CN101388257A - 一种核电站及其核反应堆停堆控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于核电控制领域，提供了一种核电站及其核反应堆停堆控制方法和系统，所述方法包括下述步骤：监测给水系统中的主给水泵是否可用；当监测到给水系统中的一台主给水泵不可用时，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围，所述一台主给水泵可以控制的范围是当两台那主给水泵不可用时，汽轮机可以以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率进一步降至保持核反应堆不停堆的功率范围。在本发明实施例中，在监测到一台主给水泵不可用时，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围，从而避免了由于主给水泵不可用而造成的非计划停堆的问题，提高了电厂的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于核电控制领域，尤其涉及一种核电站及其核反应堆停堆控制方法和系统。
背景技术
目前的压水堆核电站一般由核岛和常规岛组成。其中核岛中主要包括主泵、稳压器、核反应堆和蒸汽发生器等。常规岛主要包括给水系统、汽轮机组等，其中给水系统一般配有两台汽动主给水泵(APP)和一台电动主给水泵(APA)，或者三台电动主给水泵。压水堆核电站的工作原理简述如下：
核反应堆中的核燃料通过发生特殊形式的“燃烧”产生热量，产生的热量对主泵送进核反应堆的一回路循环冷却水加热，一回路冷却水进入蒸汽发生器，与二回路冷却水进行热量交换，将二回路冷却水变成蒸汽，将蒸汽通入汽轮机，以使汽轮机带动发电机发电。同时给水系统不断的将二回路冷却水送进蒸汽发生器，以使一回路冷却水与二回路冷却水进行热量交换，在蒸汽发生器中与二回路冷却水进行了热量交换的一回路冷却水，再由主泵送入核反应堆，这样来回循环，不断地把核反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。
在压水堆核电站正常运行时，给水系统中的两台汽动主给水泵启动，将二回路冷却水送进蒸汽发生器，一台电动给水泵备用。通过主给水控制系统对三台主给水泵进行控制，使三台主给水泵之间协作，保证压水堆核电站的核电机组的正常运行。而在现有的主给水控制系统中，当核电机组正常运行，且核反应堆的初始功率为100％额定功率(FP)时，如果一台主给水泵不可用，由于受单台给水泵容量的限制，此时，如果第二台主给水泵也不可用，则无论汽轮机的降功率速度和最终堆功率为多少，都不可避免的引起蒸汽发生器的水位过低而导致核反应堆非计划停堆，从而降低电厂的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核反应堆停堆控制方法，旨在解决现有的核电站中由于主给水泵不可用而造成的非计划停堆的问题。
本发明是这样实现的，一种核反应堆停堆控制方法，所述方法包括下述步骤：
监测给水系统中的主给水泵是否可用；
当监测到给水系统中的一台主给水泵不可用时，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围，所述一台主给水泵可以控制的范围是当两台那主给水泵不可用时，汽轮机可以以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率进一步降至保持核反应堆不停堆的功率范围。
本发明的另一目的在于提供一种核反应堆停堆控制系统，所述系统包括：
给水泵监测单元，用于监测给水系统中的主给水泵是否可用；
堆功率控制单元，用于在所述给水泵监测单元监测到一台主给水泵不可用时，产生堆功率下降指令；
功率控制棒控制单元，用于根据所述堆功率控制单元的堆功率下降指令控制相应数量的功率控制棒插入核反应堆。
本发明的另一目的在于提供一种包括所述核反应堆停堆控制系统的核电站。
在本发明实施例中，通过对给水系统中的主给水泵进行监测，并在监测到一台主给水泵不可用时，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围，从而避免了由于主给水泵不可用而造成的非计划停堆的问题，提高了电厂的经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例提供的核反应堆停堆控制方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的核反应堆停堆控制系统的实现流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明实施例中，实时监测给水系统中的主给水泵是否可用，当给水系统中的一台主给水泵不可用时，将堆功率降至一台主给水泵可以控制的范围，并在第二台主给水泵不可用时，汽轮机以预设的降功率速度将堆功率进一步降至保持反应堆不停堆的范围，从而避免了由于主给水泵不可用而造成的非计划停堆的问题，提高了电厂的经济效益。
图1示出了本发明实施例提供的核反应堆停堆控制方法的实现流程，详述如下：
在步骤S101中，监测给水系统中的主给水泵是否可用，当监测到给水系统中的一台给水泵不可用时，执行步骤S102，否则，继续监测给水系统中的主给水泵是否可用。
在步骤S102中，降低核反应堆的堆功率，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围。
