專利名稱：核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種溫度控制系統(tǒng)，具體是核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
核電廠硼伴熱系統(tǒng)，用于核電廠硼酸溶液管道的伴熱，以確保管道內(nèi)硼酸溶液 始終處于良好的運行工況下，防止硼酸結(jié)晶堵塞回路及儀表管道，從而保證核電廠的正 常安全運行。目前，現(xiàn)役核電廠的硼伴熱系統(tǒng)，普遍采用機械式溫控器控溫，機械式溫控器 具有良好的耐輻照性能和非能動等優(yōu)點，但機械式溫控器也有一些缺點溫漂現(xiàn)象比較 嚴(yán)重，長期工作穩(wěn)定性差，而且由于機械式溫控器控溫結(jié)構(gòu)原因，不同型號溫控器之間 互換性差。采用可編程邏輯控制器(PLC)進行溫度控制在工業(yè)上有過很多成功的應(yīng)用， 在核電廠的硼伴熱系統(tǒng)中也有過應(yīng)用，如《核工程研究與設(shè)計》2006年第61期發(fā)表的
“核電站硼伴熱系統(tǒng)設(shè)計方案比較” 一文中所述的采用PLC的核電站硼伴熱系統(tǒng)，該系 統(tǒng)采用集中式設(shè)計，控溫精度高，施工調(diào)試過程簡單，在后期維護中可以根據(jù)實際運行 情況方便地更改參數(shù)。但是由于采用集中式設(shè)計，系統(tǒng)改動比較大，將報警功能和伴熱 控制功能集中在一起，正常伴熱回路的PLC機柜和備用伴熱回路的PLC機柜同時連到 操作站，不符合兩個電路應(yīng)完全獨立的原則；在一個控制機柜安裝了 PLC中央處理單元 和PLC輸入/輸出模塊，控制機柜尺寸較大，不易在核電廠狹小的環(huán)境中安裝；采用雙 支熱電偶，安裝尺寸更大，可靠性降低；補償電纜數(shù)量有較大增加，增加了電纜敷設(shè)難 度，電纜敷設(shè)路徑變化大，增加了系統(tǒng)安裝難度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種系統(tǒng)維護方便，能滿足核電廠特殊運行，實現(xiàn) 核電廠硼酸溶液管道的伴熱，保證核電廠的正常安全運行的核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)。本實用新型是這樣實現(xiàn)的—種核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)，由兩套設(shè)備相同的電氣回路組成，每套電氣回路 包括PLC控制設(shè)備、配電盤、加熱盤、伴熱元件和熱電偶，其特征在于所述的溫控系 統(tǒng)電路之間采用隔離獨立配置，每套電氣回路包括伴熱設(shè)備、控制設(shè)備和監(jiān)視設(shè)備三大 部份，具體描述如下伴熱設(shè)備包括配電盤和備用配電盤、加熱電路盤和備用加熱電路盤、報警電 路盤和備用報警電路盤及伴熱元件和備用電路伴熱元件；每個加熱電路盤和備用加熱電 路盤中分別布置有多路伴熱供電控制設(shè)備；加熱電路盤(2)的伴熱供電控制設(shè)備由PLC 測量控制箱(6)的PLC輸出模塊輸出的觸點信號控制，備用加熱電路盤(12)的伴熱供電 控制設(shè)備由備用PLC測量控制箱(16)的PLC輸出模塊輸出的觸點信號控制；報警電路 盤和備用報警電路盤與加熱電路盤和備用加熱電路盤采用信號連接；伴熱元件和伴熱元件安裝在被伴熱管道上?？