本發(fā)明涉及反應(yīng)堆控制棒控制技術(shù)，具體涉及一種降低意外落棒幾率的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制方法。

背景技術(shù)：

大多數(shù)壓水堆核電站都采用磁力提升性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該類型的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過協(xié)調(diào)不同夾持部件（鉤爪）的有序動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)控制棒的提升、插入或保持動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)堆功率的控制。在核電站運(yùn)行期間，即使是動(dòng)作最頻繁的控制棒，其絕大部分時(shí)間（99%以上）都處于保持狀態(tài)，而其他控制棒處于保持狀態(tài)的時(shí)間則更長。

CRDM是一種特殊的電機(jī)裝置，其鉤爪的動(dòng)作通過對(duì)相應(yīng)線圈的供、斷電實(shí)現(xiàn)。CRDM一般配置提升線圈、傳遞鉤爪（又稱可動(dòng)鉤爪、移動(dòng)鉤爪）線圈和保持鉤爪（又稱固定鉤爪）線圈三種線圈。其中提升線圈用于提升（線圈供電）或釋放（線圈斷電）傳遞鉤爪，傳遞鉤爪線圈和保持鉤爪線圈分別用于傳遞鉤爪和保持鉤爪對(duì)控制棒驅(qū)動(dòng)桿的夾持（線圈供電）或釋放（線圈斷電）。正常情況下，傳遞鉤爪和保持鉤爪至少其中之一進(jìn)行驅(qū)動(dòng)桿的夾持（線圈供電），若兩者同時(shí)釋放（線圈斷電），將導(dǎo)致控制棒的滑落?？刂瓢舻囊馔饣鋵⒔档秃穗娬具\(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，若控制棒滑落觸發(fā)緊急停堆工況，將觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，停閉反應(yīng)堆?？刂瓢舻倪\(yùn)動(dòng)通過CRDM鉤爪的有序動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)，而對(duì)控制棒的保持，目前是通過維持保持鉤爪的閉合來實(shí)現(xiàn)，即控制棒處于保持狀態(tài)時(shí)僅保持鉤爪閉合（保持鉤爪線圈通電）夾持控制棒，而傳遞鉤爪處于釋放狀態(tài)（傳遞鉤爪線圈和提升線圈斷電），在保持鉤爪線圈意外斷電（將導(dǎo)致控制棒落棒）情況下，觸發(fā)保持鉤爪線圈供電系統(tǒng)，激勵(lì)保持鉤爪閉合，由保持鉤爪進(jìn)行控制棒的夾持（名義上的雙保持，實(shí)際上仍為單個(gè)鉤爪進(jìn)行控制棒夾持）。

該控制棒保持狀態(tài)控制方式的缺點(diǎn)為：保持狀態(tài)（控制棒絕大部分時(shí)間都處于該狀態(tài)）下，僅保持鉤爪夾持控制棒，夾持功能不夠可靠；在保持鉤爪線圈意外斷電情況下，雖然傳遞鉤爪能夠閉合，替代保持鉤爪進(jìn)行控制棒的夾持，但故障探測(cè)、信號(hào)處理、電流觸發(fā)、鉤爪動(dòng)作均需一定時(shí)間才能完成，存在固有的時(shí)間延遲，一旦延遲時(shí)間超過保持鉤爪釋放時(shí)間，將不可避免的引起滑棒、打齒，甚至落棒，前者將損害CRDM，后者則影響電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供用于一種降低意外落棒幾率的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制方法，針對(duì)傳統(tǒng)控制方法的缺點(diǎn)，本發(fā)明利用當(dāng)前時(shí)刻距離最后一次運(yùn)動(dòng)命令時(shí)刻之間的時(shí)間與預(yù)先設(shè)置的觸發(fā)時(shí)間比較，在超出觸發(fā)時(shí)間時(shí)，觸發(fā)雙夾持功能，利用傳遞鉤爪和保持鉤爪同時(shí)對(duì)控制棒進(jìn)行雙夾持，設(shè)計(jì)了一種能夠保證CRDM對(duì)控制棒的有效抓取，降低控制棒意外滑落幾率的控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種降低意外落棒幾率的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制方法，

