用于生产包覆燃料颗粒的包覆炉自动化控制系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102360200A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102360200A(43)申请公布日2012.02.22(21)申请号201110148907.9(22)申请日2011.06.03(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园北京100084-82信箱(72)发明人邵友林刘兵朱钧国杨冰(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王莹(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)G21C21/00(2006.01)G21C21/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称用于生产包覆燃料颗粒的包覆炉自动化控制系统及方法(57)摘要本发明涉及高温工艺炉生产控制领域，公开了一种用于生产包覆燃料颗粒的包覆炉自动化控制系统，包括：包覆炉DCS程序控制系统开发和运行平台(1)、DCS控制硬件平台(2)、现场仪器仪表(31)及执行机构(32)。本发明还公开了一种利用上述系统进行包覆炉自动化控制的方法。本发明使包覆燃料颗粒的生产过程自动化、标准化，减少仪表盘操作过程存在的不稳定性，提高包覆炉系统的生产效率和包覆燃料颗粒的质量。CN10236ACCNN110236020002360217A权利要求书1/2页1.一种用于生产包覆燃料颗粒的包覆炉自动化控制系统，其特征在于，包括：包覆炉DCS程序控制系统开发和运行平台(1)、DCS控制硬件平台(2)、现场仪器仪表(31)及执行机构(32)；所述包覆炉DCS程序控制系统开发和运行平台(1)用于将整个包覆炉系统进行模拟组态，并通过逻辑控制协调整个包覆炉系统的运行及包覆燃料颗粒生产工艺过程的控制；所述DCS控制硬件平台(2)与所述包覆炉DCS程序控制系统开发和运行平台(1)连接，用于进行电信号的传输及与逻辑控制语言间的转换，并存储包覆炉系统生产过程中记录的各种数据信息；现场仪器仪表(31)与所述DCS控制硬件平台(2)连接，用于采集开关量信号和模拟量信号；执行机构(32)与所述DCS控制硬件平台(2)连接，用于执行机械动作与电信号间的转换。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述包覆炉DCS程序控制系统开发和运行平台(1)包括包覆炉温度加热功率控制回路、气体流量调节控制回路、尾气处理用吸收塔液位及pH值调节控制回路、MTS消耗量调节控制回路和包覆燃料颗粒生产工艺顺序控制回路；所述包覆炉温度加热功率控制回路包括加热电源和测温元件，用于通过调节加热电源的输出功率将测温元件所测包覆炉温度控制在工艺设定温度范围内；气体流量调节控制回路包括质量流量控制器，用于通过调节质量流量控制器将气体流量控制在设定值范围内；尾气处理用吸收塔液位及pH值调节控制回路包括提升泵和吸收塔，用于通过提升泵的运行将吸收塔的液位或PH值控制在设定值范围内MTS消耗量调节控制回路包括MTS罐，用于通过调节MTS罐体温度或载带气流量来控制MTS消耗速率；包覆燃料颗粒生产工艺顺序控制回路，用于通过包覆燃料颗粒生产工艺的顺序控制执行，完成包覆燃料颗粒自动化生产。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述包覆炉温度加热功率控制回路中的加热电源为低压大电流电源。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述包覆炉温度加热功率控制回路中的测温元件为红外高温计。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述DCS控制硬件平台包括相互连接的工程师站、操作员站、打印机、服务器站及现场控制站。6.一种利用权利要求1～5中任一项所述的系统进行生产包覆燃料颗粒的包覆炉自动化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、所述现场仪器仪表(31)采集开关量信号和模拟量信号，并发送给DCS控制硬件平台；S2、所述DCS控制硬件平台(2)将开关量信号和模拟量信号发送给包覆炉DCS程序控制系统开发和运行平台(1)；S3、包覆炉DCS程序控制系统开发和运行平台(1)将开关量信号和模拟量信号进行逻2CCNN110236020002360217A权利要求书2/2页辑判断和控制运算，将运算结果经过DCS控制硬件平台(2)输出信号到执行机构(32)，完成对对包覆炉系统工艺过程的操作。3CCNN110236020002360217A说明书1/6页用于生产包覆燃料颗粒的包覆炉自动化控制系统及方法技术领域[0001]本发明涉及高温工艺炉生产控制领域，尤其涉及一种用于生产包覆燃料颗粒的包覆炉自动化控制系统及方法。背景技术[0002]我国的高温气冷堆技术已经从10MW实验堆向200MW商业示范堆发展，堆内所需燃料元件也从2万个增加到40万个，示范堆运行期间年均需更换10万个燃料元件。为满足燃料元件使用需求，燃料元件生产线需要从实验室规模向工厂规模发展，作为燃料元件重要生