高温气冷堆动棒系统和方法、电子设备、可读存储介质

技术领域

本公开的实施例属于高温气冷堆技术领域，具体涉及一种高温气冷堆动棒系统和方法、电子设备、可读存储介质。

背景技术

对于核电机组，控制棒是控制反应堆核功率最直接的手段。下插控制棒，引入负反应性，核功率下降。上提控制棒，引入正反应性，核功率上升。通过提升或下插控制棒调节核功率，是核电机组的常规操作。

现有的高温气冷堆一般设置24根控制棒，其中6根安全棒、6根调节棒、12根补偿棒。24个控制棒孔道均匀布置在石墨反射层中靠近堆芯活性区一侧的圆周上。当核功率处于自动控制模式时，6根调节棒根据功率调节系统的自动升、降棒操作指令执行自动上提或下插操作。

在高温气冷堆调试过程中发现，控制棒正常手动单次提棒或降棒操作，很容易触发核功率正变化率高或核功率负变化率高而保护停堆，须严格控制单次提棒或降棒限值，且在每次手动提棒或手动降棒操作结束后，间隔一定时间，才能执行下一次手动提棒或手动降棒操作。

当高温气冷堆核功率处于自动控制模式时，核功率实测值若低于或高于核功率设定值，调节棒会根据功率调节系统的自动升、降棒操作指令持续执行自动提棒或自动降棒操作，当连续提升或下降超过一定距离后，会触发核功率正变化率高或核功率负变化率高保护停堆。高温气冷堆自动提降棒操作为持续动棒过程，无法效仿手动提降棒间歇性操作，容易触发核功率正变化率高或核功率负变化率高保护停堆。

发明内容

本公开的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温气冷堆动棒系统和方法、电子设备、可读存储介质。

本公开的实施例的一个方面，提供一种高温气冷堆动棒系统，所述动棒系统包括：核功率PID模块、选棒模块和驱动模块；

所述核功率PID模块，用于根据反应堆的核功率实测值与核功率设定值计算得到脉冲频率值；

所述选棒模块，用于根据各调节棒的棒位信号、各所述调节棒的动棒达限值信号以及所述脉冲频率值，基于对称平齐原则生成选中目标调节棒的选棒信号；

所述驱动模块，用于根据所述脉冲频率值、所述选棒信号和动棒限值，驱动对应选中的所述目标调节棒进行动棒。

可选的，所述选棒模块，具体还用于：

根据所述脉冲频率值的正/负，选出所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为所述目标调节棒；以及，

当所述目标调节棒提升/下降达到规定的限值后停止对所述目标调节棒的操作，并选择与所述目标调节棒对称的所述调节棒作为新的目标调节棒；以及，

当所述目标调节棒和所述新的目标调节棒均提升/下降一次后，重新选中所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为下一个目标调节棒，直至所述核功率实测值与核功率设定值相等。

可选的，所述动棒系统还包括延迟模块；

所述延迟模块，用于选择性地将所述选棒信号延迟预设时间后发送至所述驱动模块。

可选的，所述延迟模块在接收到的所述选棒信号为高电平信号时，延迟预设时间后输出该高电平信号；

所述延迟模块在接收到的所述选棒信号为低电平信号时，立即输出该低电平信号。

可选的，所述驱动模块，具体还用于：

根据所述脉冲频率值的正/负，驱动所述目标调节棒进行提升/下降；以及，

根据所述脉冲频率值的绝对值大小，控制所述目标调节棒提升/下降的棒速；以及，

在达到所述动棒限值时，控制所述目标调节棒停止提升/下降，并生成所述动棒达限值信号发送至所述选棒模块。

本公开的实施例的另一个方面，提供一种高温气冷堆动棒方法，所述动棒方法包括：

根据反应堆的核功率实测值与核功率设定值计算得到脉冲频率值；

根据各调节棒的棒位信号、各所述调节棒的动棒达限值信号以及所述脉冲频率值，基于对称平齐原则生成选中目标调节棒的选棒信号；

根据所述脉冲频率值、所述选棒信号和动棒限值，驱动对应选中的所述目标调节棒进行动棒。

可选的，所述根据各调节棒的棒位信号、各所述调节棒的动棒达限值信号以及所述脉冲频率值，基于对称平齐原则生成选中目标调节棒的选棒信号，包括：

根据所述脉冲频率值的正/负，选出所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为所述目标调节棒；以及，

当所述目标调节棒提升/下降达到规定的限值后停止对所述目标调节棒的操作，并选择与所述目标调节棒对称的所述调节棒作为新的目标调节棒；以及，

当所述目标调节棒和所述新的目标调节棒均提升/下降一次后，重新选中所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为下一个目标调节棒，直至所述核功率实测值与核功率设定值相等。

