CN113748347A - 使用电压和电流记录的控制杆驱动机构诊断工具 - Google Patents

使用电压和电流记录的控制杆驱动机构诊断工具 Download PDF

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CN113748347A CN202080031167.8A CN202080031167A CN113748347A CN 113748347 A CN113748347 A CN 113748347A CN 202080031167 A CN202080031167 A CN 202080031167A CN 113748347 A CN113748347 A CN 113748347A
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威廉·S·斯特鲁岑斯基
布鲁斯·A·P·法华
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Abstract

公开了一种构造成与核反应堆的控制装置的驱动机构的线圈组电连接的诊断设备。该线圈组具有多个线圈。该诊断设备包含电源和控制器，该控制器包含处理器和存储器，该存储器存储包含多个指令的多个例程。当在处理器上执行时，该指令使得诊断设备：向线圈施加作为时间的函数而变化的电压，检测线圈中的作为时间的函数的电流，在电流中识别第一拐点和第二拐点，以及基于包含第一拐点和第二拐点的电子评估，确定线圈是功能正常和处于至少部分失效的状态之中的一个。

Description

使用电压和电流记录的控制杆驱动机构诊断工具
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求于2019年2月28日提交的标题为“CONTROL RODDRIVE MECHANISM DIAGNOSTIC TOOL USING VOLTAGE AND CURRENT RECORDINGS”的美国临时专利申请第62/811,780号的优先权，其整体通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及用于控制杆驱动机构(CRDM)和控制元件驱动机构(CEDM)的诊断工具，其使用电压和电流记录来确定CRDM和/或CEDM的问题。
背景技术
在用于发电的核反应堆(诸如，压水反应堆)中，通过核燃料(诸如，浓缩铀)的裂变来产生热量，并且热量被转移到流过反应堆堆芯的冷却剂中。该堆芯含有彼此邻近地安装在燃料组件结构上的细长核燃料杆，该冷却剂流经核燃料杆并流过核燃料杆。这些燃料杆以共同延伸的平行阵列彼此间隔开。在给定燃料杆中的燃料原子的核衰变期间释放的中子和其他原子粒子中的一些穿过燃料杆之间的空间，并撞击相邻燃料杆中的裂变材料，从而有助于核反应和由堆芯产生的热。
可移动的控制杆分散在整个核芯中，从而能够通过吸收在燃料杆之间通过的中子的一部分来控制整个裂变速率，否则燃料杆将有助于裂变反应。控制杆总体上包括中子吸收材料的细长杆，并且装配到这些燃料组件中的纵向开口或引导套管中，这些燃料组件平行于这些燃料杆并且在这些燃料杆之间延伸。将控制杆进一步***芯中使得更多的中子被吸收，而不会促进相邻燃料杆中的裂变；并且缩回控制杆降低了中子吸收的程度，并且提高了核反应的速率和堆芯的功率输出。
控制杆被支撑在集群组件中，该集群组件能够移动，以使一组控制杆相对于该堆芯前进或缩回。为此，提供控制杆驱动机构，通常作为反应堆容器顶盖的位于核芯上方的部分。反应器容器通常被加压到高内压力，并且控制杆驱动机构被容纳在压力壳体中，该压力壳体为反应堆压力容器的管状延伸部。
一种类型的用于定位控制杆的机构是所谓的磁性千斤顶，其能够操作以将控制杆以递增的距离以不连续的步骤移入或移出堆芯。该控制杆驱动机构具有三个、四个或五个电磁线圈(下文中称为“线圈”)和电枢或柱塞，这些电枢或柱塞以协调的方式操作，以升高和降低驱动杆轴和联接到该轴上的控制杆集群组件。该线圈被安装在该压力壳体周围和外部。这三个线圈中的两个线圈使夹具操作为该夹具在由这些线圈供电时与该驱动杆轴相接合。
该驱动杆轴具有轴向间隔开的圆周凹槽，该圆周凹槽被该夹具上的夹持闩扣夹持，围绕该驱动杆轴在圆周上间隔开。第三线圈致动联接在可移动夹具与固定点之间的提升柱塞。如果失去对控制杆驱动机构的控制动力，两个夹具都释放并且控制杆由于重力下降到它们的最大核通量阻尼位置。只要控制功率保持激活，至少一组夹具就总是保持驱动杆轴。
线圈以定时和协调的方式交替操作以保持和移动驱动轴。夹紧动作和移动的顺序取决于步进移动是缩回还是前进而不同。夹具基本上交替地操作，尽管在移动顺序期间两个夹具均接合驱动轴。
许多具体的线圈机构和夹具机构是可能的。例如在授予King等人的美国专利号5,307,384、授予Tessaro的美国专利号5,066,451和授予Tessaro的美国专利号5,009,834中公开了如所描述的具有固定夹具、可移动夹具和提升线圈的线圈升降机构的示例，所有这些内容通过引用并入本文。
发明内容
在一个方面，本公开提供了一种诊断设备，该诊断设备构造成与核反应堆的控制装置的驱动机构的线圈组电连接。该线圈组具有多个线圈。该诊断设备包括电源和控制器，该控制器包括处理器和存储器。存储器中存储有多个例程，该多个例程包括多个指令，所述多个指令在处理器上执行时使得诊断设备：向多个线圈中的线圈施加作为时间的函数而变化的电压；检测线圈中的作为时间的函数的电流；在电流中识别第一拐点和第二拐点；以及基于包括第一拐点和第二拐点的电子评估，确定所述线圈是以下情况之一：功能正常；以及处于至少部分失效的状态。
在另一方面，本公开提供了一种诊断方法，该诊断方法用于使用构造成与线圈组电连接的诊断设备诊断核反应堆的控制装置的驱动机构。该线圈组具有多个线圈。该诊断设备包括：电源和控制器，该控制器包括处理器和存储器，该存储器中存储有多个例程，该多个例程包括多个指令，所述多个指令在处理器上执行时使得诊断设备执行诊断方法。该方法包括：向多个线圈中的线圈施加作为时间的函数而变化的电压；检测线圈中的作为时间的函数的电流；在电流中识别第一拐点和第二拐点；以及基于包括第一拐点和第二拐点中的至少一个的电子评估，确定所述线圈是以下情况之一：功能正常；以及处于至少部分失效的状态。
在另一方面，本公开提供了一种诊断方法，该诊断方法用于使用构造成与线圈组电连接的诊断设备诊断核反应堆的控制装置的驱动机构。该线圈组包括至少三个线圈。该诊断设备包括：电源和控制器，该控制器包括处理器和存储器，该存储器中存储有多个例程，该多个例程包括多个指令，所述多个指令在处理器上执行时使得诊断设备执行该诊断方法。该方法包括：在预定的时间段内将编程的电压一次一个地施加到该至少三个线圈中的每一个线圈，其中当该至少三个线圈中的一个线圈被供电时，其他线圈是未供电的；在预定的时间段内监测至少三个线圈中的每一个内的电流；以及基于监测的电流，确定核反应堆的控制装置的驱动机构的部件是否为以下情况之一：功能正常；以及处于至少部分失效的状态。