包括以下步驟，

S1步驟：設(shè)置觸發(fā)控制棒進(jìn)行雙夾持的觸發(fā)時(shí)間為T；

S2步驟：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制棒運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)當(dāng)前時(shí)刻距離最后一次運(yùn)動(dòng)命令時(shí)刻之間的時(shí)間為t；

S3步驟：當(dāng)t小于T時(shí)，雙夾持功能未被觸發(fā)，控制棒保持期間由保持鉤爪進(jìn)行夾持；

S4步驟：當(dāng)t大于T時(shí)，雙夾持功能被觸發(fā)，從超過t的時(shí)刻起，同時(shí)激勵(lì)傳遞鉤爪線圈和保持鉤爪線圈的控制電路，使傳遞鉤爪和保持鉤爪同時(shí)閉合，對(duì)控制棒進(jìn)行雙夾持。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理為：控制棒有三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：提升、插入和保持。其中提升和插入為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，保持為靜止?fàn)顟B(tài)。控制棒的運(yùn)行方式為步進(jìn)方式，控制棒應(yīng)在最大步間距（對(duì)應(yīng)最小運(yùn)行速度）和最小步間距（對(duì)應(yīng)最大運(yùn)行速度）之間運(yùn)動(dòng)。我們分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)最后一次運(yùn)動(dòng)命令發(fā)出后，若在最大步間距時(shí)間之后未出現(xiàn)新的運(yùn)動(dòng)命令，則可以表示控制棒需要進(jìn)入長期保持狀態(tài)，因此，可以在這之后，同時(shí)激勵(lì)傳遞鉤爪線圈和保持鉤爪線圈的控制電路，使傳遞鉤爪和保持鉤爪同時(shí)閉合，對(duì)控制棒進(jìn)行雙夾持；如果最大步間距時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)新的運(yùn)動(dòng)命令，則認(rèn)為控制棒處于連續(xù)運(yùn)動(dòng)的中間狀態(tài)，不改變控制棒的夾持方式，即仍只由保持鉤爪進(jìn)行控制棒的夾持。而上述的觸發(fā)時(shí)間不一定需要大于控制棒步進(jìn)的最大步間距時(shí)間，也可以人為的設(shè)定一個(gè)時(shí)間，這個(gè)觸發(fā)時(shí)間可以按照控制棒的步進(jìn)狀態(tài)（棒速度）進(jìn)行調(diào)節(jié)。

一般來說，控制棒單步運(yùn)行所需時(shí)間約為800毫秒，棒速度范圍為6步/分鐘-72步/分鐘，即最大步間距時(shí)間為10秒。當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)的控制棒采用棒速度為6步/分鐘，即采用步間距時(shí)間為10秒的運(yùn)行方式進(jìn)行步進(jìn)，使我們所述的觸發(fā)時(shí)間設(shè)置為大于10秒的時(shí)間，當(dāng)觸發(fā)時(shí)間超過最后一次步進(jìn)命令10秒的時(shí)間后，依然沒有接受到新的運(yùn)動(dòng)命令，則表明該控制棒進(jìn)入長期保持狀態(tài)，步進(jìn)命令終止，此時(shí)則需要觸發(fā)雙夾持功能，進(jìn)行雙夾持保護(hù)控制棒的狀態(tài)；如果采用棒速度為72步/分鐘，即在步間距時(shí)間為0.83秒運(yùn)行條件下，使所述的觸發(fā)時(shí)間設(shè)置為大于0.83秒的時(shí)間時(shí)，當(dāng)超出0.83秒時(shí)間后，依然沒有接受到新的運(yùn)動(dòng)命令，也可以表明該控制棒進(jìn)入長期保持狀態(tài)，步進(jìn)命令終止，此時(shí)則需要觸發(fā)雙夾持功能，進(jìn)行雙夾持保護(hù)控制棒的狀態(tài)；因此，根據(jù)常規(guī)控制棒的運(yùn)行方式來看，只要保證觸發(fā)時(shí)間大于最大步間距時(shí)間后，依舊沒有收到新的運(yùn)動(dòng)命令，即表明控制棒進(jìn)入長期保持狀態(tài)，需要開啟雙夾持，因此，一般只需要保證所述觸發(fā)時(shí)間大于控制棒的最大步間距時(shí)間，都可以保證可以開啟雙夾持。

