CN102893068B - 用于监控快速关闭的多重阀门的方法和相关的装置 - Google Patents

Abstract

用于监控特别是核发电厂的、具有多个阀（16a-22a，16b-22b）的快速关闭的多重阀门的方法，其具有的步骤为：在特定工作状态下，将蒸汽输送到快速关闭的多重阀门（16a-22a，16b-22b），根据控制参数调节多重阀门（16a-22a，16b-22b）的多个阀，并且鉴于可能的故障情况监控多重阀门（16a-22a，16b-22b），其中当在可能的故障情况下监控多重阀门（16a-22a，16b-22b）时，确定每个阀的至少一个物理参数的值，并且基于异或检查物理参数的所述确定的值。

Description

用于监控快速关闭的多重阀门的方法和相关的装置

技术领域

本发明涉及一种用于监控特别是核发电厂的快速关闭的多重阀门或者具有借助于多个阀的快速关闭功能和调节功能的多重阀门的方法。此外，本发明涉及一种用于监控这类快速关闭的多重阀门的装置。 

背景技术

核发电厂在反应堆建筑中具有蒸汽发生器，从其中将新蒸汽通过四个管道向饱和蒸汽汽轮机引导。在管道中各串联有快速关闭阀和调整阀。由快速关闭阀和调整阀组成的阀组合调整蒸汽供给，并且需要时禁止所述蒸汽供给。在此，快速关闭阀能够以组合的方式或各自地关闭。关闭过程造成在相应的阀之前的质量流的压力上升和制动，所述压力上升作为压力波以音速扩散到相关的管道中。在此产生的力是巨大的。作用的力的大小取决于压力波的长度，并且也取决于截断的质量流的数量。核发电厂的四个快速关闭阀和调整阀允许最不同的关闭过程。在所述关闭过程的情况下，在部分负荷下漂移的调整阀提出对于这类管道设计的最高要求，其中所述调整阀的质量流紧接着通过快速关闭阀突然阻断。 

这类故障情况由此是特别重要的，因为在核发电厂部分负荷工作时，提高蒸汽压，以便在初级循环中使平均温度保持恒定。那么，所述蒸汽压为大约90bar。那么，通过漂移的调整阀得到单个流的直至350%或400%的特别高的质量流。以至于最终，如上述地，所述特别高的质量流必须借助于四个调整阀中的最后一个或借助于相关的快速关闭阀阻断。 

在设计由管道和阀组成的整个布置结构时，必须考虑所描述的故障情况，并且因此能够导致高的成本。 

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和一种装置，借助于其克服上述缺点，并且总的来说，提供成本有利的以及同时可靠的用于监控快速关闭的多重阀门的方式。 

所述目的借助于用于监控特别是核发电厂的、具有多个阀的快速关闭的多重阀门的方法实现，所述方法具有下述步骤：在特定的工作状态下，将蒸汽输送到快速关闭的多重阀门，依据控制参数调节多重阀门的多个阀，并且在可能的故障情况方面监控多重阀门，其中在可能的故障情况方面监控多重阀门时，确定每个阀的至少一个物理参数的值，并且以异或方式检查物理参数的确定的值。 

根据本发明，将分别在快速关闭的多重阀门的阀上的至少一个物理参数的值互相比较。如果一个值与其他值明显不同，那么启动应对措施。对比相应的各个阀的监控产生值偏差。因此，根据本发明，绝对不用检查，在单个阀上的值是否符合根据调节规定的期望值，而是将阀相对于彼此观察。因此，本发明也排除如下错误情况：在阀中的一个上的调节规定可能是错误的。此外，在没有任何结构上的附加耗费的情况下，识别单独阀的漂移的上面所述的故障情况。 

根据本发明的解决方案应用在核发电厂的调整阀中。在监控时，注意基于规定的打开顺序所限定的异或。本发明的其他有利的应用领域能够是其中多重阀门必须同步关闭或打开的领域，以便保证可靠的功能。 

在根据本发明的方法的第一有利改进方案中，在部分负荷的工作状态期间检查异或，并且识别出一个阀停留在打开位置中或漂移而其余的阀关闭或停留在关闭位置中作为故障情况。 

根据本发明，在高的新蒸汽压力下（刚好在部分负荷运行下）同时关闭其余的阀进而大的质量流的情况下，已经非常早地识别单独的阀漂移，并且必要时阻碍所述单独的阀漂移。当所有阀有规律地打开时，不会产生通过阀的过大的质量流。甚至完全不会超过允许的质量流。 

根据本发明的方法的第二有利改进方案中，在全负荷的工作状态期间以异或方式进行检查，并且识别出一个阀停留在打开位置中而其余的阀快速动作地或受控地关闭作为故障情况。 

根据本发明的解决方案也安全并且可靠地识别后一种提到的故障情况。因此，在全负荷运行期间，所述解决方案也促进进一步的安全性。 

在根据本发明的方法的第三有利改进方案中，在调节阀时，借助于所述阀分别设定管道中的质量流，并且物理参数的值的确定包括每个管道的质量流的确定。 

现在，每个管道的质量流在已知的核发电厂中已经经常得到测量，并且因此没有用于测量技术方式的评估的附加耗费。根据本发明，在快速关闭的多重阀门的阀的位置中从所述质量流推断出偏差，并且然后由此得出应对措施。在准备阶段中已经能够这样可靠地阻碍在单个管道中的过量的质量流。 