附图说明
以下附图是本公开的具体方面的说明，因此不限制所附权利要求的范围。附图旨在结合以下描述中的解释使用。下文将结合附图来描述所公开的方面，其中相同数字表示相同元件。
图1是局部截面的正视图，其示出了核反应堆堆芯。
图2是局部切除的透视图，其示出了三线圈型CRDM的控制杆驱动机构的固定夹具和可移动夹具以及提升机构。
图3是更详细的截面图，其示出了示例性固定夹具和可移动夹具。
图4图示了根据本公开的至少一个方面的用于核反应堆的CRDM和/或CEDM机构的诊断工具的硬件布局。
图5是根据本公开的至少一个方面的由诊断***进行并记录的电阻测量值的曲线图。
图6是根据本公开的至少一个方面的在固定夹具线圈被供电时在三线圈控制杆驱动机构的提升和可移动夹具线圈内的感应电压的测量值的曲线图。
图7是根据本公开的至少一个方面的流过其中施加电压的线圈的电流的线圈电流测量值的曲线图。
图8示出了根据本公开的至少一个方面的图7所示的固定夹具线圈脱落拐点的详细视图。
图9是图示了根据本公开的至少一个方面的被供电的固定夹具线圈的温度变化的曲线图。
图10是逻辑流程图，其描绘了根据本公开的至少一个方面的用于使用构造成与线圈组电连接的诊断设备来诊断核反应堆的控制装置的驱动机构的控制程序或逻辑配置的过程，该线圈组具有多个线圈。
图11是逻辑流程图，其描绘了根据本公开的至少一个方面的用于使用构造为与线圈组电连接的诊断设备来诊断核反应堆的控制装置的驱动机构的控制程序或逻辑配置的过程，该线圈组包括至少三个线圈。
具体实施方式
下面的详细描述本质上是示例性的，并且提供了一些实际的说明和示例。本领域的技术人员将认识到许多所述示例具有各种合适的替代方案。使用如下除了附图之外提供的描述在此公开了用于核反应堆的CRDM和/或CEDM机构的许多不同的示例性诊断工具。本文公开的各方面可独立地使用或与本文公开的其它方面中的一个或多个(例如，全部)组合使用。
图1是局部截面的正视图，其示出了核反应堆堆芯。在一个方面，本公开提供了一种用于分析用于核控制杆24的电磁驱动机构22的操作的方法，如图1中一般性示出的，其以允许检测不仅包括部件失效而且包括性能随时间的劣化的性能问题的方式使用诊断工具。通过收集和存储关于部件的性能的数据并将当前性能与先前存储的历史数据进行比较，诊断工具允许在失效实际发生之前检测即将发生的问题。在一个方面，用于核反应堆的CRDM和/或CEDM机构的诊断工具可以包括：诊断***100(见图4)，其可以在将用于控制杆24的电磁驱动机构22配置在反应堆堆芯压力容器34中之前使用。在一个方面，当核电站断电时，在反应堆容器顶盖处于顶盖台架中时，诊断***100可以用于诊断CRDM和/或CEDM机构。在其它方面，诊断***100旨在在核电站断电时与安装在反应堆容器上的反应堆容器顶盖一起使用。诊断***100可以在机构的寿命、制造、操作或失效后诊断的任何阶段期间用在机构上。在一个方面，诊断***100可以是便携式的。
如图1所示的控制杆24附接成集群26，每个集群通常由驱动杆28驱动，驱动杆28设置在包含燃料杆组件36的反应堆堆芯压力容器34的垂直延伸壳体32中，控制杆24前进到燃料杆组件中，或者控制杆24从燃料杆组件缩回，以用于核通量的可变阻尼。该机构的移动部件在该反应堆的压力包络内，并且用于驱动可移动部件的电磁线圈42被布置在延伸部分中的每一个周围并且围绕延伸部分中的每一个。
图2示出了一个驱动杆机构，其中延伸壳体被局部切除，而图3是示出了示例性夹具的局部截面的详细视图，该夹具能够顺序操作以在驱动机构的相关线圈被通电时接合、提升和/或降低驱动杆。这种布置基本上如授予Tessaro的美国专利号5,009,834中所公开的，其参考控制杆驱动装置的机械和电磁方面通过引用而被并入本文。
该驱动机构包括：固定夹具44和可移动夹具46，其用于接合驱动杆28；以及提升电枢48，通过该提升电枢，可移动夹具沿着该驱动杆28的纵向轴线被提升或允许落下。每个都由相应的电磁线圈54、56、58操作。夹具通常被布置成：在没有被电磁力迫使接合时，释放驱动杆28，例如被安装成枢转离开驱动杆或被弹簧偏压缩回。因此，当固定夹具线圈54和可移动夹具线圈56都没有被通电时，相应的夹具44、46释放它们对驱动杆的保持，驱动杆通过重力下落，从而允许控制杆24落到核芯中。在其它时间，线圈被通电，以便将驱动杆28和相关的控制杆24保持在适当的位置，或者响应于来自调节反应堆的输出电平的控制器(未示出)的信号而使它们升高或降低。图3示出了可移动夹具的示例性安装，特别是围绕驱动杆28周向间隔开的三个夹具中的一个，用于径向向内支承以接合杆28上的脊或槽68，或者向外支承以脱离所述脊或槽。在整个附图中使用相同的附图标记来标识对应的元件。
图4图示了根据本公开的至少一个方面的用于核反应堆的CRDM和/或CEDM机构的诊断***100的硬件布局。为了公开的简洁和清楚，下文中将“CRDM和/或CEDM机构”称为“控制杆驱动机构”。通常，诊断***100可以被配置为向机构的每个线圈54、56、58供电(如图2所示并且在图4中示意性地表示为102、104、106、108、110)，一次一个线圈，同时记录施加到线圈的电压、流过线圈的电流以及未供电的线圈中的感应电压。诊断***100将使用该数据来确定机构的某些特性并确定是否存在退化。诊断***100还将在每个线圈之间执行500伏、60秒兆欧绝缘电阻测试，并且每个线圈接地。下面描述诊断***100的一个示例性实施方式。
该诊断***100限定了被标记为线圈-1至线圈-5的五个线圈电路的线圈组112。线圈组112可以包含至少三个线圈电路线圈-1、线圈-2和线圈-3，然而，如图2所示，诊断***100可以适于并被配置为与附加的第四线圈电路线圈-4和/或附加的第五线圈电路线圈-5一起操作。应当理解，线圈组112可以包括附加的线圈电路Cn，其中n是大于5的整数。线圈电路线圈-1至线圈-5的每个包括相应线圈102、104、106、108、110，通过两个双刀双掷(DPDT)继电器128a、128b、130a、130b、132a、132b、134a、134b、136a、136b，所述相应线圈通过四线配置附接到感测电路。每个感测电路包括：分压器网络138、140、142、144、146或其他增益调节装置，其耦合到感测电压表114、116、118、120、122。诊断***100还包括：电源126，其用于向线圈102-110施加电压；分流电阻器R6和分流感测电压表124，其用于测量电流I1；兆欧表148；以及单刀双掷(SPDT)继电器150，其用于将电流从线圈102-110切换到分流电阻器R6或兆欧表148。应当理解，可以采用诊断***100的各种配置来为线圈102-110供电并且感测线圈102-110的各种电参数以诊断线圈102-110的状态。应当理解，尽管继电器128a、128b、130a、130b、132a、132b、134a、134b、136a、136b、150被示意性地描绘为具有机械触点的机械继电器，但是在替代方面中，继电器128a、128b、130a、130b、132a、132b、134a、134b、136a、136b、150可以用固态继电器(SSR)和诸如各种类型的场效应晶体管(FET)的其他替代物来实现。应选择SSR和FET以满足应用的适当路径电阻、触点之间的隔离、操作电流和操作电压要求。在没有限制的情况下，可以考虑其它合适的替代方案。