在本发明实施例中，一台主给水泵可以控制的功率范围是指当第二台主给水泵不可用时，汽轮机可以以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率降至保持核反应堆不停堆的范围。受主给水泵的容量的限制，一台主给水泵可以控制的功率范围为85％额定功率或85％额定功率以下(如80％额定功率、75％额定功率、70％额定功率、65％额定功率等)，因此，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围即将核反应堆的堆功率降至85％额定功率或85％额定功率以下，如75％额定功率、70％额定功率、65％额定功率等。
其中降低核反应堆的堆功率的方式可以有多种，如通过向功率控制棒控制系统发送堆功率下降指令，由功率控制棒控制系统根据该堆功率下降指令将相应数量的功率控制棒插入核反应堆，从而降低核反应堆的功率，或者提示操作人员手动将堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围，通过操作人员手动操作功率控制棒控制系统输入的堆功率下降指令，由功率控制棒控制系统根据操作人员输入的堆功率下降指令控制相应数量的功率控制棒插入核反应堆，从而降低核反应堆的功率，或者其他方式，在此不再一一赘述。其中插入核反应堆中的控制棒的数量由核反应堆需要下降的功率确定。
在步骤S103中，继续监测给水系统中的其他主给水泵是否可用，当监测到给水系统中其他主给水泵也不可用时，执行步骤S104。否则，持续监测给水系统中的其他主给水泵是否可用。
在步骤S104中，控制汽轮机以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率降至保持核反应堆不停堆的功率范围。
在本发明实施例中，为了在两台主给水泵同时不可用时，保证核反应堆不停堆，同时保证核电站的安全，在步骤S104中，控制汽轮机以200％额定功率或200％以上额定功率的速度将核反应堆的堆功率降至50％或者50％以下额定功率，从而保证即使两台主给水泵不可用时，依然可以保证核反应堆不停堆，同时保证核电站的安全，从而提高了电厂的经济效益。
图2示出了本发明实施例提供的核反应堆停堆控制系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，该核反应堆停堆控制系统可以是内置于核电站中的软件单元、硬件单元或者软硬件相结合的单元。
给水泵监测单元21监测给水系统中的主给水泵是否可用。其中给水系统一般配置有两台汽动主给水泵和一台电动主给水泵，或者三台电动主给水泵。当给水系统配置有两台汽动主给水泵和一台电动主给水泵时，一般设置两台汽动主给水泵启动，将二回路冷却水送进蒸汽发生器，一台电动给水泵备用。
堆功率控制单元22根据给水泵监测单元21的监测结果产生相应的堆功率控制指令或者堆功率控制报警信息，并将产生的堆功率控制指令或者堆功率报警信息传输至对应的单元。在本发明实施例中，当给水泵监测单元21监测到给水系统中的一台主给水泵不可用时，堆功率控制单元22产生堆功率下降指令或者堆功率下降报警信息，并将该堆功率下降指令传输至功率控制棒控制单元23，或者将堆功率下降报警信息传输至报警控制单元24；当给水泵监测单元21监测到给水系统中的两台主给水泵不可用时，堆功率控制单元22产生汽轮机功率下降指令，并将该汽轮机功率下降指令传输至汽轮机功率控制单元26。
功率控制棒控制单元23根据接收到的堆功率下降指令，控制相应数量的功率控制棒24插入核反应堆，以使核反应堆的功率下降至一台主给水泵可以控制的功率范围。其中插入核反应堆中的控制棒的数量由核反应堆需要下降的功率确定。一台主给水泵可以控制的功率范围是指当第二台主给水泵不可用时，汽轮机可以以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率降至保持核反应堆不停堆的范围。受主给水泵的容量的限制，一台主给水泵可以控制的功率范围为85％额定功率或85％额定功率以下(如80％额定功率、75％额定功率、70％额定功率、65％额定功率等)，因此，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围即将核反应堆的堆功率降至85％额定功率或85％额定功率以下。
报警控制单元25向用户提示接收的堆功率下降报警信息，以使用户根据该堆功率下降报警信息，手动输入堆功率下降指令至功率控制棒控制单元23，功率控制棒控制单元23根据接收到的堆功率下降指令，控制相应数量的功率控制棒24插入核反应堆，以使核反应堆的功率下降至一台主给水泵可以控制的功率范围。
汽轮机功率控制单元26根据接收的功率下降指令，控制汽轮机以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率降至保持核反应堆不停堆的功率范围。在本发明实施例中，为了在两台主给水泵同时不可用时，保证核反应堆不停堆，同时保证核电站的安全，汽轮机功率控制单元24根据功率下降指令，控制汽轮机以200％额定功率或200％以上额定功率的速度将核反应堆的堆功率降至50％额定功率，从而即使两台主给水泵不可用时，依然可以保证核反应堆不停堆，同时保证核电站的安全，从而提高了电厂的经济效益。