刂圃O(shè)備包括 PLC中央處理箱和備用PLC中央處理箱、PLC測量控制箱和備 用PLC測量控制箱、熱電偶轉(zhuǎn)接箱和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱、熱電偶和備用熱電偶；PLC中 央處理箱和備用PLC中央處理箱中分別布置有PLC控制單元和PLC操作屏，PLC操作屏 與PLC控制單元之間通過通訊電纜連接；PLC測量控制箱和備用PLC測量控制箱中分別 布置有PLC輸入輸出單元；熱電偶和備用熱電偶安裝在被伴熱管道上；熱電偶和備用熱 電偶分別與熱電偶轉(zhuǎn)接箱和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱相連，熱電偶轉(zhuǎn)接箱和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱 (18)分別與PLC測量控制箱和備用PLC測量控制箱之間通過補償電纜連接；監(jiān)視設(shè)備包括操作站和備用操作站，通過工業(yè)以太網(wǎng)分別與PLC中央處理箱 和備用PLC中央處理箱相連。其附加特征在于所述溫控系統(tǒng)控制設(shè)備中的PLC中央處理箱和備用PLC中央處理箱中的PLC控 制單元、PLC測量控制箱中和備用PLC測量控制箱的PLC輸入輸出單元為主從配置結(jié) 構(gòu)即PLC控制單元為主站，PLC輸入輸出單元為子站，兩者通過通訊電纜連接，一個 主站控制若干個子站。所述溫控系統(tǒng)伴熱設(shè)備中的加熱電路盤和備用加熱電路盤可有若干個，每個加 熱電路盤和備用加熱電路盤中分別布置有12路伴熱供電控制設(shè)備。本實用新型的優(yōu)點在于1.采用分布式PLC溫度控制，將信號輸入/輸出PLC 和中央處理PLC分別布置在不同機箱中，分布式配置方式減小了 PLC設(shè)備機箱尺寸，使 得PLC機箱在核電廠的安裝更加容易。2.PLC同時完成溫度顯示和伴熱控制功能，只需 要采集一個熱電偶的溫度信號，取消了用于溫度顯示功能的熱電偶和相應(yīng)補償電纜，更 加經(jīng)濟可靠；3.冗余的兩套電氣回路完全獨立，系統(tǒng)伴熱功能與報警功能由相互獨立的 電氣柜完成，更符合核電廠電氣設(shè)備設(shè)計要求。

圖1是本實用新型的核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)與被伴熱管道相連的示意圖。圖中1.配電盤；2加熱電路盤；3.報警電路盤；4.PLC中央處理箱；5.操作 站；6.PLC測量控制箱；7.熱電偶；8.熱電偶轉(zhuǎn)接箱；9伴熱元件；10.被伴熱管道； 11.備用配電盤；12.備用加熱電路盤；13.備用報警電路盤；14.備用PLC中央處理箱； 15.備用操作站；16.備用PLC測量控制箱；17.備用熱電偶；18.備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱； 19.備用伴熱元件
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型由兩套設(shè)備相同的電氣回路組成，分別為正常電氣回 路(圖1左側(cè))和備用電氣回路(圖1右側(cè))。電路之間采用隔離獨立配置，獨立完成配 電功能、伴熱功能、報警功能和溫度顯示功能。兩套冗余的伴熱溫控系統(tǒng)可互為備用。 每套電氣回路包括伴熱設(shè)備、控制設(shè)備和監(jiān)視設(shè)備三大部份，各部份結(jié)構(gòu)及功能具體描 述如下[0019]伴熱設(shè)備包括配電盤1和備用配電盤11、加熱電路盤2和備用加熱電路盤 12、報警電路盤3和備用報警電路盤13及伴熱元件9和備用伴熱元件19。配電盤1和 備用配電盤11的輸入為核電廠380VAC電源和48VDC電源，配電盤1和備用配電盤11 將電廠電源進行分配，為加熱電路盤2和備用加熱電路盤12提供380VAC電源，為報警 電路盤3和備用報警電路盤13提供48VDC電源。PLC測量控制箱6和備用PLC測量控 制箱16通過熱電偶7和備用熱電偶17測量被伴熱管道的溫度，并輸出控制信號控制伴熱 元件9和備用伴熱元件19電源開關(guān)的通斷。