可选的，所述根据所述脉冲频率值、所述选棒信号和动棒限值，驱动对应选中的所述目标调节棒进行动棒，包括：

根据所述脉冲频率值的正/负，驱动所述目标调节棒进行提升/下降；以及，

根据所述脉冲频率值的绝对值大小，控制所述目标调节棒提升/下降的棒速；以及，

在达到所述动棒限值时，控制所述目标调节棒停止提升/下降。

本公开的实施例的另一个方面，提供一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现根据前文记载的所述的动棒方法。

本公开的实施例的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，

所述计算机程序被处理器执行时能实现根据前文记载的所述的动棒方法。

本公开的实施例的高温气冷堆动棒系统和方法、电子设备、可读存储介质，能够优化完善调节棒的自动运行方式，可以使调节棒自动间歇动棒，避免持续动棒导致核功率正变化率高或核功率负变化率高保护停堆。

附图说明

图1为本公开的一实施例的一种高温气冷堆动棒系统的结构示意图；

图2为本公开的另一实施例的一种高温气冷堆动棒方法的流程示意框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。

如图1所示，一种高温气冷堆动棒系统100，所述动棒系统100包括核功率PID模块110、选棒模块120和驱动模块130。所述核功率PID模块110用于根据反应堆的核功率实测值与核功率设定值计算得到脉冲频率值。所述选棒模块120用于根据各调节棒的棒位信号、各所述调节棒的动棒达限值信号以及所述脉冲频率值，基于对称平齐原则生成选中目标调节棒的选棒信号。所述驱动模块130用于根据所述脉冲频率值、所述选棒信号和动棒限值，驱动对应选中的所述目标调节棒进行动棒。

具体地，如图1所示，核功率PID模块110用于获取反应堆的核功率实测值与核功率设定值，并利用获取到的核功率实测值与核功率设定值进行偏差计算，得到脉冲频率值。选棒模块120用于获取各调节棒的棒位信号、各调节棒的动棒达限值信号以及通过核功率PID模块110计算得出的脉冲频率值，并根据获取到的棒位信号、动棒达限值信号以及脉冲频率值，基于对称平齐原则生成选中目标调节棒的选棒信号。驱动模块130预先设置有动棒限值，并能够根据动棒限值以及获取到的脉冲频率值和选棒信号驱动对应选中的目标调节棒进行动棒。

本公开的实施例的高温气冷堆动棒系统，通过所设置的核功率PID模块、选棒模块和驱动模块，可以使调节棒自动间歇动棒，避免持续动棒导致核功率正变化率高或核功率负变化率高保护停堆，优化完善了调节棒的自动运行方式。

示例性地，如图1所示，所述选棒模块120，具体还用于：根据所述脉冲频率值的正/负，选出所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为所述目标调节棒。以及，当所述目标调节棒提升/下降达到规定的限值后停止对所述目标调节棒的操作，并选择与所述目标调节棒对称的所述调节棒作为新的目标调节棒。以及，当所述目标调节棒和所述新的目标调节棒均提升/下降一次后，重新选中所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为下一个目标调节棒，直至所述核功率实测值与核功率设定值相等。

具体地，如图1所示，当脉冲频率值为正数时，选棒模块120会选择所有调节棒中棒位最低的调节棒作为目标调节棒。当该目标调节棒提升达到规定的限值后停止对该目标调节棒的操作，也就是说当该目标调节棒提升达到提棒限值后，选棒模块120不再选择该调节棒作为目标调节棒。同时，选棒模块120会基于对称平齐原则，选择与刚刚提升达到规定限值的调节棒相对称的调节棒作为新的目标调节棒，新的目标调节棒提升达到提棒限值后，选棒模块120会根据脉冲频率值的正/负，再次选出所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为目标调节棒，重复此过程直至核功率实测值与核功率设定值相等。即直至脉冲频率值为0后，选棒模块120不再对调节棒进行选择，各调节棒维持当前棒位。

当脉冲频率值为负数时，选棒模块120会选择所有调节棒中棒位最高的调节棒作为目标调节棒。当该目标调节棒下降达到规定的限值后停止对该目标调节棒的操作，也就是说当该目标调节棒下降达到降棒限值后，选棒模块120不再选择该调节棒作为目标调节棒。同时，选棒模块120会基于对称平齐原则，选择与刚刚下降达到规定限值的调节棒相对称的调节棒作为新的目标调节棒，新的目标调节棒下降达到降棒限值后，选棒模块120会根据脉冲频率值的正/负，再次选出所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为目标调节棒，重复此过程直至核功率实测值与核功率设定值相等。即直至脉冲频率值为0后，选棒模块120不再对调节棒进行选择，各调节棒维持当前棒位。

