一、项目背景

三代堆示范工程建设，是我国核能战略“三步走”的关键环节，也是新时代、新形势下中国核工业发展的标志性工程。示范工程对于实现核燃料闭式循环、促进我国核能可持续发展，推动地方经济建设具有重要意义。我国核能发展战略“三步走”——热中子反应堆、快中子增殖堆、受控核聚变堆。我国三代堆下一步的发展，具备商用核电站功率规模的示范性大型反应堆的研发是一个必然趋势。由于三代堆示范工程的技术方案在很大程度上已经非常接近商用堆参数，这使得在示范工程的技术选择上有较多的经验可以借鉴。总的来说，示范堆的技术选择是参照第四代核能系统的部分目标，结合中国的实际进行最终选择的结果。600 MW示范(CFR600)项目是中核集团公司工程重点项目。

本项目致力于适用于三代堆电磁泵的IE级控制柜的研究，针对三代堆涉钠回路的电磁泵，以提高可靠性为目标，自主研发一套无CPU纯硬件电路的控制器，实现白主知识产权的示范三代堆电磁泵控制柜的设计、生产制造,产品前景广阔。本项目作为国内第一套适用于三代堆的IE级电磁泵控制系统，技术水平完全对标俄罗斯三代堆产品，可使国内控制柜技术再上一个台阶，提高国产控制柜的制造水平，增加我国白动化控制行业在高端市场的竞争力；同时，由于应用场景的特殊性，本项目实现后，对国防建设有着重大意义。

通过对三代堆电磁泵的IE级控制柜的产业化，能够掌握三代堆涉钠回路电磁泵控制柜的核心设计制造技术，并满足推广至其它堆型核电站包括军核以及船用的可行性，使该产品的设计、制造水平达到国际领先水平。

二、核心技术

1)自诊断功能:电磁泵控制柜要求具有较高的诊断覆盖率水平；并且能够实时进行故障诊断；硬件白诊断技术主要包括异构的通道报警信号对比诊断和设定参数长时间时漂下的偏差报警等。通过监测和保护单元中监测模块对安全通道的电流和温度变送模块输出的4-20mA电流进行采样；并与设定值比较得出报警状态；同时还要通过数显单元中的诊断电路来采样非安全通道的电流和温度变送模块数掘七较来诊断硬件电路是否正常；通过调整设定值时记录的数据和长时间运行状态下采集的设定值数据进行对比，从而对时漂偏差进行判断和报警。

2核安全设计:为满足核级质量鉴定要求，包括热老化抗震、EMC等要求，通过进行元件选型、电气逻辑设计、机柜结构设计、控制器功能和结构设计等电气设计和仪控设计，使控制柜达到IE级要求，并且能满足示范三代堆的功能和性能需求。

三、原理

总体设计功能如下:控制单元设计主要完成控制驱动单元输出5个等级的电压来调节电磁泵设备本体的流量与扬程的工作；监测和保护单元主要对驱动单元输出的电压信号、电流信号及监测设备本体温度的热电偶信号以及控制柜内温度等进行监测，并且在必要时给出报警信号保护设备安全；显示单元主要对监测和保护单元送来的信号进行就地指示。

控制柜整体逻辑如下:当系统上电启动后进行白检和故障检查，当出现报警信号则等待人工检查;检查通过后判断工作模式为远程模式或就地模式。远程模式下，控制柜只接收DCS信号，根据DCS发送的指令信号，按顺序操作，接收到启动信号时，反馈给DCS相同的启动信号，然后依次执行预热、低、半、高、满五档工作模式，并将这些信号反馈给DCS。与此同时，控制柜采集电压、电流、温度和相序信号,并进行判断,如果出现故障现象则报警，将控制柜输出切断，然后等待人工检查。故障消失后，等待人工给出就地复位信号，进入等待模式重新开始。如果没有出现故障现象，则持续工作到生产完毕，然后等待DCS的信号，依次执行满、高、半、低、预热和停止，最后进入等待模式，等待下一次的运行。如果DCS直接发送停止信号，则电磁泵直接停止运行，等待下一次运行的命令。

就地模式下，控制柜只接收柜门操作面板上的信号，并反馈给DCS故障信号。根据就地操作指令信号，按顺序操作，接收到启动信号时，反馈给DCS启动信号，然后依次执行预热、低、半、高、满五档工作模式，与此同时，控制柜采集电压、电流、温度和相序信号，并进行判断，如果出现故障现象则报警，故障信号反馈给DCS，且将控制柜输出切断，然后等待人工检查。故障消失后，等待人工给出就地复位信号，进入等待模式重新开始。如果没有出现故障现象，则持续工作到生产完毕，则持续工作到生产完毕，然后等待就地操作的信号，依次执行满、高、半、低、预热和停止，最后进入等待模式，等待下一次的运行。

无论是远程还是就地模式下，当机柜面板上的急停按钮被按下时，产生报警信号且电磁泵停止运行。急停按钮复位后，按下复位按钮方可以重新启动设备。

四、主要技术指标1.输入输出功能:

·8路48V脉冲信号DI:脉宽500ms ;

·8路干触点DO:负载能力48VDC, 1OmA ;

·4路温度变送器电流输出:4~20mA，精度误差不超过±2%FS;

·3路0-380V电压输入:精度误差不超过±1%FS;·3路0-220A电流输入:精度误差不超过±1%FS;·5路0-350℃温度输入:精度误差不超过±2%FS。2.抗震等级:I类

3.环境要求

(⑴机柜工作温度:10-~35℃;(2y包装储运温度:-5℃~70℃;(3)包装储运最大相对湿度<100%;(4)工作时交变湿热要求:5%~95%;(5)防护等级:IP30;

(6)楼层标高:+15.0Om;

(7)异常运行条件下环境温度:+40°℃~+45℃。

五、鉴定试验

产品已通过全套鉴定试验,试验项目包括:

·热老化试验·机械操作试验

·外壳防护等级试验·保护电路有效性

·温升试验·知路耐受强度

·电气间隙和爬电距离试验

·绝缘电阻和介电强度试验

·物理性能检查·基本性能试验

·逻辑功能试验·供电电压变化试验

·低温存储试验·高温存储试验

·温度快变化试验·交变湿热试验

·振动试验·电磁兼容性试验

·长期稳定性试验·抗震试验

·最终基本试验