每一根伴熱元件9和備用伴熱元件19的伴 熱電源都有一條控制回路，用于伴熱電源的通斷控制。加熱電路盤2和備用加熱電路盤 12根據(jù)伴熱元件9和備用伴熱元件19規(guī)格將電廠380VAC電源轉(zhuǎn)成多種電壓為伴熱元件 供電；加熱電路盤2和備用加熱電路盤12可有若干個，每個加熱電路盤2和備用加熱電 路盤12中分別布置有12路伴熱供電控制設(shè)備，伴熱供電控制設(shè)備由PLC輸出模塊輸出 的觸點信號控制。報警電路盤3和備用報警電路盤13與加熱電路盤2和備用加熱電路盤 12采用信號連接，監(jiān)測配電盤1和備用配電盤11內(nèi)以及若干個加熱電路盤2和備用加熱 電路盤12的工作狀態(tài)，組合來自配電盤1和備用配電盤11、加熱電路盤2和備用加熱電 路盤12的報警信號，進行就地光子牌顯示并傳遞到核電廠的警報處理系統(tǒng)和集中數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)。 控制設(shè)備包括PLC中央處理箱4和備用PLC中央處理箱14、PLC測量控制箱 6和備用PLC測量控制箱16、熱電偶轉(zhuǎn)接箱8和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱18、熱電偶7和備用 熱電偶17。PLC中央處理箱4和備用PLC中央處理箱14中分別布置有PLC控制單元和 PLC操作屏，PLC操作屏與PLC控制單元之間通過通訊電纜連接，顯示各伴熱管段的溫 度及伴熱控制信息。PLC測量控制箱6和備用PLC測量控制箱16中分別布置有PLC輸 入輸出單元，PLC中央處理箱4和備用PLC中央處理箱14中的PLC控制單元和PLC測 量控制箱中6和備用PLC測量控制箱16的PLC輸入輸出單元為主從配置結(jié)構(gòu)PLC控 制單元為主站，PLC輸入輸出單元為子站，兩者通過通訊電纜連接，一個主站控制若干 個子站。在PLC控制單元控制下，PLC輸入輸出單元的輸入模塊分別測量熱電偶7和備 用熱電偶17的溫度信號，輸出模塊輸出伴熱控制觸點信號到伴熱電源進行伴熱控制。熱 電偶7和備用熱電偶17安裝在被伴熱管道上，測量被伴熱管道的溫度，用于管道溫度顯 示和溫度控制。伴熱元件9安裝在被伴熱管道上，為管道伴熱。被伴熱管道為核電廠硼 酸溶液管道。熱電偶7和備用熱電偶17與分別熱電偶轉(zhuǎn)接箱8和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱18 相連，熱電偶轉(zhuǎn)接箱8和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱18分別與PLC測量控制箱6和備用PLC測量 控制箱16之間通過補償電纜連接，實現(xiàn)PLC測溫模塊對熱電偶熱電偶7和備用熱電偶17 的溫度信號的采集。監(jiān)視設(shè)備包括操作站5和備用操作站15，操作員站5和備用操作員站15布 置在電廠的無放射性區(qū)域，通過工業(yè)以太網(wǎng)分別與PLC中央處理箱4和備用PLC中央處 理箱14相連，接受正常電氣和備用電氣回路的過程信號，實現(xiàn)對整個伴熱電路狀態(tài)的監(jiān) 視。系統(tǒng)維護人員也可以通過操作站對伴熱電路中各個支路的控制參數(shù)進行修改。