需要说明的是，选棒模块120基于对称平齐原则，同一时刻只选择一根调节棒作为目标调节棒。

本公开的实施例的高温气冷堆动棒系统，通过选棒模块对调节棒进行选择，可以使调节棒自动间歇动棒，避免持续动棒导致核功率正变化率高或核功率负变化率高保护停堆，保证了核功率自动调节功能正常执行。

示例性地，如图1所示，所述动棒系统100还包括延迟模块140。所述延迟模块140用于选择性地将所述选棒信号延迟预设时间后发送至所述驱动模块130。

具体地，如图1所示，延迟模块140的输入端连接选棒模块120的输出端，延迟模块140的输出端连接驱动模块130的输入端。延迟模块140在接收到的选棒信号为高电平信号时，延迟预设时间后输出该高电平信号。延迟模块在接收到的选棒信号为低电平信号时，立即输出该低电平信号。

应当理解的是，当选棒信号为高电平信号时，可表示选棒信号为1，即对应调节棒被选中。当选棒信号为低电平信号时，可表示选棒信号为0，即对应调节棒未选中。

本公开的实施例的高温气冷堆动棒系统，通过所设置的延迟模块，可以实现调节棒自动间歇动棒，能有效避免持续动棒导致核功率正变化率高或核功率负变化率高保护停堆，优化完善了调节棒的自动运行方式。

示例性地，如图1所示，所述驱动模块130，具体还用于：根据所述脉冲频率值的正/负，驱动所述目标调节棒进行提升/下降。以及，根据所述脉冲频率值的绝对值大小，控制所述目标调节棒提升/下降的棒速。以及，在达到所述动棒限值时，控制所述目标调节棒停止提升/下降，并生成所述动棒达限值信号发送至所述选棒模块120。

具体地，如图1所示，当脉冲频率值为正数时，驱动模块130驱动目标调节棒进行提升，当该目标调节棒的提升距离达到提棒限值后，驱动模块130停止驱动该目标调节棒进行提升，并生成动棒达限值信号发送至选棒模块120。当脉冲频率值为负数时，驱动模块130驱动目标调节棒进行下降，当该目标调节棒的下降距离达到降棒限值后，驱动模块130停止驱动该目标调节棒进行下降，并生成动棒达限值信号发送至选棒模块120。其中，驱动模块130驱动调节棒进行提升或下降时，调节棒提升或下降的棒速根据脉冲频率值的绝对值的大小确定。当脉冲频率值的绝对值大时，调节棒提升或下降的棒速较快，当脉冲频率值的绝对值小时，调节棒提升或下降的棒速较慢。

作为一个具体示例，如图1所示，反应堆设置有6根调节棒，每根调节棒对应有单独的驱动模块和延迟模块。当然，驱动模块和延迟模块还可以根据实际需要设置为不同数量并与相应的调节棒进行连接，本实施例对此并不作具体限制。其中，6根调节棒根据对称关系分为3组：R1棒和R5棒为一组，R2棒和R6棒为一组，R3棒和R4棒为一组。作为其中一个示例，如图1所示，当反应堆的核功率设定值大于核功率实测值时，经核功率PID模块运算后输出脉冲频率值且该脉冲频率值大于0。选棒模块接收到大于0的脉冲频率值，则对6根调节棒的棒位进行比较，选中棒位最低的调节棒(以R1棒为例)并生成选棒信号，即R1棒选棒信号为1。R1棒选棒信号经对应的延迟模块处理延迟预设时间后发送至对应的驱动模块。驱动模块接收到大于0的脉冲频率值，且同时接收到R1棒选棒信号后，驱动R1棒以脉冲频率值的绝对值对应的棒速进行提升。当R1棒提升达到提棒限值后，R1棒停止提升，并生成R1棒动棒达限值信号。

选棒模块接收到R1棒动棒达限值信号后，停止对R1棒的选择(即R1棒选棒信号为0)，并选中与R1棒对称的R5棒(即R5棒选棒信号为1)。

R5棒选棒信号经对应的延时模块处理延迟预设时间后发送至对应的驱动模块。驱动模块接收到大于0的脉冲频率值，且同时接收到R5棒选棒信号后，驱动R5棒以脉冲频率值的绝对值对应的棒速进行提升。当R5棒提升达到提棒限值后，R5棒停止提升，并生成R5棒动棒达限值信号。

当R1和R5这一组调节棒均提升一次后，选棒模块重新判断6根调节棒的棒位，选中棒位最低的调节棒进行提升，如此循环。由此实现6根调节棒间断提升，引入正反应性，核功率实测值间断提升，直至与核功率设定值一致。

