ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ АТОМНОГО РЕАКТОРА Советский патент 1996 года по МПК G21C7/36 

Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано в устройствах аварийной защиты (АЗ) атомных реакторов, а более конкретно, в устройствах питания электромагнитных муфт (ЭММ), удерживающих во взведенном состоянии стержни АЗ.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является источник питания, которое содержит трансформатор, к началу вторичной обмотки которого подключены последовательно соединенные первый и второй тиристоры, а к концу вторичной обмотки последовательно соединенные третий и четвертый тиристоры, индуктивную нагрузку, которая подключена между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и соединенными катодами второго и четвертого тиристоров, первый блок управления, первый и второй выходы которого подключены к управляющим электродам первого и третьего тиристоров соответственно, второй блок управления, первый и второй выходы которого подключены к управляющим электродам второго и четвертого тиристоров соответственно, блок контроля, который подключен параллельно нагрузке (устройство применяется Государственным союзным проектным институтом в проекте системы управления и защиты исследовательского атомного реактора). Блок-схема прототипа приведена на фиг. 8.

Блок контроля осуществляет контроль наличия напряжения на нагрузке и может быть выполнен любым из известных способов, например, в простейшем случае это просто реле, подключенное параллельно нагрузке.

Таким схемы обеспечивают надежное отключение питания от нагрузки, но в случае пробоя одного из тиристоров блок контроля этого определить не сможет, т. е. будет иметь место "скрытый" отказ устройства и с этого момента надежность всего устройства в целом будет такой же, как и в первом устройстве.

Недостатком известного устройства является невысокая эксплуатационная надежность.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности за счет обнаружения "скрытых" отказов устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство питания, содержащее трансформатор, к началу вторичной обмотки которого подключены последовательно включенные первый и второй тиристоры, к концу вторичной обмотки третий и четвертый тиристоры, индуктивную нагрузку, которая подключена между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и соединенными катодами второго и четвертого тиристоров, первый блок управления, первый и второй выходы которого подключены к управляющим электродам первого и третьего тиристоров соответственно, второй блок управления, первый и второй выходы которого подключены к управляющим электродам второго и четвертого тиристоров соответственно, введены блок формирования сигнала неисправности и второй, третий и четвертый блоки контроля, при этом выходы всех четырех блоков контроля подключены к первому, второму, третьему, четвертому входам блока формирования сигнала неисправности соответственно, а каждый из блоков контроля содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами блока контроля, гальваническую развязку и частотный детектор, выход которого является выходом блока контроля, причем аноды первого и третьего тиристоров подключены к первым входам первого и третьего блоков контроля соответственно, аноды второго и четвертого тиристоров подключены к первым входам второго и четвертого блоков контроля, катоды первого и третьего тиристоров подключены к вторым входам первого и третьего блоков контроля соответственно, а катоды второго и четвертого тиристоров подключены к вторым входам второго и четвертого блоков контроля соответственно.

На фиг. 1 приведена блок-схема заявленного устройства питания; на фиг. 2 эпюра напряжения питания, подаваемого на источник питания; на фиг. 3 и 4 эпюры сигналов на первом и втором выходах блоков управления соответственно; на фиг. 5 эпюры сигналов на анодах первого и второго тиристоров; на фиг. 6 эпюры сигналов на анодах третьего и четвертого тиристоров; на фиг. 7 эпюра напряжения на нагрузке.