優(yōu)選的，所述觸發(fā)時(shí)間大于10秒。

優(yōu)選的，還包括S5步驟，S5步驟：在S4步驟后，當(dāng)收到新的運(yùn)動(dòng)命令時(shí)，激勵(lì)傳遞鉤爪的控制電路，使傳遞鉤爪斷開，解除對(duì)控制棒進(jìn)行雙夾持。當(dāng)監(jiān)測(cè)到新的控制棒運(yùn)動(dòng)命令后，退出雙夾持狀態(tài)，以完成控制棒的正常運(yùn)動(dòng)命令，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)控制棒的運(yùn)行狀態(tài)，以便啟動(dòng)下一次的雙夾持動(dòng)作。如此反復(fù)，即可實(shí)現(xiàn)控制棒靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的雙夾持動(dòng)作，使傳遞鉤爪和保持鉤爪相互冗余的對(duì)控制棒進(jìn)行雙重夾持。

檢測(cè)到新運(yùn)動(dòng)命令時(shí)，此時(shí)刻距離最后一次運(yùn)動(dòng)命令時(shí)刻之間的時(shí)間為t1，且t1小于T時(shí)，雙夾持功能未被觸發(fā)，控制棒保持期間由保持鉤爪進(jìn)行夾持，以新運(yùn)動(dòng)命令的時(shí)刻為起始時(shí)刻進(jìn)行重新計(jì)時(shí)。因此，雙夾持計(jì)時(shí)功能持續(xù)工作，并可被棒運(yùn)動(dòng)命令復(fù)位，一旦雙夾持計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)超過設(shè)定值，即觸發(fā)雙夾持控制，由傳遞鉤爪和保持鉤爪對(duì)控制棒進(jìn)行冗余夾持，直至接收到新的棒運(yùn)動(dòng)命令后退出雙夾持，實(shí)施控制棒的正常動(dòng)棒功能。

優(yōu)選的，在S4步驟中，當(dāng)雙夾持功能被觸發(fā)，首先將保持鉤爪線圈和傳遞鉤爪線圈各通以M安培的全電流并持續(xù)m毫秒，然后各自以N安培電流以維持鉤爪的閉合狀態(tài)，N小于M。雙夾持觸發(fā)期間，首先通以確保鉤爪閉合的大電流，并持續(xù)一段時(shí)間，然后通以降低的但足以維持鉤爪閉合的小電流，以避保持鉤爪線圈和傳遞鉤爪線圈過熱。

優(yōu)選的，所述M安培為8安培或9安培或10安培。

優(yōu)選的，所述N安培為3安培或4.7安培或4安培或5安培或6安培。

本發(fā)明的效果在于：采用本方法能夠?qū)崿F(xiàn)控制棒處于保持狀態(tài)時(shí)由CRDM的保持鉤爪和傳遞鉤爪同時(shí)進(jìn)行控制棒的夾持，任一鉤爪喪失功能均不會(huì)導(dǎo)致控制棒滑落。而且將事后補(bǔ)救變?yōu)槭虑邦A(yù)防，避免了由于固有時(shí)間延遲(信號(hào)處理延遲、電流驅(qū)動(dòng)延遲、機(jī)電延遲)導(dǎo)致的鉤爪閉合之后引起控制棒滑落的風(fēng)險(xiǎn)。該方法通過對(duì)控制棒靜止時(shí)的雙重保持設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了控制棒夾持的冗余，極大地降低了控制棒意外滑落的風(fēng)險(xiǎn)，提高了核電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，具有顯著地經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為雙夾持觸發(fā)功能圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

如圖1所示。

一種降低意外落棒幾率的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制方法，

包括以下步驟，

S1步驟：設(shè)置觸發(fā)控制棒進(jìn)行雙夾持的觸發(fā)時(shí)間為T；

S2步驟：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制棒運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)當(dāng)前時(shí)刻距離最后一次運(yùn)動(dòng)命令時(shí)刻之間的時(shí)間為t；