權(quán)利要求1.一種核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)，由兩套設(shè)備相同的電氣回路組成，每套電氣回路包 括PLC控制設(shè)備、配電盤、加熱盤、伴熱元件和熱電偶，其特征在于所述的溫控系統(tǒng) 電路之間采用隔離獨立配置，每套電氣回路包括伴熱設(shè)備、控制設(shè)備和監(jiān)視設(shè)備三大部 份，具體描述如下伴熱設(shè)備包括配電盤(1)和備用配電盤(11)、加熱電路盤(2)和備用加熱電路 盤(12)、報警電路盤(3)和備用報警電路盤(13)及伴熱元件(9)和備用電路伴熱元件 (19)；每個加熱電路盤(2)和備用加熱電路盤(12)中分別布置有多路伴熱供電控制設(shè) 備；加熱電路盤⑵的伴熱供電控制設(shè)備由PLC測量控制箱(6)的PLC輸出模塊輸出的 觸點信號控制，備用加熱電路盤(12)的伴熱供電控制設(shè)備由備用PLC測量控制箱(16)的 PLC輸出模塊輸出的觸點信號控制；報警電路盤(3)和備用報警電路盤(13)與加熱電路 盤⑵和備用加熱電路盤(12)采用信號連接；伴熱元件(9)和伴熱元件(19)安裝在被伴 熱管道(10)上，控制設(shè)備包括PLC中央處理箱⑷和備用PLC中央處理箱(14)、PLC測量控制箱(6)和備用PLC測量控制箱(16)、熱電偶轉(zhuǎn)接箱(8)和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱(18)、熱電偶(7)和備用熱電偶(17)； PLC中央處理箱⑷和備用PLC中央處理箱(14)中分別布置有 PLC控制單元和PLC操作屏，PLC操作屏與PLC控制單元之間通過通訊電纜連接；PLC 測量控制箱(6)和備用PLC測量控制箱(16)中分別布置有PLC輸入輸出單元；熱電偶 (7)和備用熱電偶(17)分別與熱電偶轉(zhuǎn)接箱⑶和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱(18)相連，熱電偶 轉(zhuǎn)接箱⑶和備用熱電偶轉(zhuǎn)接箱(18)分別與PLC測量控制箱(6)和備用PLC測量控制箱 (16)之間通過補償電纜連接；監(jiān)視設(shè)備包括操作站(5)和備用操作站(15)，通過工業(yè)以太網(wǎng)分別與PLC中央處 理箱(4)和備用PLC中央處理箱(14)相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)，其特征在于所述溫控系統(tǒng)控制 設(shè)備中的PLC中央處理箱⑷和備用PLC中央處理箱(14)中的PLC控制單元、PLC測 量控制箱中(6)和備用PLC測量控制箱(16)的PLC輸入輸出單元為主從配置結(jié)構(gòu)即 PLC控制單元為主站，PLC輸入輸出單元為子站，兩者通過通訊電纜連接，一個主站控 制若干個子站。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)，其特征在于所述溫控系統(tǒng)伴 熱設(shè)備中的加熱電路盤(2)和備用加熱電路盤(12)可有若干個，每個加熱電路盤(2)和 備用加熱電路盤(12)中分別布置有12路伴熱供電控制設(shè)備。
專利摘要本實用新型公開一種核電廠硼伴熱溫控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由兩套設(shè)備相同的電氣回路組成，兩套電氣回路之間獨立配置。電氣回路采用PLC設(shè)備進行伴熱控制和溫度顯示，PLC設(shè)備采用分布式配置方式，PLC中央處理單元和PLC輸入/輸出模塊為主從結(jié)構(gòu)，布置在不同的機箱中。PLC中央處理單元采用冗余配置，確保其可靠性，一套PLC中央處理單元可控制若干套PLC輸入/輸出模塊實現(xiàn)伴熱控制。本實用新型的分布式配置方式，減小了機箱尺寸，使得硼伴熱溫控系統(tǒng)在核電廠的安裝更加容易。
文檔編號G05D23/22GK201804287SQ201020556830
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者叢津, 尹小龍, 張敬祎, 熊萬玉, 胡潤勇, 趙二雷, 龔建軍 申請人:中國核動力研究設(shè)計院