诊断***100还包括：嵌入式控制器152，其耦合到线圈电路线圈-1至线圈-5、线圈102-110、继电器128a、128b-136a、136b、电源126、分流电压表124和兆欧表148，它们通过电气总线154互连。嵌入式控制器152可以包括处理器153、微控制器或配置为处理机器可执行指令的具有存储器155的微处理器、逻辑电路、现场可编程门阵列电路(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)，或前述控制电路的组合，如在此更广泛地定义的。嵌入式控制器152、处理器153和存储器155可以被配置为：通过将继电器128a、128b-136a、136b切换到电路中和从电路中切换出来而将电源126切换到线圈电路线圈-1至线圈-5中，以测量电流I1(电压V6)和感测电压V1-V5，并且被配置为：控制继电器150，以测量每个线圈102-110的电流I1或绝缘电阻(线圈对线圈和线圈对地)，测量每个线圈102-110的电阻，耦合无源线圈102-110，或耦合有源线圈102-110。
可以通过耦合到线圈电路线圈-1至线圈-5的数据采集通道来监测电源电压和电流监测信号。这些测量值与分压器网络138-146处的电压、由分流电阻器R6和分流感测电压表124测量的电流I1进行比较，并且如果两个测量值与分压器网络138-146处的电压和分流测量值显著不同则提供误差。通过10：1分压器网络138-146由感测电压表114-122数据采集通道在线圈组112处监测的电源电压被认为是用于计算和跟踪的主要电压测量值。返回到电源126的电流I1使用分流电阻器R6两端的电压降V6来监测，并且被认为是用于计算和跟踪的主要电流测量值。
诊断***100被配置为生成编程的电压以顺序地对线圈组112的线圈102-110供电，同时记录和分析流过每个线圈102-110的所得到的电流I1和施加到由电源126供电的每个线圈102-110的电压V1-V5以及未供电的线圈102-100中的电压V1-V5。电压V1-V5由相应的感测电压表114-122测量，并且所得到的电流I1由通过分流电阻器R6两端的分流电压V6测量，如同由分流电压表124测量的。线圈102-110中的每一个可以通过一对双刀双掷(DPDT)继电器128a、128b-136a、136b连接到电源126、感测电压表114-122、分流感测电压表124和兆欧表138。该过程由控制器152控制，并且，这些测量值由处理器153记录并且存储在存储器155中。通过由处理器153执行的一个或多个控制算法来分析所存储的测量值，以确定该机构的某些特性并确定是否存在退化。
在图4所图示的示例中，五个线圈电路线圈-1至线圈-5被示出为处于不同的继电器配置中以实现不同的测试配置。然而，应当理解，线圈电路线圈-1至线圈-5中的任何一个都可以被配置为图4所示的配置中的任何一个。虽然通常由控制器152一次一个地配置和测试线圈电路线圈-1至线圈-5，但是诊断***100可以被配置为同时配置和测试两个或更多个线圈电路线圈-1至线圈-5。一旦被配置，线圈102-110可以一次一个地单独测试或同时测试。
在图4所图示的示例中，线圈组112中的线圈电路线圈-1被配置为测量线圈102相对于地166的绝缘的电阻，该电阻被称为线圈-地绝缘电阻。该测试通常被称为绝缘电阻测试。兆欧表148的第一端子156通过DPDT继电器128b的触点168连接到线圈102的力负(-)端子164，并且兆欧表148的第二端子158连接到地166，同时线圈102的正(+)端子从电路断开。线圈对线圈绝缘电阻可以通过将兆欧表148的第一端子156连接到线圈102的第一端子164至线圈组112中的另一线圈的端子来测量。DPDT继电器128a的力正(+)触点165和感测正(+)触点167以及DPDT继电器128b的感测负(-)触点169断开。由处理器153记录线圈102相对于地166的绝缘的电阻测量值V1并且将其存储在存储器155中。通过由处理器153执行的控制算法来分析所存储的测量值V1，以确定该机构的某些特性并且确定是否存在退化。应当理解，其他线圈电路线圈-2、线圈-3、线圈-4和线圈-5中的任何一个都可以与线圈电路线圈-1类似地配置。
在图4所图示的示例中，线圈组112中的线圈电路线圈-2被配置为测量线圈组112中的其他线圈的绝缘的线圈-对-线圈电阻和线圈-对-地电阻。如线圈电路线圈-2所示，线圈104的负(-)端子170通过DPDT继电器130b的力负(-)触点172耦合到电源的负(-)端子162。DPDT继电器130a的力正(+)触点171和感测正(+)触点173以及DPDT继电器130b的感测负(-)触点175断开。由处理器153记录其它线圈的线圈对线圈和线圈对地的绝缘的电阻测量值V2，并将其存储在存储器155中。通过由处理器153执行的控制算法来分析所存储的测量值V2，以确定控制杆驱动机构的某些特性并且确定是否存在退化。应当理解，其他线圈电路线圈-1、线圈-3、线圈-4和线圈-5中的任何一个都可以与线圈电路线圈-2类似地配置。
在图4所图示的示例中，线圈电路线圈-3被配置为测量线圈106的电阻。在该配置中，线圈106的正(+)端子174通过DPDT继电器132a的力正(+)触点178耦合到电源126的正(+)端子160，并且线圈106的负(-)端子176通过DPDT继电器132b的力负(-)触点184连接到电源126的负(-)端子162。在该配置中，电源126通过线圈106提供电流I1。线圈106的电阻表现为跨过线圈106的正(+)端子174和负(-)端子176的电压降。线圈106两端的电压通过可选的分压器网络142或放大器耦合到电压表118，以将电压调节到用于电压表118的正确的适当电平。DPDT继电器132a的感测正(+)触点180连接到分压器网络142的串联电阻器的顶部R1，而DPDT继电器132b的感测负(-)触点182连接到串联电阻器的底部R2。电压表118测量从分压器网络142的中央节点到电阻器的底部R2的感测电压V3。感测电压V3与线圈106的电阻成比例。通过线圈106的电流I1由电压表104测量为分流电阻器R6两端的电压V6。线圈106的电阻被测量为输出电压V3。通过线圈106所得到的电流I1被测量为分流电压V6。V3和V6都由处理器153记录并存储在存储器155中。通过由处理器153执行的控制算法来分析所存储的测量值V2，以确定控制杆驱动机构的某些特性并且确定是否存在退化。应当理解，其他线圈电路线圈-1、线圈-2、线圈-4和线圈-5中的任何一个都可以与线圈电路线圈-3类似地配置。