在根据本发明的方法的第四有利改进方案中，每个管道的质量流的确定通过在相关的管道中测量质量流来进行。 

如已经提及地，通常能够以普通成本提供质量流的这种测量。此外，借助于相关的根据本发明的评估，所述质量流的测量已经提供高度的附加可靠性。 

在根据本发明的方法的第五有利改进方案中，每个管道的质量流的确定通过确定相关的阀的阀行程和通过紧接着将所述阀行程换算为所引起的质量流来实现。 

根据本发明的研究示出，能够达到更高的反应速度，其方式在于，不观察由阀行程计算的质量流，而在根据本发明监控时观察阀行程。 

在根据本发明的方法的第六有利改进方案中，在调节阀时，在所述阀上分别设定阀行程，并且物理参数的值的确定包括每个阀的阀行程的测量。 

通过测量各个阀行程和同时所述阀行程的异或观察，已经能够非常快速地识别小的波动，并且用于有针对性地启动应对措施，或刚好还将所述小的波动抑制成平坦的。 

在根据本发明的方法的第七有利改进方案中识别故障情况，当以异或方式检查物理参数的确定的值时，识别在所述值之间的偏差大于25%。 

根据本发明确定最优的偏差极限，以便能够一方面形成相关的核发电厂的高的安全性和另一方面形成相应的核发电厂的足够稳定的连续运行。确定如下值作为偏差极限，所述值一方面不能造成误触发，并且另一方面在偏差小时能够实现反应。 

在根据本发明的方法的第八有利改进方案中，在识别故障情况时，触发有故障的阀的快速动作、相应的支路的部分快速关闭或设置在下游的涡轮机的完全断开。 

通过以异或方式根据本发明这样监控多重阀门的阀行程，阻碍通过单个阀的不允许大的质量流和从而不允许的压力冲击。故障情况“调整阀漂移”在设计冲击制动和新蒸汽管道时刚好不必考虑。由此，能够明显地降低耗费。 

根据本发明，上述优点也借助于用于监控特别是分别具有调整功能和快速关闭功能的、具有多个阀的快速关闭的多重阀门的装置来实现，在所述装置中设有在特定工作状态下用于将蒸汽输送到快速关闭的多重阀门的机构、用于依据控制参数来调节多重阀门的多个阀的机构和用于在可能的故障情况方面监控多重阀门的机构，其中用于在可能的故障情况方面监控多重阀门的机构设计为，确定每个阀的至少一个物理参数的值，并且以异或方式检查物理参数的所确定的值。 

此外，在这类根据本发明的装置中，上述方法技术的改进方案优选以相应的结构上的设备的或机构的形式实现。 

附图说明

接下来，借助于附加的示意图详细阐述根据本发明的解决方案的实施例。附图示出： 

图1示出具有多重阀门和相关的根据本发明的装置的核发电厂的一部分的图解， 

图2示出根据图1的多重阀门的细节示图， 

图3示出用于图解在故障情况下不使用根据本发明的方法时，在多重阀门上的压力、阀行程和质量流的时间曲线分布的三个图表， 

图4示出用于实现根据本发明的方法的根据本发明的装置上的电路，并且 

图5示出用于图解在图3中示出的故障情况下使用根据本发明的方法时，在多重阀门上的压力、阀行程和质量流的时间曲线分布的三个图表。 

具体实施方式

在图1和2中图解核发电厂的一部分，其中借助于蒸汽发生器14产生新蒸汽。新蒸汽通过四个平行的管道16、18、20和22引导。在所述四个管道16、18、20和22中分别连接有由快速关闭阀16a、18a、20a或22a和调节阀或者说调整阀16b、18b、20b和22b组成的对。 

接下来，将四个管道16、18、20和22捆束，并且引导至涡轮机26的双通道的高压部件24。涡轮机26驱动发电机28。 

涡轮机26的高压部件24主要是饱和蒸汽轮机。 

在流经高压部件24之后，蒸汽压还为大约10bar。蒸汽的含水量是高的，使得下游连接有再热器30。所述再热器在蒸汽导入涡轮机26的三个低压部件32中之前，将蒸汽加热。 

在要求情况下或在调整阀16b、18b、20b或22b故障的情况下，快速关闭阀16a、18a、20a和22a作为多重保护阀门中断了到涡轮机26的蒸汽输送。在此，快速关闭阀16a、18a、20a和22a以组合的形式或单独地关闭。随着关闭过程，在相关的管道16、18、20或22中的压力上升，其中产生很大的力。 

在这里特别重要的类型的故障情况下，当核发电厂10部分负荷运行时，单独的调整阀漂移——在此观察的示例情况中，这是调整阀16b——而由于由此产生的在高压部件24上的大的质量流，其余的调整阀18b、20b和22b由相关的控制器关闭。 

