一、項目背景
三代堆示范工程建設，是我國核能戰略“三步走”的關鍵環節，也是新時代、新形勢下中國核工業發展的標志性工程。示范工程對于實現核燃料閉式循環、促進我國核能可持續發展，推動地方經濟建設具有重要意義。我國核能發展戰略“三步走”——熱中子反應堆、快中子增殖堆、受控核聚變堆。我國三代堆下一步的發展，具備商用核電站功率規模的示范性大型反應堆的研發是一個必然趨勢。由于三代堆示范工程的技術方案在很大程度上已經非常接近商用堆參數，這使得在示范工程的技術選擇上有較多的經驗可以借鑒。總的來說，示范堆的技術選擇是參照第四代核能系統的部分目標，結合中國的實際進行最終選擇的結果。600 MW示范(CFR600)項目是中核集團公司工程重點項目。
本項目致力于適用于三代堆電磁泵的IE級控制柜的研究，針對三代堆涉鈉回路的電磁泵，以提高可靠性為目標，自主研發一套無CPU純硬件電路的控制器，實現白主知識產權的示范三代堆電磁泵控制柜的設計、生產制造,產品前景廣闊。本項目作為國內第一套適用于三代堆的IE級電磁泵控制系統，技術水平完全對標俄羅斯三代堆產品，可使國內控制柜技術再上一個臺階，提高國產控制柜的制造水平，增加我國白動化控制行業在高端市場的競爭力；同時，由于應用場景的特殊性，本項目實現后，對國防建設有著重大意義。
通過對三代堆電磁泵的IE級控制柜的產業化，能夠掌握三代堆涉鈉回路電磁泵控制柜的核心設計制造技術，并滿足推廣至其它堆型核電站包括軍核以及船用的可行性，使該產品的設計、制造水平達到國際領先水平。
二、核心技術
1)自診斷功能:電磁泵控制柜要求具有較高的診斷覆蓋率水平；并且能夠實時進行故障診斷；硬件白診斷技術主要包括異構的通道報警信號對比診斷和設定參數長時間時漂下的偏差報警等。通過監測和保護單元中監測模塊對安全通道的電流和溫度變送模塊輸出的4-20mA電流進行采樣；并與設定值比較得出報警狀態；同時還要通過數顯單元中的診斷電路來采樣非安全通道的電流和溫度變送模塊數掘七較來診斷硬件電路是否正常；通過調整設定值時記錄的數據和長時間運行狀態下采集的設定值數據進行對比，從而對時漂偏差進行判斷和報警。
2核安全設計:為滿足核級質量鑒定要求，包括熱老化抗震、EMC等要求，通過進行元件選型、電氣邏輯設計、機柜結構設計、控制器功能和結構設計等電氣設計和儀控設計，使控制柜達到IE級要求，并且能滿足示范三代堆的功能和性能需求。
三、原理
總體設計功能如下:控制單元設計主要完成控制驅動單元輸出5個等級的電壓來調節電磁泵設備本體的流量與揚程的工作；監測和保護單元主要對驅動單元輸出的電壓信號、電流信號及監測設備本體溫度的熱電偶信號以及控制柜內溫度等進行監測，并且在必要時給出報警信號保護設備安全；顯示單元主要對監測和保護單元送來的信號進行就地指示。
控制柜整體邏輯如下:當系統上電啟動后進行白檢和故障檢查，當出現報警信號則等待人工檢查;檢查通過后判斷工作模式為遠程模式或就地模式。遠程模式下，控制柜只接收DCS信號，根據DCS發送的指令信號，按順序操作，接收到啟動信號時，反饋給DCS相同的啟動信號，然后依次執行預熱、低、半、高、滿五檔工作模式，并將這些信號反饋給DCS。與此同時，控制柜采集電壓、電流、溫度和相序信號,并進行判斷,如果出現故障現象則報警，將控制柜輸出切斷，然后等待人工檢查。故障消失后，等待人工給出就地復位信號，進入等待模式重新開始。如果沒有出現故障現象，則持續工作到生產完畢，然后等待DCS的信號，依次執行滿、高、半、低、預熱和停止，最后進入等待模式，等待下一次的運行。如果DCS直接發送停止信號，則電磁泵直接停止運行，等待下一次運行的命令。
就地模式下，控制柜只接收柜門操作面板上的信號，并反饋給DCS故障信號。根據就地操作指令信號，按順序操作，接收到啟動信號時，反饋給DCS啟動信號，然后依次執行預熱、低、半、高、滿五檔工作模式，與此同時，控制柜采集電壓、電流、溫度和相序信號，并進行判斷，如果出現故障現象則報警，故障信號反饋給DCS，且將控制柜輸出切斷，然后等待人工檢查。故障消失后，等待人工給出就地復位信號，進入等待模式重新開始。如果沒有出現故障現象，則持續工作到生產完畢，則持續工作到生產完畢，然后等待就地操作的信號，依次執行滿、高、半、低、預熱和停止，最后進入等待模式，等待下一次的運行。
無論是遠程還是就地模式下，當機柜面板上的急停按鈕被按下時，產生報警信號且電磁泵停止運行。急停按鈕復位后，按下復位按鈕方可以重新啟動設備。
四、主要技術指標1.輸入輸出功能:
·8路48V脈沖信號DI:脈寬500ms ;
·8路干觸點DO:負載能力48VDC, 1OmA ;
·4路溫度變送器電流輸出:4~20mA，精度誤差不超過±2%FS;
·3路0-380V電壓輸入:精度誤差不超過±1%FS;·3路0-220A電流輸入:精度誤差不超過±1%FS;·5路0-350℃溫度輸入:精度誤差不超過±2%FS。2.抗震等級:I類
3.環境要求
(⑴機柜工作溫度:10-~35℃;(2y包裝儲運溫度:-5℃~70℃;(3)包裝儲運最大相對濕度<100%;(4)工作時交變濕熱要求:5%~95%;(5)防護等級:IP30;
(6)樓層標高:+15.0Om;
(7)異常運行條件下環境溫度:+40°℃~+45℃。
五、鑒定試驗
產品已通過全套鑒定試驗,試驗項目包括:
·熱老化試驗·機械操作試驗
·外殼防護等級試驗·保護電路有效性
·溫升試驗·知路耐受強度
·電氣間隙和爬電距離試驗
·絕緣電阻和介電強度試驗
·物理性能檢查·基本性能試驗
·邏輯功能試驗·供電電壓變化試驗
·低溫存儲試驗·高溫存儲試驗
·溫度快變化試驗·交變濕熱試驗
·振動試驗·電磁兼容性試驗
·長期穩定性試驗·抗震試驗
·最終基本試驗