在图4所图示的示例中，该线圈电路线圈-4被配置为用于测量未供电的线圈108中的感应电压。在该配置中，通过断开DPDT继电器134a的力正(+)触点190，电源126的正(+)端子160从线圈108的正(+)端子186断开。电源126的负(-)端子162通过DPDT继电器136b的力负(-)触点196连接到线圈108的负(-)端子188。在线圈108两端感应的电压通过分压器网络144耦合到电压表120。DPDT继电器134a的感测正(+)触点192连接到分压器网络142的串联电阻器的顶部R1，而DPDT继电器134b的感测负(-)触点194连接到串联电阻器的底部R2。电压表120测量分压器网络144的中央节点与电阻器的底部R2之间的感应电压V4。因此，当未供电线圈108产生与由线圈组112中的附近线圈产生的电磁场耦合的感应电流I1时，所得到的感应电压V4耦合到电压表120并由电压表120测量。通过线圈108的所得到的电流I1被测量为分流电压V6。V4和V6都由处理器153记录并存储在存储器155中。通过由处理器153执行的控制算法来分析所存储的测量值V2，以确定控制杆驱动机构的某些特性并且确定是否存在退化。应当理解，其他线圈电路线圈-1、线圈-2、线圈-3和线圈-5中的任何一个都可以与线圈电路线圈-4类似地配置。
在图4所图示的示例中，线圈电路线圈-5被配置为驱动线圈110并记录施加到线圈110的电压和通过线圈110的电流。在该配置中，电源126的正(+)端子160通过DPDT继电器136a的力正(+)触点202连接到线圈110的正(+)端子198。电源126的负(-)端子162通过DPDT继电器136b的力负(-)触点208连接到线圈110的负(-)端子200。施加在线圈110两端的电压通过分压器网络146耦合到电压表122。DPDT继电器136a的感测正(+)触点204连接到分压器网络146的串联电阻器的顶部R1，而DPDT继电器136b的感测负(-)触点206连接到串联电阻器的底部R2。电压表122测量在分压器网络146的中央节点与电阻器的底部R2之间施加的电压V5。因此，当电压施加到线圈110时，所得到的施加电压V5耦合到电压表122并由电压表122测量。V5和V6都由处理器153记录并存储在存储器155中。通过由处理器153执行的控制算法来分析所存储的测量值V2，以确定控制杆驱动机构的某些特性并且确定是否存在退化。应当理解，其他线圈电路线圈-1、线圈-2、线圈-3和线圈-4中的任何一个都可以与线圈电路线圈-5类似地配置。
该诊断***100旨在在具有控制杆驱动机构的反应器容器顶盖处于该顶盖台架中或该反应器容器上的同时使用。在一个方面中，诊断***100旨在在核电站处于断电中时使用，然而，在各种其他方面中，诊断***100可以在其寿命、制造、操作或失效后诊断的任何阶段期间在机构上使用。诊断***100的特征是使用来自电源126的诊断编程的电压源来致动控制杆驱动机构，同时监测电压V1-V5和电流I1(例如，分流电压V6)以分析作为控制杆驱动机构的部件的线圈组112和闩锁组件。该诊断***100可以结合管道镜***以在致动控制杆驱动机构的同时检查闩锁臂。诊断***100不需要管道镜***，然而，使用诊断***100同时进一步致动控制杆驱动机构有助于诊断控制杆驱动机构。
根据由电源126施加的电压和记录的电流I1，诊断***100可以被配置为计算与被测线圈102-110相关联的以下参数：线圈电阻、线圈温度、负载下的线圈温升、在给另一个线圈供电时未供电的线圈中的电磁感应电压、以及闭合(致动)控制杆驱动机构内的各个子组件所需的电磁力。
在各个方面，诊断***100可以被配置为基于对与被测线圈102-110相关联的参数的分析来识别控制杆驱动机构内的以下问题：失效或退化的线圈、不正确的线圈极性(接线)、控制杆驱动机构闩锁组件内的弹簧断裂、由于腐蚀产物或失效部件而增加的摩擦。
然而，该诊断***100不依赖于加速计或需要放置在控制杆驱动机构上的任何附加传感器。因此，有利地，可以根据所编程的电压的施加并且监测所得到的电流和电压来执行所有诊断测试。与目前仅利用基于加速计的***所能实现的相比，利用由编程的电压产生的电流迹线为诊断***100提供了对线圈102-110的电流衰减、线圈102-110的健康情况以及控制杆驱动机构内的摩擦的更详细的观察。
控制杆驱动闩锁组件包含弹簧和滑动部件。线圈102-110问题和闩锁组件问题之间的评估是困难的。在闩锁组件内，从记录电流分布迹线的当前方法预测摩擦力和弹簧力的量也是非常困难的。在此称为“控制杆驱动机构”的三线圈CRDM和四线圈以及五线圈CEDM***使用通过线圈102-110的电流***来致动机械闩锁组件，该机械闩锁组件移动控制杆驱动线。
在一个方面，诊断***100被配置为一次一个地提供每个线圈102-110的编程的电压控制，同时监测线圈102-110内的电压V1-V5和电流I1。根据电压V1-V5和电流I1曲线，以及线圈102-110的已知匝数，可以在诊断测试期间监测所得到的磁力。在记录的电流中能够观察到CRDM闩锁组件致动(打开和关闭)。通过记录发生闩锁组件致动的电流和电压，可以确定克服内部摩擦和弹簧的力，以确定CRDM和/或CEDM控制杆组件的健康情况。诊断***100还将使用电流和电压关系来监测测试期间线圈102-110的电阻。根据测试期间线圈102-110的电阻变化，还可以监测线圈绝缘***。诊断***100可以用于监测在测试内的特定点期间未被供电的线圈102-110中的感应电压，以确定未被供电的线圈的极性以及未被供电的线圈中的感应电压的相对强度，从而确定线圈***的状况。当包含控制杆驱动机构的反应堆容器顶盖处于顶盖台架中并且驱动杆和相关联的控制组件不会被闩锁组件移动时，诊断***100旨在被使用并且将是最准确的。相同的方法可以用于在反应堆容器上安装的反应堆顶盖，精度略微降低。
在各个方面，诊断***100的控制器152控制电源126以将电压控制分布作为输入一次一个地施加到线圈组112中的每个线圈102-110。然后，诊断***100记录电流和电压以确定在测试期间闭合线圈102-110的极面所需的力和电阻。诊断***100还记录待测线圈102-110内的温度变化，该温度变化指示线圈绝缘***的状态，因为温度是线圈102-110的电阻的直接函数。诊断***100还记录未供电线圈上的感应电压以评估线圈102-110的健康情况。
诊断***100可以与顶盖台架中的反应堆容器一起使用，以将控制杆驱动机构与驱动线隔离，从而提高精度。诊断***100是全自动的，以自动执行对线圈组的测试，从而提高可重复性和准确性。
诊断***100是不依赖于工厂安装的杆控制装置的测试单元。因为控制杆驱动机构是机电***，所以将控制杆驱动机构与工厂杆控制***隔离进一步增加了诊断***100的准确度，以将观察到的特性限制为仅来自控制杆驱动机构线圈组112或闩锁组件内。