作为其中一个示例，如图1所示，当反应堆的核功率设定值小于核功率实测值时，经核功率PID模块运算后输出脉冲频率值且该脉冲频率值小于0。选棒模块接收到小于0的脉冲频率值，则对6根调节棒的棒位进行比较，选中棒位最高的调节棒(以R1棒为例)并生成选棒信号，即R1棒选棒信号为1。R1棒选棒信号经对应的延迟模块块处理延迟预设时间后发送至对应的驱动模块。驱动模块接收到小于0的脉冲频率值，且同时接收到R1棒选棒信号后，驱动R1棒以脉冲频率值的绝对值对应的棒速进行下降。当R1棒降棒达到降棒限值后，R1棒停止下降，并生成R1棒动棒达限值信号。

选棒模块接收到R1棒动棒达限值信号后，停止对R1棒的选择(即R1棒选棒信号为0)，并选中与R1棒对称的R5棒(即R5棒选棒信号为1)。

R5棒选棒信号经对应的延时模块块处理延迟预设时间后发送至对应的驱动模块。驱动模块接收到小于0的脉冲频率值，且同时接收到R5棒选棒信号后，驱动R5棒以脉冲频率值的绝对值对应的棒速进行下降。当R5棒降棒达到降棒限值后，R5棒停止下降，并生成R5棒动棒达限值信号。

当R1和R5这一组调节棒均下降一次后，选棒模块重新判断6根调节棒的棒位，选中棒位最高的调节棒进行下降，如此循环。由此实现6根调节棒间断降棒，引入负反应性，核功率实测值间断下降，直至与核功率设定值一致。

作为其中一个示例，如图1所示，当反应堆的核功率设定值等于核功率实测值时，经核功率PID模块运算后输出脉冲频率值且该脉冲频率值等于0。选棒模块接收到等于0的脉冲频率值，则不再对调节棒进行选择，也即6根调节棒均未被选中，6根调节棒均不执行动棒操作，维持当前棒位。

本公开的实施例的高温气冷堆动棒系统，通过所设置的核功率PID模块、选棒模块和驱动模块，可以使调节棒自动间歇动棒，避免持续动棒导致核功率正变化率高或核功率负变化率高保护停堆，优化完善了调节棒的自动运行方式，有效规避了反应堆意外停堆的风险，提高了机组的可利用率和经济效益。

另一方面，如图2所示，本公开的实施例提供了一种高温气冷堆动棒方法，所述动棒方法包括：步骤S1、根据反应堆的核功率实测值与核功率设定值计算得到脉冲频率值。

步骤S2、根据各调节棒的棒位信号、各所述调节棒的动棒达限值信号以及所述脉冲频率值，基于对称平齐原则生成选中目标调节棒的选棒信号。

具体地，在本步骤中，根据所述脉冲频率值的正/负，选出所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为所述目标调节棒。当所述目标调节棒提升/下降达到规定的限值后停止对所述目标调节棒的操作，并选择与所述目标调节棒对称的所述调节棒作为新的目标调节棒。当所述目标调节棒和所述新的目标调节棒均提升/下降一次后，重新选中所有调节棒中棒位最低/最高的调节棒作为下一个目标调节棒，直至所述核功率实测值与核功率设定值相等。

步骤S3、根据所述脉冲频率值、所述选棒信号和动棒限值，驱动对应选中的所述目标调节棒进行动棒。

具体地，在本步骤中，根据所述脉冲频率值的正/负，驱动所述目标调节棒进行提升/下降。根据所述脉冲频率值的绝对值大小，控制所述目标调节棒提升/下降的棒速。在达到所述动棒限值时，控制所述目标调节棒停止提升/下降。

本公开的实施例的高温气冷堆动棒方法，可以使调节棒自动间歇动棒，避免持续动棒导致核功率正变化率高或核功率负变化率高保护停堆，优化完善了调节棒的自动运行方式，有效规避了反应堆意外停堆的风险，提高了机组的可利用率和经济效益。

另一方面，本公开的实施例提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器。用于存储一个或多个程序的存储单元，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现根据前文记载的所述动棒方法。

另一方面，本公开的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能实现根据前文记载的所述动棒方法。

其中，计算机可读存储介质可以是本公开的实施例的设备、系统中所包含的，也可以是单独存在。

其中，计算机可读存储介质可是任何包含或存储程序的有形介质，其可以是电、磁、光、电磁、红外线、半导体的系统、装置、设备，更具体的例子包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、光纤、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件，或它们任意合适的组合。

其中，计算机可读存储介质也可包括在基带中或作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码，其具体的例子包括但不限于电磁信号、光信号，或它们任意合适的组合。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。