一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统技术方案

本发明专利技术属于铀同位素分离级联工艺工业过程控制技术领域，具体涉及一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统。本系统由主线管道、备线管道两段管道组成，其中位于系统上方的管道为主线管道、位于系统下方的管道为备线管道，主线管道与备线管道之间采用跨接管线连接。该系统可应用于离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统的建立，同时针对离心铀浓缩系统中串级间管道工艺的特殊性进行了改进，该发明专利技术可推广应用之同行业使用，保证了离心铀浓缩级联系统的稳定、安全运行。

A process control system for interstage pipeline in centrifugal uranium enrichment system

The invention belongs to the field of uranium isotope separation cascade process industrial process control technology, and specifically relates to a process control system for cascade pipelines between centrifugal uranium concentration systems. The system is composed of two main pipelines, which are main pipeline and backup line. The pipeline located above the main line is the main line, and the pipeline below the system is the backup line. The main line and the backup line are connected by cross pipeline. The system can be applied in the process of establishing system in centrifuge cascade pipeline control system, aiming at the particularity of cascade pipeline process centrifuge system are improved, the invention can be used to promote the application of the same industry, to ensure the safe operation of cascade system stability, centrifuge.

【技术实现步骤摘要】
一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统
本专利技术属于铀同位素分离级联工艺工业过程控制
，具体涉及一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统。
技术介绍
铀同位素分离级联工艺生产过程中，串级间管道系统是连接主机系统与供取料系统的重要组成部分，也是机组内部连接的重要组成部分。串级间管道系统主要负责完成将原料输送至机组进行分离，同时将分离后的产品精料及贫料回收，同时本系统还负责级联系统内部连接及原料的输送。串级间系统根据功能可划分为供料、精料、贫料、层架间料流。通过控制各料流上阀门开关，可实现不同工况的运行，从而保证系统整体稳定运行。由于串级间管道阀门众多，工艺管道线路复杂，需要合理设计阀门的组合状态及阀门控制才能保障系统整体稳定运行。传统的控制系统设计基于分离原件搭建，控制系统设计于上世纪世纪70年代，采用设备及设计思想不适用于当今主流控制系统，系统结构复杂、层级多，分为现场逻辑柜、控制室逻辑柜、操作台及显示台，控制系统设计采用全硬件搭建，无相关控制软件模型。控制系统设置两个操作台及显示台，同一时刻仅能针对一个料流操作，操作方法不够灵活，不适用于事故状态下及启动工况下的大规模、协同复杂操作，操作台、显示台故障时，无更多备用设备，影响级联稳定运行。同时由于工艺设备繁多及受当时控制系统技术限制，工艺运行状态表示不够明确、完备，运行过程存在隐患。因此，研发、设计一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统就显得尤为迫切。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种针对离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统操作不便，控制系统无相关设计依据的难题，提供一种基于DCS系统的离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统。为了实现这一目的，本专利技术采取的技术方案是：一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，该系统包括以下方面的技术方案：一、系统结构本系统由主线管道、备线管道两段管道组成，其中位于系统上方的管道为主线管道、位于系统下方的管道为备线管道，主线管道与备线管道之间采用跨接管线连接；主线管道从主线入口至主线出口依次包括M1、N1、N2、M2四个阀门，用于控制物料在主线管道上的传输；备线管道从备线入口至备线出口依次包括Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门，用于控制物料在备线上的传输；跨接管线用于控制主线管道与备线管道之间的连接；当主线管道、备线管道中的一条处于故障、检修状态下时，将物料通过跨接管线输送至另一条管线，保证系统连续运行；二、工作模式根据运行工况要求，系统的工作模式包括：主线工作模式、备线工作模式、主备双线工作模式；(2.1)当选择主线工作模式时，物料经主线管道传输；此时，物料只经主线管道传输，此时物料由主线入口进入，经M1、N1、N2、M2阀门后，从主线出口输出；对应M1、N1、N2、M2四个阀门状态为打开状态，同时备线管道和跨接管线处于关闭状态；(2.2)当选择备线工作模式时，物料经备线管道传输；此时，物料只经备线管道传输，此时物料由备线入口进入，经Mp1、Np1、Np2、Mp2阀门后，从备线出口输出；对应Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门状态为打开状态，同时主线管道和跨接管线处于关闭状态；(2.3)当选择主备双线工作模式时，物料分别经主线管道、备线管道传输；此时，物料同时经主线管道、备线管道传输；物料由主线入口进入，经M1、N1、N2、M2阀门后，从主线出口输出；对应M1、N1、N2、M2四个阀门状态为打开状态；物料由备线入口进入，经Mp1、Np1、Np2、Mp2阀门后，从备线出口输出；对应Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门状态为打开状态；跨接管线上的阀门状态为关闭状态。