诊断***100在控制杆驱动机构诊断领域中提供优点。诊断***100通常确定操作控制杆设备的驱动机构的线圈组112的持续生存能力和可加工性。该诊断***100仅提供了对该线圈组112的不同线圈102-110中的电流I1和电压V1-V5的电气评估，而不是使用施加到移动部件上的加速计，此后线圈102-110被通电并且来自加速计的信号被评估以便确定该线圈组112的功能。
有三种不同类型的线圈组112，一种具有三个线圈(如图1至图3所示)，一种具有四个线圈，而一种具有五个线圈。三个线圈组112包括提升线圈、移动夹具线圈和固定夹具线圈。四个线圈组112包括上部提升线圈、上部夹具线圈、下部提升线圈和下部夹具线圈。五个线圈组112包括提升线圈、上部夹具线圈、下拉线圈、负载转移线圈和下部夹具线圈。在不限制本公开和所附权利要求的范围的情况下，可以将另外的线圈添加到线圈组112。
在一个方面，根据本公开的诊断***100提供：电源126，其包括DC电源；控制器152，其包括处理器153装置和存储器155；以及单个连接器，其将线圈组112连接到控制器152。一旦操作线圈组112的DC电力从线圈102-110断开，连接器能够用于将诊断***100连接到线圈组112。控制器152的处理器153装置包括使电源126产生线性斜坡电压的控制装置，使得电压以线性方式增加，特别是直线斜坡。在线圈连接器本身的输入处而不是在电源126处检查电压，以便避免测量电源126与线圈连接器之间的损耗。在另一方面中，可以控制电源126以产生线性斜坡，使得电压以线性方式减小。
除了监测被供电的线圈102-110的连接器处的电压V1-V5之外，还测量流过被供电的线圈102-110的电流I1。另外，还测量在线圈组112的其他线圈102-110的每一个中感应的电压作为时间的函数。
随着由电源126施加到通电线圈120-110的电压作为时间的函数变化(例如，增大或减小)，流过通电线圈的电流I1同样作为时间的函数变化(例如，增大)或减小)，直到线圈102-110的电磁力向柱塞施加足够的电磁力以克服弹簧偏置和***中的摩擦并使柱塞开始移动为止。直到固定柱塞开始移动的点，增加的电压和电流使得线圈被充电。电流将增加到该点。然而，一旦柱塞开始移动，电流将下降，从而在电流迹线中在移动开始的点处产生拐点(例如，参见图6至图8)。随着电压继续增加，柱塞将移动，并且电流将下降，直到柱塞到达机械停止，在该点处电流将不再下降，并且相反将增加，从而在电流曲线中产生第二拐点。
如果柱塞开始移动太快(即，在电流过低)时，这表示弹簧断裂或以其它方式失效。如果柱塞移动太晚(即，在电流太高)时，这指示失效线圈102-110或由于腐蚀等引起的额外摩擦。可替代地，如果这两个拐点之间所需的时间太长，这同样可以指示存在失效线圈102-110和/或过度摩擦。在任一这种情况下，测量由供电线圈感应的相邻(即，未供电的)线圈102-110上的电压。如果电压如预期的那样，这将指示该问题是由于摩擦。另一方面，未供电线圈中的电压小于所期望的电压，这将指示正在被供电的失效线圈102-110。
进一步关于感应电压(即，在未供电线圈中感应的电压)的评估，具有预期极性的电压确认这种线圈的布线的正确极性。检测幅度不同于所期望的(典型地低于所期望的幅度的)电压指示：被供电的线圈已经失效或者正在失效。在一种情况下，线圈102-110可以通过使其绕组短路接地而失效，这意味着仅线圈的线匝的子集具有通过其中的电流。这就是为什么在由检测设备执行的其他测试之前进行在线圈和其金属外壳之间施加高电压以确定电流是否泄漏到地的兆欧表148测试的原因。线圈102-110的另一种失效模式是匝间短路，其中线圈绕组的两个相邻匝被短路在一起。在一种这样类型的短路中，单匝可以与相邻匝短路，这意味着取代实际上具有300匝的线圈，结果实际上是299匝。另一种这种类型的短路是层与层短路，其中相当数量的匝被绕过，使得结果可能是200匝或199匝等，而不是具有300匝。在任何情况下，检测为在未供电线圈中感应的减小的电压指示供电线圈已失效或正在失效。
从供电线圈获得的数据信号可以提供对在线圈周围使用的绝缘体的完整性的进一步了解。电绝缘与热绝缘具有一些相似性，并且根据被通电的线圈的热特性，绝缘的失效将是明显的。如果向线圈施加固定电压，则在该固定电压下施加电流将导致线圈发热。由于导体的电阻以已知的方式(诸如使用铜)随温度变化，因此线圈温度的增加将导致电阻的已知变化，这将因此改变流过线圈的电流。例如，如果电压除以电流，这导致与温度(在铜的情况下)具有固定关系的电阻值，并且因此可以从随时间变化的电阻得出随时间变化的线圈温度。绝缘失效的线圈将比绝缘完好的线圈更快地加热。
下面结合图5至图9来描述能够由诊断***100进行的电阻、感应电压、固定供电线圈电压、固定线圈电流、固定夹具电压和固定夹具线圈温度升高的测量值的具体示例。
图5是根据本公开的至少一个方面的由诊断***100进行并记录的电阻测量值的曲线图300。第一曲线302表示基于电压和电流(V/I)测量值的以欧姆为单位的电阻，而第二曲线304表示固定时间段306(T1)上的平均值。横轴表示时间(秒)。左纵轴表示第一曲线302的电阻(欧姆)刻度，且右纵轴表示第二曲线304的电阻(欧姆)刻度。该曲线图300是如何计算基线线圈电阻和最终线圈电阻(以及温度)的示例。
标准数字万用表使用受控电流并测量电压。数字万用表使用比由电源控制的电流小很多的电流，电源通常可以提供大约1毫安的电流。诊断***100的电源126可以提供1安培或更小的电流并测量所得到的电压。
线圈温度可以通过在ASTM B193-16“Standard Test Method for Resistivityof Electrical Conductor Materials(电导体材料的电阻率的标准测试方法)”中给出的方法由线圈电阻计算，如以下部分总结的：
Rt＝RT[1+α(t–T)]
其中
RT＝在参考温度T下的电阻。
Rt＝在温度t测量的电阻。
T＝参考温度(以℃为单位)。
t＝进行测量时的温度(以℃为单位)。
α＝在参考温度T下测量的样品的电阻的温度系数；0.00393/ASTM B193。
图6是根据本公开的至少一个方面的在固定夹具线圈被供电时在三线圈控制杆驱动机构的提升和可移动夹具线圈内的感应电压的测量值的曲线图400。曲线图400图示了可移动夹具线圈感应电压迹线402、提升夹具线圈电压迹线404以及固定夹具线圈感应电压迹线406。左纵轴为感应电压刻度，而右纵轴为供电线圈电压。横轴表示时间(秒)。
在固定夹具线圈被供电时，三线圈控制杆驱动机构的提升和可移动夹具线圈内的感应电压迹线402、404、406示出了线圈***的健康情况和状况的若干方面。感应电压的极性(+/-)表示线圈导线的极性。如果线圈的极性向后布线，则感应电压迹线402、404、406将是所示感应电压迹线402、404、406的镜像(关于横[x]轴)。一方面，四线圈和五线圈控制杆驱动机构通过具有交变极性的设计接线。然而，三线圈控制杆驱动机构通过具有相同的极性的设计接线。感应电压迹线402、404、406的相对幅度也示出了线圈的相对位置。图6中的感应电压迹线402、404、406示出了对固定夹具线圈(底部线圈)供电对可移动线圈(中间线圈)比对提升线圈(顶部线圈)具有更多的影响。