本发明实施例提供的核反应堆停堆控制系统应用在核电站时，可以通过在核电站的常规岛控制系统中设置可编程控制器(Programmable logic Controller，PLC)，并在该可编程控制器中安装实现堆功率控制单元22的软件，此时，将核电站中的给水泵监测单元21与可编程控制器连接，并将可编程控制器分别与核电站中的功率控制棒控制单元23、报警控制单元25、汽轮机功率控制单元26连接，从而使给水泵监测单元21可以将监测结果传输至可编程控制器，可编程控制器根据给水泵监测单元21的监测结果产生相应的堆功率控制指令或者堆功率控制报警信息，并将产生的堆功率控制指令传输至功率控制棒控制单元23或者汽轮机功率控制单元26，将产生的堆功率控制报警信息传输至报警控制单元25。功率控制棒控制单元23根据接收到的堆功率下降指令，控制相应数量的功率控制棒24插入核反应堆，以使核反应堆的功率下降至一台主给水泵可以控制的功率范围。报警控制单元25向用户提示接收的堆功率下降报警信息，以使用户根据该堆功率下降报警信息，手动输入堆功率下降指令至功率控制棒控制单元23。汽轮机功率控制单元26根据接收的功率下降指令，控制汽轮机以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率降至保持核反应堆不停堆的功率范围。
其中安装有实现堆功率控制单元22的软件的可编程控制器根据给水泵监测单元21的监测结果，向与其连接的功率控制棒控制单元23、报警控制单元25、汽轮机功率控制单元26发送控制信号是，可以通过在现有核电站的继电器系统中加设继电器核相应的控制线实现。
在本发明实施例中，通过对给水系统中的主给水泵进行监测，并在监测到一台主给水泵不可用时，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围，并在监测到第二台主给水泵不可用时，汽轮机以预设的降功率速度将堆功率进一步降至保持反应堆不停堆的范围，从而避免了由于主给水泵不可用而造成的非计划停堆的问题，提高了电厂的经济效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种核反应堆停堆控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
监测给水系统中的主给水泵是否可用；
当监测到给水系统中的一台主给水泵不可用时，将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围，所述一台主给水泵可以控制的范围是当两台那主给水泵不可用时，汽轮机可以以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率进一步降至保持核反应堆不停堆的功率范围。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，一台主给水泵可以控制的范围为85％额定功率或小于85％额定功率。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围，且监测到给水系统中的另一台主给水泵不可用时，汽轮机自动以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率进一步降至保持核反应堆不停堆的功率范围。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤汽轮机自动以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率进一步降至保持核反应堆不停堆的功率范围具体为：
汽轮机自动以200％额定功率或以大于200％额定功率的速度将核反应堆的堆功率降至50％额定功率或小于50％额定功率。
5、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围的步骤具体为：
提示操作人员手动将堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围；
根据用户输入的堆功率下降指令控制相应数量的功率控制棒插入核反应堆。
6、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将核反应堆的堆功率降至一台主给水泵可以控制的功率范围的步骤具体为：
向功率控制棒控制系统发送堆功率下降指令，以使功率控制棒控制系统根据所述堆功率下降指令将相应数量的功率控制棒插入核反应堆。
7、一种核反应堆停堆控制系统，其特征在于，所述系统包括：
给水泵监测单元，用于监测给水系统中的主给水泵是否可用；
堆功率控制单元，用于在所述给水泵监测单元监测到一台主给水泵不可用时，产生堆功率下降指令；
功率控制棒控制单元，用于根据所述堆功率控制单元的堆功率下降指令控制相应数量的功率控制棒插入核反应堆。
8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述堆功率控制单元还用于在所述给水泵监测单元监测到一台主给水泵不可用时，产生堆功率下降报警信息；
所述系统还包括：
报警控制单元，用于提示所述堆功率控制单元产生的堆功率下降报警信息；此时，
所述功率控制棒控制单元接收输入的堆功率下降指令，并根据所述堆功率下降指令控制相应数量的功率控制棒插入核反应堆。
9、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述堆功率控制单元还用于在所述给水泵监测单元监测到两台台主给水泵不可用时，产生汽轮机功率下降指令；此时，所述系统还包括：
汽轮机功率控制单元，用于根据所述堆功率控制单元的功率下降指令，控制汽轮机以预设的降功率速度将核反应堆的堆功率降至保持核反应堆不停堆的功率范围。
10、一种包括权利要求7至9任一权利要求所述的核反应堆停堆控制系统核电站。
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|---|---|---|---|---|
| CN103189926A (zh) * | 2010-09-17 | 2013-07-03 | 加拿大原子能有限公司 | 反应堆停堆算法 |
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