进一步的，如上所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统：跨接管线包括跨接管线一和跨接管线二。进一步的，如上所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统：跨接管线一上开设Mc1阀门，跨接管线二上开设Mc2阀门。进一步的，如上所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统：该系统还包括阀门控制模块，用来对系统中的阀门开关进行控制。进一步的，如上所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统：阀门控制模块包括五个开关量输入和四个开关量输出，五个开关量输入分别为开阀控制命令Open_C、关阀控制命令Close_C、阀门打开状态Valve_W_O_S、阀门关闭状态Valve_W_C_S、阀门执行故障复位命令C_err_Reset；四个开关量输出分别为开阀控制信号Open_Out、关阀控制信号Close_Out、打开阀门执行故障输出信号Open_Err、关闭阀门执行故障输出信号Close_Err。进一步的，如上所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统：开阀控制包括如下步骤：(1)阀门控制模块接收到系统发出的开阀控制命令Open_C；(2)判断阀门状态是否处于阀门打开状态Valve_W_O_S，若阀门已打开，则无需再次打开阀门，取消开阀控制命令Open_C；(3)若该阀门处于未打开状态，进一步判断该阀门是否存在打开阀门执行故障输出信号Open_Err；(4)如果存在打开阀门执行故障输出信号Open_Err，则取消开阀控制命令Open_C，进一步查找并处理故障；(5)如果无打开阀门执行故障输出信号Open_Err，则输出开阀控制信号Open_Out；(6)判断阀门打开状态信号Valve_W_O_S，开关量输入板卡模块采集阀门打开状态；(7)如果阀门未打开，发出阀门执行故障输出信号Open_Err，此信号同时取消开阀控制信号Open_Out；当收到阀门执行故障复位命令C_err_Reset后，阀门进行再次操作；(8)如果阀门已打开，则执行完成此次阀门打开控制过程。进一步的，如上所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统：步骤(5)中，输出开阀控制信号Open_Out后，阀门控制模块发出一个周期为5秒的脉冲，驱动阀门打开。进一步的，如上所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统：步骤(7)中，发出阀门执行故障输出信号Open_Err的同时，在监控界面中发出故障提示。进一步的，如上所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统：关阀控制包括如下步骤：(1)阀门控制模块接收到系统发出的关阀控制命令Close_C；(2)判断阀门状态是否处于阀门关闭状态Valve_W_C_S，若阀门已关闭，则无需再次关闭阀门，取消关阀控制命令Close_C；(3)若该阀门处于未关闭状态，进一步判断该阀门是否存在打开阀门执行故障输出信号Open_Err；(4)如果存在打开阀门执行故障输出信号Open_Err，则取消关阀控制命令Close_C，进一步查找并处理故障；(5)如果无打开阀门执行故障输出信号Open_Err，则输出关阀控制信号Close_Out；输出关阀控制信号Close_Out后，阀门控制模块发出一个周期为5秒的脉冲，驱动阀门关闭；(6)判断阀门关闭状态信号Valve_W_C_S，开关量输入板卡模块采集阀门关闭状态；(7)如果阀门未关闭，发出关闭打开阀门执行故障信号Close_Err，此信号同时取消关阀控制信号Close_Out；发出阀门执行故障输出信号Open_Err的同时，在监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于，该系统包括以下方面的技术方案：一、系统结构本系统由主线管道、备线管道两段管道组成，其中位于系统上方的管道为主线管道、位于系统下方的管道为备线管道，主线管道与备线管道之间采用跨接管线连接；主线管道从主线入口至主线出口依次包括M1、N1、N2、M2四个阀门，用于控制物料在主线管道上的传输；备线管道从备线入口至备线出口依次包括Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门，用于控制物料在备线上的传输；跨接管线用于控制主线管道与备线管道之间的连接；当主线管道、备线管道中的一条处于故障、检修状态下时，将物料通过跨接管线输送至另一条管线，保证系统连续运行；二、工作模式根据运行工况要求，系统的工作模式包括：主线工作模式、备线工作模式、主备双线工作模式；(2.1)当选择主线工作模式时，物料经主线管道传输；此时，物料只经主线管道传输，此时物料由主线入口进入，经M1、N1、N2、M2阀门后，从主线出口输出；对应M1、N1、N2、M2四个阀门状态为打开状态，同时备线管道和跨接管线处于关闭状态；(2.2)当选择备线工作模式时，物料经备线管道传输；此时，物料只经备线管道传输，此时物料由备线入口进入，经Mp1、Np1、Np2、Mp2阀门后，从备线出口输出；对应Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门状态为打开状态，同时主线管道和跨接管线处于关闭状态；(2.3)当选择主备双线工作模式时，物料分别经主线管道、备线管道传输；此时，物料同时经主线管道、备线管道传输；物料由主线入口进入，经M1、N1、N2、M2阀门后，从主线出口输出；对应M1、N1、N2、M2四个阀门状态为打开状态；物料由备线入口进入，经Mp1、Np1、Np2、Mp2阀门后，从备线出口输出；对应Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门状态为打开状态；跨接管线上的阀门状态为关闭状态。...

