CN104500151A - 核电站汽轮机调节中负荷控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站汽轮机调节中负荷控制方法，该方法包括：获取核电站汽轮机的转速设定值和转速实际值；根据所述转速设定值和转速实际值，判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围；若所述实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设的范围，则向主控室发送蒸汽流量限制信号。本发明核电站汽轮机调节中负荷控制方法是一种可靠的基于核电站汽轮机调节中负荷控制技术，可保障核电机组安全运行。此外，本发明还公开了一种核电站汽轮机调节中负荷控制系统。

Description

核电站汽轮机调节中负荷控制方法和系统

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于核电站汽轮机调节中负荷控制方法和系统。

背景技术

在CPR1000的一些核电新项目中，汽轮机调节系统(GRE)通过调节汽轮机进汽量对机组负荷、频率等控制，使机组安全和经济地运行于各种工况，满足供电的质量要求。同时，从核电站反应堆安全可靠性考虑，GRE应具备负荷开环控制功能，避免反应堆和汽机负荷匹配过程出现不一致。如果堆机不匹配将导致反应堆R棒不必要的扰动，从而对核电站机组运行、使用寿命带来极其不利的影响。

目前，许多核电项目中堆机之间的功率配合采用“堆跟机”运行模式。所谓“堆跟机”运行模式，即反应堆的功率整定值由汽机给定，在机组正常运行工况下汽机可通过汽机负荷参考值(Turbine Load Reference)72信号产生反应堆功率控制的功率整定值。72信号和反应堆功率整定值成一定的比例关系；如72信号大，反应堆功率整定值也大，反之类同。为保证堆机之间可靠的匹配，汽机必须可靠地向反应堆送出72信号，如果两者不匹配，会导致反应堆无法送出汽轮机所需的热功率。汽轮机侧采用西门子公司GRE调节系统，其原始设计不具备负荷开环控制功能，为确保核电机组安全、可靠的运行，基于西门子公司GRE控制系统的负荷开环控制功能方案显得尤为重要。

目前，反应堆功率调节棒控系统(G棒)主要采用自动负荷控制模式，即闭环和开环控制。在核电站的一些工况下，由于GRE自动负荷控制功能导致反应堆R棒不必要的扰动，从而对核电站机组运行、使用寿命带来极其不利的影响。例如，机组并网，汽轮机在Auto模式下满功率运行，突发一台CRF泵跳闸。此时操纵员会根据规程将汽机功率降至60％FP(将汽机负荷设定值改为60％)，之后将机组处于60％FP的稳定运行状态。CRF泵故障处理完毕后，需要重新投运，在投运之后并重新达到稳态这段时间将发生变化。如何避免自动控制负荷导致的反应堆R棒不必要的扰动，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：为实现核电站机组安全、可靠运行，在核电站汽轮机调节控制过程中，提供一种核电站汽轮机调节中负荷控制技术。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站汽轮机调节中负荷控制方法，所述方法包括：

获取核电站汽轮机的转速设定值和转速实际值；

根据所述转速设定值和转速实际值，判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围；

若所述实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设的范围，则向主控室发送蒸汽流量限制信号。

作为本发明基于核电站汽轮机调节中负荷控制方法的一种改进，所述方法还包括：

所述向主控室发送蒸汽流量限制信号之前，还包括：

确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值。

作为本发明基于核电站汽轮机调节中负荷控制方法的一种改进，所述方法还包括：

根据所述蒸汽流量限制信号手动对蒸汽流量进行限制。

作为本发明核电站汽轮机调节中负荷控制方法的一种改进，所述根据所述蒸汽流量限制信号手动对蒸汽流量进行限制之后，还包括：

若所述实际负荷值与预设负荷值的差值仍然超出预设的范围，则向汽轮机阀门控制器发送关小的信号。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站汽轮机调节中负荷控制系统，所述系统包括：

获取模块，用于获取核电站汽轮机的转速设定值和转速实际值；

判断模块，用于根据所述转速设定值和转速实际值，判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围；

发送模块，若所述实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设的范围，则向主控室发送蒸汽流量限制信号。