感应电压迹线402、404、406的幅度还示出了线圈***的相对电感。如果一个线圈在其它两个线圈中产生较小的感应电压，并且在由其它两个线圈供电时产生较小的感应电压，则预期线圈将退化。
图7是根据本公开的至少一个方面的流过其中施加电压的线圈的电流的线圈电流测量值的曲线图500。如图7中所示，流过固定夹具线圈的电流的电流迹线502，该固定夹具线圈由在固定时间段上施加的电压斜坡供电。纵轴表示电流(安培)，而横轴表示时间(秒)。
固定线圈电流迹线502具有两个接合拐点504、506和两个跌落拐点508、510。第一接合拐点504是当固定夹具关闭时通过线圈的接合电流。第二接合拐点506是当固定夹具负载转移闭合时通过线圈的接合电流。第一跌落拐点508是当固定夹具负载转移打开时通过线圈的跌落电流。第二跌落拐点510是当固定夹具打开时通过线圈的跌落电流。这些线圈的剩余部分将仅具有一个接合点和一个跌落点。偏转发生的幅度和时间由图4中描述的诊断***100计算和记录。接合电流与控制杆驱动机构内的弹簧的力(和健康情况)成正比。
图8示出了根据本公开的至少一个方面的图7所示的固定夹具线圈跌落拐点508、510的细节600视图。左纵轴是加速度计迹线602的刻度，而右纵轴是固定线圈电流迹线502的刻度。横轴表示时间(秒)。图8还示出了加速度计迹线602，其仅为了比较的目的而示出。如前所述，图4中描述的诊断***100不包括记录加速计数据的能力，因为诊断***100不需要加速计来确定控制杆驱动机构的某些特性并确定是否存在退化。
图8示出了完成跌落的时间的测量值。该时间与闩锁组件子部件的摩擦量成正比。第一跌落拐点508指示跌落运动的开始。固定夹具负载传递的运动结束由拐点608指示。跌落拐点508和拐点608的运动结束之间的时间是完成运动的时间。加速度计迹线604标记该运动的结束，以确认用图4中描述的诊断***100获得的结果。第一跌落拐点508指示跌落运动的开始。固定夹具负载传递的运动结束由拐点608的运动结束指示。跌落拐点508和拐点608的运动结束之间的时间是完成运动的时间。加速度计迹线604标记运动的结束，以确认用图4中描述的诊断***100获得的结果。
第二跌落拐点510表示跌落运动的开始。该固定夹具闩锁臂在间隙之外完全打开是由拐点610的运动结束指示的。第二跌落拐点510与拐点610的运动结束之间的时间是完成该运动的时间。加速度计迹线606标记运动的结束，以确认用图4中描述的诊断***100获得的结果。
图9是图示了根据本公开的至少一个方面的供电固定夹具线圈的温度变化的曲线图700。纵轴是温度刻度(°F)，而横轴表示时间(Sec)。曲线图702示出在100伏特的施加电压下供电固定夹具线圈的温度升高。在完成如图4所示的线圈组112的所有线圈电流分布之后，使用图4中描述的诊断***100执行每个线圈的温升测试。每个线圈以最大编程电压供电预定时间(例如1分钟)，同时记录线圈电压和电阻。在整个测试中，诊断***100计算、监测并记录线圈电阻和温度。
可以使用在此描述的诊断***100连续地执行线圈电阻、接合电流、接合时间、完成接合的时间以及线圈温度测试的计算。还可以执行线圈电感的计算。如果从该衰减斜率中减去电源电压的线性斜率，则可以在线圈跌落完成之后使用该衰减斜率。衰减斜率可用于确定线圈的时间常数，其可用于根据等于线圈的时间常数的电感除以电阻的关系来计算电感。
图10是逻辑流程图800，其描绘根据本公开的至少一个方面的用于使用构造成与线圈组电连接的诊断设备来诊断核反应堆的控制装置的驱动机构的控制程序或逻辑配置的过程，该线圈组具有多个线圈。将结合图4中描述的诊断***100来描述逻辑流程图800。
现在参考图4和图10，诊断***100被构造成与核反应堆的控制装置的驱动机构的线圈组112电连接。该线圈组112具有多个线圈102-110。诊断***100包括电源126和控制器152，该控制器152包括处理器153和存储器155。存储器155包括存储在其中的多个控制算法或例程，这些控制算法或例程包括多个机器可执行指令。当在处理器153上执行指令时，处理器153将DPDT继电器136a、136b设置为图4中的线圈电路线圈-5的配置，并且将SPDT继电器150的触点耦合到分流电阻器R6以使电源126将作为时间的函数变化的电压施加802到多个线圈102-110的线圈110。然后，处理器153使分流电压表124检测804作为时间的函数的线圈110中的电流I1。处理器153读取电流I1，并在电流I1中识别806第一拐点和第二拐点。处理器153基于包括第一拐点和第二拐点中的至少一个的电子评估来确定808线圈110功能正常或处于至少部分失效的状态。
在另一方面，处理器153将DPDT继电器134a、136b设置在图4中示出的线圈电路线圈-4的配置中并且进行测试以检测在多个线圈102-110的另一个线圈108中的作为时间的函数的感应电压。感应电压由电压表120检测并且由处理器153记录在存储器155中。
在另一方面，处理器153基于电子评估来确定驱动机构的摩擦水平处于适当水平或者过度水平。
在另一方面，处理器153基于电子评估来确定驱动机构的弹簧功能正常或者处于至少部分失效的状态。
在另一方面，处理器153记录电压和电流并在诊断测试过程期间确定线圈电阻。在该配置中，处理器153将DPDT继电器132a、132b设置在图4中示出的线圈电路线圈-3的配置中，并且进行测试以测量线圈106的电阻。线圈106的电阻由电压表118测量并且由处理器153记录在存储器155中。
在另一方面，处理器153在存储器155a中记录线圈110内的温度变化，其中温度变化指示线圈110绝缘***的状况。作为示例，图9中的曲线图700示出了供电线圈的温度变化。
在另一方面，处理器153在存储器155中记录未供电线圈上的感应电压以评估线圈健康情况。在该配置中，处理器153将DPDT继电器134a、134b设置在图4中示出的线圈电路线圈-4的配置中，并且进行测试以测量感应电压。然后，电压表120测量感应电压并且处理器153将感应电压记录在存储器155中。
在另一方面，处理器153在存储器155中记录线圈的绝缘电阻。在一种配置中，处理器153将DPDT继电器128a、128b设置在图4中示出的线圈电路线圈-1的配置中并且进行测试以测量线圈102的线圈对线圈绝缘电阻。然后，电压表114测量线圈102的绝缘电阻，并且处理器153将绝缘电阻记录在存储器155中。在另一配置中，处理器153将DPDT继电器130a、130b设置在图4中示出的线圈电路线圈-2的配置中，并且进行测试以测量线圈104的线圈对地绝缘电阻。然后，电压表114测量线圈104的绝缘电阻，并且处理器153将绝缘电阻记录在存储器155中。
图11是逻辑流程图900，其描绘根据本公开的至少一个方面的用于使用构造为与线圈组电连接的诊断设备来诊断核反应堆的控制装置的驱动机构的控制程序或逻辑配置的过程，该线圈组包括至少三个线圈。将结合图4中描述的诊断***100来描述逻辑流程图900。