所述过程在图3中图解，其中线50示出，调整阀16b关于时间的阀行程或运动在从大致高于0的位置（关闭）到位置1（打开），而调整阀18b、20b和22b根据线52调节到关闭位置0中。 

在此，在高压部件24之前的多重阀门（线54）之前，从大约90bar的压力起始地，根据线56得到升高的压力，以及根据线58得到直至大约2300kg/s的通过打开的调整阀16b的质量流。所述质量流在高压部件24中本身引导到直至大约2100kg/s（线60）的质量流。同时，通过其余的调整阀18b、20b和22b的质量流降低到零（线62）。 

为了在高压部件24中不出现这样高的质量流，在可能的故障情况方面监控由阀16a至22a以及16b至22b构成的多重阀门。在此，进行特别是在多重阀门上的异或检查。使用调整阀16b至22b的阀行程作为待检查的物理参数，如其在图3的中部的图表中图解的一样。 

在此，异或检查的目的在于，是否两个命题中的刚好一个是真的，或者说是否两个通过所述异或检查相关联的命题是不同的。换言之，所述异或检查确定，是否或者一个或者另一个命题真的，但是两个命题不同时是真的，或两个不同时是假的。各个调整阀的阀行程用作命题，以至于借助于异或检查能够确定各个阀在运行中或行程中相对于彼此的偏差。当确定各个阀对之间的偏差大于可能的总行程的25%时，所述检查起作用。 

因此，将调整阀16b至22b的阀行程互相比较，并且识别出，阀行程中的一个与其他阀行程相比偏差是否大于25%（见图4）。当识别出这类偏差时，产生信号1，借助于所述信号启动应对措施。 

作为应对措施，将快速关闭阀16a或调整阀16b关闭（见线64）。在图5中根据线58，所述阀的快速关闭造成通过相关的调整阀16b或快速关闭阀16a的质量流的减小。同时，根据图5的线60，通过高压部件24的质量流降低。 

Claims (12)

1.一种用于监控具有多个阀（16a-22a，16b-22b）的快速关闭的多重阀门的方法，所述方法具有下述步骤：

在特定工作状态下，将蒸汽输送到快速关闭的所述多重阀门（16a-22a，16b-22b），

依据控制参数调节所述多重阀门（16a-22a，16b-22b）的所述多个阀，并且在可能的故障情况方面，监控所述多重阀门（16a-22a，16b-22b），

其中当在可能的故障情况方面监控所述多重阀门（16a-22a，16b-22b）时，确定每个阀的至少一个物理参数的值，并且以异或方式检查所确定的物理参数的值，

只要识别出故障情况，就启动应对措施，

其中关闭至少一个阀（16a-22a，16b-22b）。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中在部分负荷的工作状态期间，进行异或检查，并且将识别出一个阀（16a）停留在打开位置中或漂移而其余的阀（18a-22a）关闭或停留在关闭位置中作为故障情况。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中在全负荷的工作状态期间，进行异或检查，并且将识别出一个阀（18a-22a）停留在打开位置中而其余的阀快速动作地或受控地关闭作为故障情况。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其中在调节所述阀（16a-22a）时，借助于所述阀分别设定管道（16-22）中的质量流，并且物理参数的值的确定包括每个管道（16-22）的质量流的确定。

5.根据权利要求4所述的方法，

其中每个管道（16-22）的质量流的确定通过对在相关的管道（16-22）中质量流的测量来进行。

6.根据权利要求4所述的方法，

其中每个管道（16-22）的质量流的确定通过确定相关的阀（16a-22a）的阀行程并且通过紧接着将所述阀行程换算成所引起的质量流来实现。

7.根据权利要求1或2所述的方法，

其中所述物理参数的值的确定包括每个阀（16a-22a）的阀行程的测量。

8.根据权利要求1或2所述的方法，

其中识别为故障情况的是，当以异或方式检查所述物理参数的所确定的值时，识别所述值之间的偏差大于25%。

9.根据权利要求8所述的方法，

其中当识别出故障情况时，触发有故障的阀（16a；16b）的快速动作、相应的支路的部分快速关闭或设置在下游的涡轮机（26）的完全断开。

10.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述多重阀门是核发电厂的多重阀门。

11.一种用于监控具有多个阀（16a-22a，16b-22b）的快速关闭的多重阀门的装置，所述装置具有：

用于在特定工作状态下将蒸汽输送到快速关闭的所述多重阀门（16a-22a，16b-22b）的机构，

用于依据控制参数调节所述多重阀门（16a-22a，16b-22b）的所述多个阀的机构，和

用于在可能的故障情况方面监控所述多重阀门（16a-22a，16b-22b）的机构，

其中，所述用于在可能的故障情况方面监控所述多重阀门（16a-22a，16b-22b）的机构设计为，用于确定每个阀（16a-22a，16b-22b）的至少一个物理参数的值，并且

以异或方式检查所确定的物理参数的值，

其中在故障情况下，启动应对措施，并且关闭至少一个阀（16a-22a，16b-22b）。

12.根据权利要求11所述的装置，

其中，所述多重阀门是核发电厂的多重阀门。

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