концы индуктивных катушек 5 распаяны на штыри гермоввода 9, соединенные со штырями разъема 10 датчика положения шагового, который кабелем связан с системой управления (не показаны). В кольцевой полости, заполненной средой первого контура 11, между трубой датчика положения шагового и корпусом расположены с зазором, охватывающим трубу датчика положения шагового, полый шток 12 с кольцевыми проточками 13 на внешней стороне с шагом, равным шагу приводного устройства, соединенный с органом регулирования 14, а также приводное устройство, содержащее кольцевые якори 15, соединенные механическими тягами 16 с защелками 17. В верхней части внутри полого штока установлен шунт, состоящий из магнитных 18 и немагнитных 19 проставок.

Осуществление изобретения

Механизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования работает следующим образом.

По командным импульсам системы управления кольцевые якоря 15 взаимодействуют с обмотками электромагнитов 8, перемещая при этом с помощью механических тяг 16 и защелок 17 шток 12 вместе с органом регулирования 14. При этом совместно со штоком перемещается и шунт, который своими магнитными 18 и немагнитными 19 проставками замыкает и размыкает при каждом шаге приводного устройства магнитные цепи одной или нескольких индуктивных катушек 5 датчика положения шагового, изменяя индуктивность катушек. Эти изменения обрабатываются системой управления, которая формирует кодовые комбинации, соответствующие каждому положению при пошаговом перемещении органа регулирования. Длина магнитных и немагнитных проставок шунта выбрана таким образом, что при переходе от i к i+1 шагу возникающие из-за неодновременности замыкания или размыкания шунтом магнитных цепей промежуточные кодовые комбинации могут быть отнесены системой управления либо к i, либо к i+1 шагам.

В случае срабатывания в аппаратуре управления (не показана) сигнала аварийной защиты реактора обесточиваются обмотки электромагнитов 8, защелки 17 раскрываются и происходит сброс штока 12 с органом регулирования 14 в активную зону реактора, при этом перемещение штока с органом регулирования осуществляется до жесткого упора активной зоны реактора (не показан). Шунт не перестает взаимодействовать с индикаторами положения шунта, а образующиеся при этом кодовые комбинации считываются и обрабатываются аппаратурой. По изменению кодовых комбинаций контролируется также время падения штока до крайнего нижнего положения (орган регулирования перемещается до низа активной зоны реактора), прохождение промежуточных зон и наличие штока с органом регулирования в положении на жестком упоре, а также в случае застревания штока с органом регулирования в промежуточном положении считывается и выдается информация о его положении по высоте активной зоны реактора.

Взаимодействие шунта с индикаторами положения шунта датчика положения шагового происходит во всем диапазоне перемещений штока с органом регулирования от крайнего верхнего положения до крайнего нижнего положения.

Механизм управления ядерного реактора с датчиком пошагового контроля положения органа регулирования, содержащий соединенный с органом регулирования шток с шунтом, выполненным из магнитных и немагнитных проставок, приводное устройство и индикаторы положения шунта, расположенные внутри герметичного корпуса, заполненного водой первого контура, и обмотки электромагнитов приводного устройства, расположенные снаружи герметичного корпуса, причем герметичный корпус выполнен в виде двух концентричных, соединенных в верхней части труб, соосно с которыми расположен шунт, охватывающий малую трубу, а индикаторы положения шунта размещены внутри малой трубы вдоль оси перемещения штока, при этом каждому положению штока с органом регулирования соответствует одна и только одна основная кодовая комбинация, снимаемая одновременно со всех индикаторов положения шунта, при каждом шаге приводного устройства или во всех положениях органа регулирования, образующаяся при замыкании или размыкании магнитными и немагнитными проставками шунта магнитных цепей индикаторов положения шунта, причем длины магнитных и немагнитных проставок шунта подобраны так, что при нахождении органа регулирования между i и i+1 шагами приводного устройства промежуточные кодовые комбинации, получающиеся при этом, могут быть отнесены только либо к i, либо к i+1 шагам положения органа регулирования, отличающийся тем, что шунт штока имеет длину, превышающую величину рабочего хода штока на суммарное значение длин магнитных и немагнитных проставок, обеспечивающее формирование комбинации кодов положения на нижней границе рабочего хода, а также положений в диапазоне от крайнего нижнего положения до нижней границы рабочего хода, причем при достижении штоком крайнего нижнего положения или крайнего верхнего положения шунт находится в зоне действия индикаторов положения шунта датчика положения шагового, при этом кодовые комбинации, соответствующие этим положениям, направлены на формирование сигнала на останов приводного устройства механизма управления.