现在参考图4和图11，诊断***100被构造成与核反应堆的控制装置的驱动机构的线圈组112电连接。该线圈组112具有至少三个线圈106、108、110。诊断***100包括电源126和控制器152，该控制器152包括处理器153和存储器155。存储器155包含存储在其中的多个例程，所述多个例程包括多个指令。当在处理器153上执行时，处理器153将DPDT继电器136a、136b设置在图4中的线圈电路线圈-5的配置中，并且将SPDT继电器150的触点耦合到分流电阻器R6以使电源126在预定的时间段内将编程电压施加902到线圈110。当线圈110被供电时，其它线圈106、108未被供电，并且DPDT继电器132a、132b、134a、134b被配置为测量由供电线圈110在未供电线圈106、108中感应的电压。然后，处理器153使分流电压表124在预定的时间段内监测904供电线圈110中的电流I1。处理器153基于所监测的电流I1确定906核反应堆的控制装置的驱动机构的部件是功能正常还是处于至少部分失效的状态。
在另一方面，处理器153在电流I1中识别第一拐点和第二拐点，并确定第一拐点与第二拐点之间的经过的时间段。处理器153将经过的时间段与预定的时间段进行比较。当经过的时间段大于预定的时间段时，处理器153确定存在失效线圈和/或过度摩擦。当经过的时间段小于预定的时间段时，处理器153确定断裂或失效弹簧的存在。处理器153还确定相邻的未供电线圈106、108上的感应电压。当未供电线圈106、108上的感应电压是期望值时，处理器153确定存在过度摩擦。当未供电线圈106、108上的感应电压低于期望值时，处理器153确定供电线圈110是失效线圈。
这里使用的处理器或处理单元是对一些外部数据源(通常是存储器或一些其它数据流)执行操作的电子电路。该术语在此用来指一个***或多个计算机***(尤其是芯片上***(SOC))中的中央处理器(中央处理器单元)，这些***或计算机***组合了多个专用的“处理器”。
如本文中所使用，芯片上***或片上***(SoC或SOC)是集成计算机或其它电子***的所有组件的集成电路(也称为“IC”或“芯片”)。它可以在单一基底上包含数字、模拟、混合信号，并且通常包含射频功能。SoC将微控制器(或微处理器)与高级***设备(例如图形处理单元(GPU)、Wi-Fi模块或协处理器)集成。SoC可以包含或不包含内置存储器。
如本文中所使用，微控制器或控制器是将微处理器与***电路和存储器集成的***。微控制器(或用于微控制器单元的MCU)可以实现为单个集成电路上的小型计算机。它可以类似于SoC；SoC可以包含作为其组件之一的微控制器。微控制器可以包含一个或多个核心处理单元(CPU)以及存储器和可编程输入/输出***设备。铁电RAM、NOR闪存或OTP ROM形式的程序存储器也经常被包含在芯片上，以及少量的RAM上。与在个人计算机或由各种离散芯片组成的其它通用应用中使用的微处理器相比，微控制器可用于嵌入式应用。
如本文所使用的，术语控制器或微控制器可以是与***设备介接的独立IC或芯片装置。这可以是计算机的两个部分之间的链路或管理该装置的操作(以及与该装置的连接)的外部装置上的控制器。
如本文所使用的，术语“组件”、“***”、“模块”等可以指计算机相关实体，除了机电装置之外，还可以是硬件、硬件与软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行线程、程序和/或计算机。作为图示，在计算机上运行的应用程序和计算机都可以是部件。一个或多个部件可以驻留在进程和/或执行线程内，并且部件可以位于一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。词语“示例性”在本文中用于意指用作示例、例子或图示。本文描述为“示例性”的任何方面或设计不必被解释为比其它方面或设计优选或有利。
如本文所使用的，术语控制电路可以是任何独立的或组合的电子电路，诸如，例如，处理单元、处理器、微控制器、微控制器单元、控制器、数字信号处理器(DSP)、可编程门阵列(PGA)、现场PGA(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、片上***(SoC)、专用集成电路(ASIC)、图形处理单元(GPU)等。根据各个方面，本文所描述的过程流程图可由数字设备(诸如，控制电路)来实施。
尽管本公开的各个方面在执行单元和逻辑电路的上下文中描述指令处理和分配，但本公开的其它方面可通过存储在机器可读有形媒体上的数据和/或指令来实现，该数据和/或指令在由机器执行时使得该机器执行与至少一个方面一致的功能。在一个方面，本公开的相关联功能体现在机器可执行指令中。该指令可用于使得用指令编程的通用或专用处理器执行本公开中所描述的功能的步骤。本公开的方面可提供为计算机程序产品或软件，其可包含机器或非暂时性计算机可读媒体，该机器或非暂时性计算机可读媒体上存储有可用于对计算机(或其它电子器件)编程以执行根据本公开的方面的一个或多个操作的指令。可替换地，根据本公开的功能可以由包含用于执行功能的固定功能逻辑的特定硬件组件来执行，或者由编程的计算机组件和固定功能硬件组件的任何组合来执行。
用于对逻辑进行编程以执行各种所公开方面的指令可存储在***中的存储器内，诸如DRAM、高速缓冲存储器、快闪存储器或其它存储装置。此外，指令可以经由网络或通过其他计算机可读介质来分发。因此，机器可读介质可以包含用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机制，但不限于软盘、光盘、压缩盘、只读存储器(CD-ROM)和磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、闪存或用于经由电、光、声或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)通过因特网传输信息的有形机器可读存储装置。因此，非暂时性计算机可读介质包含适于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输电子指令或信息的任何类型的有形机器可读介质。
已经参考某些公开的方面描述了各种示例。出于图示而非限制的目的呈现了各个方面。本领域技术人员将理解，在不偏离本公开的范围或所附权利要求的范围的情况下，可以进行各种改变、适应和修改。

Claims (21)

1.一种构造成与核反应堆的控制装置的驱动机构的线圈组电连接的诊断设备，所述线圈组具有多个线圈，所述诊断设备包括：
电源；以及
控制器，包括处理器和存储器，所述存储器在其中存储多个例程，所述例程包括多个指令，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备：