S3步驟：當(dāng)t小于T時(shí)，雙夾持功能未被觸發(fā)，控制棒保持期間由保持鉤爪進(jìn)行夾持；

S4步驟：當(dāng)t大于T時(shí)，雙夾持功能被觸發(fā)，從超過t的時(shí)刻起，同時(shí)激勵(lì)傳遞鉤爪線圈和保持鉤爪線圈的控制電路，使傳遞鉤爪和保持鉤爪同時(shí)閉合，對(duì)控制棒進(jìn)行雙夾持。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理為：控制棒有三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：提升、插入和保持。其中提升和插入為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，保持為靜止?fàn)顟B(tài)?？刂瓢舻倪\(yùn)行方式為步進(jìn)方式，控制棒應(yīng)在最大步間距（對(duì)應(yīng)最小運(yùn)行速度）和最小步間距（對(duì)應(yīng)最大運(yùn)行速度）之間運(yùn)動(dòng)。我們分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)最后一次運(yùn)動(dòng)命令發(fā)出后，若在最大步間距時(shí)間之后未出現(xiàn)新的運(yùn)動(dòng)命令，則可以表示控制棒需要進(jìn)入長期保持狀態(tài)，因此，可以在這之后，同時(shí)激勵(lì)傳遞鉤爪線圈和保持鉤爪線圈的控制電路，使傳遞鉤爪和保持鉤爪同時(shí)閉合，對(duì)控制棒進(jìn)行雙夾持；如果最大步間距時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)新的運(yùn)動(dòng)命令，則認(rèn)為控制棒處于連續(xù)運(yùn)動(dòng)的中間狀態(tài)，不改變控制棒的夾持方式，即仍只由保持鉤爪進(jìn)行控制棒的夾持。而上述的觸發(fā)時(shí)間不一定需要大于控制棒步進(jìn)的最大步間距時(shí)間，也可以人為的設(shè)定一個(gè)時(shí)間，這個(gè)觸發(fā)時(shí)間可以按照控制棒的步進(jìn)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

一般來說，控制棒單步運(yùn)行所需時(shí)間約為800毫秒，棒速度范圍為6步/分鐘-72步/分鐘，即最大步間距時(shí)間為10秒。當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)的控制棒采用棒速度為6步/分鐘，即采用步間距時(shí)間為10秒的運(yùn)行方式進(jìn)行步進(jìn)，使我們所述的觸發(fā)時(shí)間設(shè)置為大于10秒的時(shí)間，當(dāng)觸發(fā)時(shí)間超過最后一次步進(jìn)命令10秒的時(shí)間后，依然沒有接受到新的運(yùn)動(dòng)命令，則表明該控制棒進(jìn)入長期保持狀態(tài)，步進(jìn)命令終止，此時(shí)則需要觸發(fā)雙夾持功能，進(jìn)行雙夾持保護(hù)控制棒的狀態(tài)；如果采用棒速度為72步/分鐘，即在步間距時(shí)間為0.83秒運(yùn)行條件下，使所述的觸發(fā)時(shí)間設(shè)置為大于0.83秒的時(shí)間時(shí)，當(dāng)超出0.83秒時(shí)間后，依然沒有接受到新的運(yùn)動(dòng)命令，也可以表明該控制棒進(jìn)入長期保持狀態(tài)，步進(jìn)命令終止，此時(shí)則需要觸發(fā)雙夾持功能，進(jìn)行雙夾持保護(hù)控制棒的狀態(tài)；因此，根據(jù)常規(guī)控制棒的運(yùn)行方式來看，只要保證觸發(fā)時(shí)間大于最大步間距時(shí)間后，依舊沒有收到新的運(yùn)動(dòng)命令，即表明控制棒進(jìn)入長期保持狀態(tài)，需要開啟雙夾持，因此，一般只需要保證所述觸發(fā)時(shí)間大于控制棒的最大步間距時(shí)間，都可以保證可以開啟雙夾持。