Устройство питания содержит трансформатор 1, первый, второй, третий, четвертый тиристоры 2,3,4,5, первый, второй, третий, четвертый блоки 6,7,8,9 контроля, индуктивную нагрузку 10, блок 11 формирования сигнала неисправности, первый и второй блоки 12, 13 управления. Каждый из блоков 6,7,8,9 контроля содержит последовательно соединенные формирователь 14 импульсов, гальваническую развязку 15, частотный детектор 16. Катоды первого и третьего тиристоров 2, 4 соединены соответственно с анодами второго и четвертого тиристоров 3,5. Анод первого тиристора 2 соединен с началом вторичной обмотки трансформатора 1, а анод второго тиристора 3 с концом вторичной обмотки трансформатора 1. Катоды второго и четвертого тиристоров 3,5 соединены между собой. К точке соединения катодов второго и четвертого тиристоров 3, 5 и к общей точке вторичной обмотки трансформатора 1 подключена индуктивная нагрузка 10. Управляющие электроды первого и третьего тиристоров 2,4 соединены с первым и вторым выходами первого блока 12 управления, а управляющие электроды второго и четвертого тиристоров 3,5 соединены с первым и вторым выходами второго блока 13 управления. Аноды первого и третьего тиристоров 2,4 подключены к первым входам первого и третьего блоков 6, 8 контроля соответственно. Катоды первого и третьего тиристоров 2, 4 подключены к вторым входам первого и третьего блоков 6,8 контроля соответственно. Катоды второго и четвертого тиристоров 3,5 подключены к вторым входам блоков 7, 9 контроля соответственно. Аноды второго и четвертого тиристоров 3,5 подключены к первым входам второго и четвертого блоков 7,9 контроля соответственно. Выходы частотных детекторов 16 первого, второго, третьего, четвертого блоков 6,7,8,9 контроля подключены к первому, второму, третьему, четвертому входам блока 11 формирования сигнала неисправности.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания поступает на индуктивную нагрузку (фиг.7) с вторичной обмотки трансформатора 1 через тиристоры 2, 3,4,5. Моментом открывания тиристоров управляют блоки управления 12 и 13: тиристоры открываются (поочередно) по переднему фронту импульсов с их выходов (фиг.3 и 4) При нормальной работе на аноде тиристоров с периодом 20 мс (при питании от сети переменного тока частотой 50 Гц) будут появляться импульсы положительной полярности (фиг. 5 и 6), которые поступают на входы блоков контроля 6,7,8,9. Формирователь 14 импульсов блока контроля формирует из них прямоугольные импульсы, поступающие через гальваническую развязку 15 на частотный детектор 16, на выходе которого в этом случае сформируется сигнал "Импульсы есть" (например, логическая "1"). Этот сигнал поступает на один из входов блока 11. Если хотя бы один из тиристоров перестанет закрываться, то на его аноде исчезнут положительные импульсы. Вследствие этого на выходе частотного детектора 16 соответствующего блока контроля сформируется сигнал "Импульсов нет" (например, логический "0"), который поступит на соответствующий вход блока 11. В результате блок 11 сформирует сигнал неисправности, в частности, этот сигнал может нести информацию о том, какой конкретно тиристор вышел из строя. В простейшем случае блок 11 может быть выполнен в виде логической схемы ИЛИ.

Блоки управления 12 и 13 могут быть выполнены по любой из известных схем.

Область применение: атомная техника, в частности, использовано в схемах электропитания устройств аварийной защиты атомного реактора, а более конкретно в устройствах питания электромагнитных муфт, удерживающих во взведенном состоянии стержни А3. Сущность изобретения: для повышения эксплуатационной надежности за счет обнаружения "скрытых" отказов устройств источник питания содержит трансформатор, первый, второй, третий,четвертый блоки контроля, индуктивную нагрузку, блок формирования сигнала неисправности, первый и второй блоки управления. Каждый из блоков контроля содержит последовательно соединенный формирователь импульсов, гальваническую развязку, частотный детектор. Выход детектора является выходом блока контроля. Первый и второй входы формирователя импульсов являются первым и вторым входами блока контроля. Тиристоры соединены между собой последовательно. К началу вторичной обмотки трансформатора подключены тиристоры, к концу вторичной обмотки трансформатора подключены тиристоры, нагрузка подключена между средней точкой вторичной обмотки трансформатора и соединенными катодами второго и четвертого тиристоров. Аноды первого и третьего тиристоров подключены к первым входам первого и третьего блоков контроля, а катоды - к вторым входам. Аноды второго и четвертого тиристоров подключены к первым входам второго и четвертого блоков контроля, а катоды - к вторым входам. Первый и второй выходы первого блока управления подключены к управляющим электродам первого и третьего тиристоров, а первый и второй выходы второго блока - к управляющим электродам второго и четвертого тиристоров. Выходы блоков контроля подключены к входам блока. 8 ил.

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ АТОМНОГО РЕАКТОРА, содержащее блок формирования сигнала неисправности, трансформатор, к началу вторичной обмотки которого подключены последовательно соединенные первый и второй тиристоры, а к концу вторичной обмотки - последовательно соединенные третий и четвертый тиристоры, при этом средняя точка вторичной обмотки трансформатора через индуктивную нагрузку подключена к катодам второго и четвертого тиристоров, первый блок управления, первый и второй выходы которого подключены к управляющим электродам первого и третьего тиристоров соответственно, второй блок управления, первый и второй выходы которого подключены к управляющим электродам второго и четвертого тиристоров соответственно, первый блок контроля, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности за счет обнаружения "скрытых" отказов устройства, в него введены второй-четвертый блок контроля, при этом выходы первого-четвертого блоков контроля подключены к первому, второму, третьему, четвертому входам блока формирования сигнала неисправности соответственно, а каждый из блоков контроля содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами блока контроля, гальваническую развязку и частотный детектор, выход которого является выходом блока контроля, причем аноды первого и третьего тиристоров подключены к первым входам первого и третьего блоков контроля соответственно, аноды второго и четвертого тиристоров подключены к первым входам второго и четвертого блоков контроля, катоды первого и третьего тиристоров подключены к вторым входам первого и третьего блоков контроля соответственно, а катоды второго и четвертого тиристоров подключены к вторым входам второго и четвертого блоков контроля соответственно.