向所述多个线圈中的线圈施加作为时间的函数而变化的电压；
检测所述线圈中的作为时间的函数的电流；
在所述电流中识别第一拐点和第二拐点；以及
基于包括所述第一拐点和所述第二拐点的电子评估来确定所述线圈是以下情况之一：
功能正常；以及
在至少部分失效的状态下。
2.根据权利要求1所述的诊断设备，其中，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备：
在所述多个线圈中的另一个线圈中检测作为时间的函数的感应电压；以及
基于包括所述感应电压的电子评估，确定所述线圈是以下情况之一：
功能正常；以及
在至少部分失效的状态下。
3.根据权利要求1至权利要求2中的任一项或多项所述的诊断设备，其中，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备：
基于所述电子评估确定所述驱动机构的摩擦水平为以下情况之一：
处于适当的水平；以及
处于过高的水平。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项或多项所述的诊断设备，其中，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备：
基于所述电子评估确定所述驱动机构的弹簧是以下情况之一：
功能正常；以及
在至少部分失效的状态下。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项或多项所述的诊断设备，其中，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备：
记录电压和电流；以及
在诊断测试过程期间确定线圈电阻。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项或多项所述的诊断设备，其中，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备记录所述线圈内的温度变化，其中，所述温度变化指示所述线圈绝缘***的状况。
7.根据权利要求1至权利要求6中的任一项或多项所述的诊断设备，其中，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备记录未供电线圈上的感应电压，以评估线圈健康情况。
8.根据权利要求1至权利要求7中的任一项或多项所述的诊断设备，其中，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备记录所述线圈的绝缘电阻。
9.一种诊断方法，其用于使用构造成与线圈组电连接的诊断设备来诊断核反应堆的控制装置的驱动机构，所述线圈组具有多个线圈，所述诊断设备包括：
电源；以及
控制器，包括处理器和存储器，所述存储器在其中存储多个例程，所述例程包括多个指令，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备执行所述诊断方法，所述诊断方法包括：
向所述多个线圈中的线圈施加作为时间的函数而变化的电压；
检测线圈中的作为时间的函数的电流；
在所述电流中识别第一拐点和第二拐点；以及
基于包括所述第一拐点和所述第二拐点中的至少一个的电子评估来确定所述线圈是以下情况之一：
功能正常；以及
在至少部分失效的状态下。
10.根据权利要求9所述的诊断方法，进一步包括：
在所述多个线圈中的另一线圈中检测作为时间的函数的感应电压；以及
基于包括所述感应电压的电子评估，确定所述线圈是以下情况之一：
功能正常；以及
在至少部分失效的状态下。
11.根据权利要求9至权利要求10中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：基于所述电子评估确定所述驱动机构的摩擦水平为以下情况之一：
处于适当的水平；以及
处于过高的水平。
12.根据权利要求9至权利要求11中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：基于所述电子评估确定所述驱动机构的弹簧是以下情况之一：
功能正常；以及
在至少部分失效的状态下。
13.根据权利要求9至权利要求12中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：
记录电压和电流；以及
在诊断测试过程期间确定线圈电阻。
14.根据权利要求9至权利要求13中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：记录所述线圈内的温度变化，其中，所述温度变化指示所述线圈绝缘***的状况。
15.根据权利要求9至权利要求14中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：记录未供电线圈上的感应电压，以评估线圈健康情况。
16.根据权利要求9至权利要求15中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：记录所述线圈的绝缘电阻。
17.一种诊断方法，其用于使用构造成与线圈组电连接的诊断设备来诊断核反应堆的控制装置的驱动机构，所述线圈组包括至少三个线圈，所述诊断设备包括：
电源；以及
控制器，包括处理器和存储器，所述存储器在其中存储多个例程，所述例程包括多个指令，所述指令在所述处理器上执行时使得所述诊断设备执行所述诊断方法，所述诊断方法包括：
在预定的时间段内将编程的电压一次一个地施加到所述至少三个线圈中的每一个，其中，在所述至少三个线圈中的一个被供电的同时，其它线圈未被供电；
在所述预定的时间段内监测所述至少三个线圈中的每一个内的电流；以及
基于监测的电流，确定核反应堆的控制装置的驱动机构的部件是否是以下情况之一：
功能正常；以及
在至少部分失效的状态下。
18.根据权利要求17所述的诊断方法，进一步包括：在所述电流中识别第一拐点和第二拐点。
19.根据权利要求17至权利要求18中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：确定在第一拐点与第二拐点之间经过的时间段。
20.根据权利要求17至权利要求19中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：
将所述经过的时间段与预定的时间段进行比较；
其中，当所述经过的时间段大于所述预定的时间段时，确定存在失效线圈或过度摩擦；以及
其中，当所述经过的时间段小于所述预定的时间段时，确定存在断裂或失效弹簧。
21.根据权利要求17至权利要求20中任一项或多项所述的诊断方法，进一步包括：
确定相邻未供电线圈上的感应电压；
其中，当所述感应电压是期望值时，确定存在过度摩擦；以及
其中，当所述感应电压低于所述期望值时，确定所述供电线圈是失效线圈。
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