優(yōu)選的，所述觸發(fā)時(shí)間大于10秒。

優(yōu)選的，還包括S5步驟，S5步驟：在S4步驟后，當(dāng)收到新的運(yùn)動(dòng)命令時(shí)，激勵(lì)傳遞鉤爪的控制電路，使傳遞鉤爪斷開，解除對(duì)控制棒進(jìn)行雙夾持。當(dāng)監(jiān)測(cè)到新的控制棒運(yùn)動(dòng)命令后，退出雙夾持狀態(tài)，以完成控制棒的正常運(yùn)動(dòng)命令，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)控制棒的運(yùn)行狀態(tài)，以便啟動(dòng)下一次的雙夾持動(dòng)作。如此反復(fù)，即可實(shí)現(xiàn)控制棒靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的雙夾持動(dòng)作，使傳遞鉤爪和保持鉤爪相互冗余的對(duì)控制棒進(jìn)行雙重夾持。

檢測(cè)到新運(yùn)動(dòng)命令時(shí)，此時(shí)刻距離最后一次運(yùn)動(dòng)命令時(shí)刻之間的時(shí)間為t1，且t1小于T時(shí)，雙夾持功能未被觸發(fā)，控制棒保持期間由保持鉤爪進(jìn)行夾持，以新運(yùn)動(dòng)命令的時(shí)刻為起始時(shí)刻進(jìn)行重新計(jì)時(shí)。因此，雙夾持計(jì)時(shí)功能持續(xù)工作，并可被棒運(yùn)動(dòng)命令復(fù)位，一旦雙夾持計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)超過設(shè)定值，即觸發(fā)雙夾持控制，由傳遞鉤爪和保持鉤爪對(duì)控制棒進(jìn)行冗余夾持，直至接收到新的棒運(yùn)動(dòng)命令后退出雙夾持，實(shí)施控制棒的正常動(dòng)棒功能。

優(yōu)選的，在S4步驟中，當(dāng)雙夾持功能被觸發(fā)，首先將保持鉤爪線圈和傳遞鉤爪線圈各通以M安培的全電流并持續(xù)m毫秒，然后各自以N安培電流以維持鉤爪的閉合狀態(tài)，N小于M。雙夾持觸發(fā)期間，首先通以確保鉤爪閉合的大電流，并持續(xù)一段時(shí)間，然后通以降低的但足以維持鉤爪閉合的小電流，以避保持鉤爪線圈和傳遞鉤爪線圈過熱。

優(yōu)選的，所述M安培為8安培或9安培或10安培。

優(yōu)選的，所述N安培為3安培或4.7安培或4安培或5安培或6安培。

具體的，本控制方法通過試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，在具體實(shí)施對(duì)象中，設(shè)控制棒單步運(yùn)行所需時(shí)間約為800毫秒，棒速度范圍為6步/分鐘-72步/分鐘，即最大步間距時(shí)間為10秒。傳遞鉤爪和保持鉤爪運(yùn)行的全電流為8A，半電流為4.7A。

實(shí)施例中設(shè)定值設(shè)置為t秒（t為可調(diào)節(jié)參數(shù)）。為保證鉤爪的可靠閉合，在進(jìn)入雙夾持狀態(tài)時(shí)，首先將保持鉤爪線圈和傳遞鉤爪線圈各通以8A全電流并持續(xù)m毫秒(m為可調(diào)節(jié)參數(shù))，然后各自降為4.7A半電流以維持鉤爪的閉合狀態(tài)。

在試驗(yàn)驗(yàn)證中，當(dāng)相鄰運(yùn)動(dòng)命令間距小于t秒時(shí)，雙夾持功能未被觸發(fā)，控制棒保持期間由保持鉤爪進(jìn)行夾持；當(dāng)相鄰運(yùn)動(dòng)命令間距大于等于t秒時(shí)，雙夾持功能被觸發(fā)，從超過t秒的時(shí)刻起，記錄儀顯示保持鉤爪線圈和傳遞鉤爪線圈均首先通以8A大電流，然后各自進(jìn)入4.7A的半電流維持狀態(tài)。在此期間人為關(guān)斷保持鉤爪線圈或傳遞鉤爪線圈電流，均未出現(xiàn)控制棒滑棒或落棒，表示控制棒被可靠抓取。觸發(fā)新的運(yùn)動(dòng)命令后，雙夾持功能退出，控制棒正確完成了動(dòng)棒操作。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，但凡采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。