【技术特征摘要】
1.一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于，该系统包括以下方面的技术方案：一、系统结构本系统由主线管道、备线管道两段管道组成，其中位于系统上方的管道为主线管道、位于系统下方的管道为备线管道，主线管道与备线管道之间采用跨接管线连接；主线管道从主线入口至主线出口依次包括M1、N1、N2、M2四个阀门，用于控制物料在主线管道上的传输；备线管道从备线入口至备线出口依次包括Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门，用于控制物料在备线上的传输；跨接管线用于控制主线管道与备线管道之间的连接；当主线管道、备线管道中的一条处于故障、检修状态下时，将物料通过跨接管线输送至另一条管线，保证系统连续运行；二、工作模式根据运行工况要求，系统的工作模式包括：主线工作模式、备线工作模式、主备双线工作模式；(2.1)当选择主线工作模式时，物料经主线管道传输；此时，物料只经主线管道传输，此时物料由主线入口进入，经M1、N1、N2、M2阀门后，从主线出口输出；对应M1、N1、N2、M2四个阀门状态为打开状态，同时备线管道和跨接管线处于关闭状态；(2.2)当选择备线工作模式时，物料经备线管道传输；此时，物料只经备线管道传输，此时物料由备线入口进入，经Mp1、Np1、Np2、Mp2阀门后，从备线出口输出；对应Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门状态为打开状态，同时主线管道和跨接管线处于关闭状态；(2.3)当选择主备双线工作模式时，物料分别经主线管道、备线管道传输；此时，物料同时经主线管道、备线管道传输；物料由主线入口进入，经M1、N1、N2、M2阀门后，从主线出口输出；对应M1、N1、N2、M2四个阀门状态为打开状态；物料由备线入口进入，经Mp1、Np1、Np2、Mp2阀门后，从备线出口输出；对应Mp1、Np1、Np2、Mp2四个阀门状态为打开状态；跨接管线上的阀门状态为关闭状态。2.如权利要求1所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于：跨接管线包括跨接管线一和跨接管线二。3.如权利要求2所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于：跨接管线一上开设Mc1阀门，跨接管线二上开设Mc2阀门。4.如权利要求1所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于：该系统还包括阀门控制模块，用来对系统中的阀门开关进行控制。5.如权利要求4所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于：阀门控制模块包括五个开关量输入和四个开关量输出，五个开关量输入分别为开阀控制命令Open_C、关阀控制命令Close_C、阀门打开状态Valve_W_O_S、阀门关闭状态Valve_W_C_S、阀门执行故障复位命令C_err_Reset；四个开关量输出分别为开阀控制信号Open_Out、关阀控制信号Close_Out、打开阀门执行故障输出信号Open_Err、关闭阀门执行故障输出信号Close_Err。6.如权利要求5所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于：开阀控制包括如下步骤：(1)阀门控制模块接收到系统发出的开阀控制命令Open_C；(2)判断阀门状态是否处于阀门打开状态Valve_W_O_S，若阀门已打开，则无需再次打开阀门，取消开阀控制命令Open_C；(3)若该阀门处于未打开状态，进一步判断该阀门是否存在打开阀门执行故障输出信号Open_Err；(4)如果存在打开阀门执行故障输出信号Open_Err，则取消开阀控制命令Open_C，进一步查找并处理故障；(5)如果无打开阀门执行故障输出信号Open_Err，则输出开阀控制信号Open_Out；(6)判断阀门打开状态信号Valve_W_O_S，开关量输入板卡模块采集阀门打开状态；(7)如果阀门未打开，发出阀门执行故障输出信号Open_Err，此信号同时取消开阀控制信号Open_Out；当收到阀门执行故障复位命令C_err_Reset后，阀门进行再次操作；(8)如果阀门已打开，则执行完成此次阀门打开控制过程。7.如权利要求6所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于：步骤(5)中，输出开阀控制信号Open_Out后，阀门控制模块发出一个周期为5秒的脉冲，驱动阀门打开。8.如权利要求6所述的一种离心铀浓缩系统中串级间管道的过程控制系统，其特征在于：步骤(7)中，发出阀门执行故障输出信号Open_Err的同时，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，张正业，王鹏辉，谭刚，肖亚妮，李乡伟，杨珍，潘俊，吴济民，杨蕾，王俊轩，李兆振，张生德，田立军，闫睿，董新强，张文昱，张晓涛，
申请(专利权)人：中核兰州铀浓缩有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62