作为本发明核电站汽轮机调节中负荷控制系统的一种改进，所述系统还包括：

小选模块，用于确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值，以使发送模块向主控室发送蒸汽流量限制信号。

作为本发明核电站汽轮机调节中负荷控制系统的一种改进，所述系统还包括：

手动模块，用于根据所述蒸汽流量限制信号手动对蒸汽流量进行限制。

作为本发明核电站汽轮机调节中负荷控制系统的一种改进，所述发送模块还用于：

若所述实际负荷值与预设负荷值的差值仍然超出预设的范围，则向汽轮机阀门控制器发送关小的信号

本发明基于核电站汽轮机调节中负荷控制方法和系统具有以下有益技术效果：在核电站机组运行过程中，通过判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围，在确定实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设范围的情况下，通过发送蒸汽流量限制信号进行控制。满足核电项目必须具备负荷开环控制的要求，避免了反应堆不必要扰动的问题。同时，通过增加确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值，实现手动控制的前置。本发明在核电领域内具有开拓性，能取得意想不到的技术效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站汽轮机调节中负荷控制方法和系统进行详细说明，其中：

图1提供了本发明核电站汽轮机调节中负荷控制方法的一个实例流程图；

图2提供了本发明核电站汽轮机调节中负荷控制方法的又一个实例流程图；

图3提供了本发明核电站汽轮机调节中负荷控制系统的一个实例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当强调的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明的使用场合。

在核电站汽轮机调节过程中，负荷开环控制又称手动控制模式，即负荷P或PI调节环节中，操纵员手动给定负荷目标值，实际负荷反馈环节被切除，即不考虑反馈。负荷闭环控制，又名自动控制模式，即负荷P或PI调节环节中，操纵员手动给定负荷目标值，实际负荷反馈环节未被切除，需考虑反馈。

请结合参看图1，图1提供了一种核电站汽轮机调节中负荷控制方法。包括：步骤101，获取核电站汽轮机的转速设定值和转速实际值。

汽机转速设定值Speed Setpoint和汽机转速实际值Actual Speed做差，并经比例P环节计算后作为汽机转速比例P环节作用值。

步骤103，根据所述转速设定值和转速实际值，判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围。

汽机负荷设定值Load Setpoint和汽机实际负荷Actual load做差，并经比例/积分PI环节计算后作为汽机负荷比例/积分PI环节作用值。

汽机负荷设定值Load Setpoint经比例前馈P Feedback环节计算后作为汽机负荷比例前馈P Feedback环节作用值。

根据所述转速设定值Speed Setpoint和转速实际值Actual Speed，判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围。

步骤105，若所述实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设的范围，则向主控室发送蒸汽流量限制信号。

具体的，在向主控室发送蒸汽流量限制信号之前，先确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值。

即通过设定Steam Flow Limit的值小于汽机开度参考值(Turbine OpeningReference)74信号的值，此时设定的Steam Flow Limit值即为汽机负荷设定值，由于经过小选(min selection)环节，所以负荷反馈环节(Actual Load)已被切除，可实现对负荷的手动控制。

进一步的，若所述实际负荷值与预设负荷值的差值仍然超出预设的范围，则向汽轮机阀门控制器发送关小的信号。即汽机阀门控制器(Valve Controller)对开关汽轮机调门关小，进而调节汽缸进汽量，实现对汽轮机负荷的控制。

本发明实施例在核电站机组运行过程中，通过判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围，在确定实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设范围的情况下，通过发送蒸汽流量限制信号进行控制。满足核电项目必须具备负荷开环控制的要求，避免了反应堆不必要扰动的问题。同时，通过增加确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值，实现手动控制的前置。

请结合参看图2，图2提供了一种核电站汽轮机调节中负荷控制方法的一个实施例的流程图。

在信号送往汽轮机阀门控制器Valve controller之前，增加小选块(MINSELECTION)，通过增加蒸汽流量限制信号(Steam Flow Limit)实现手动负荷控制功能。

为避免对汽轮机阀门控制器进行自动操作，可通过“手动”控制功能进行负荷调节，即设定Steam Flow Limit的值小于汽机开度参考值(Turbine OpeningReference)74信号的值，此时设定的Steam Flow Limit值即为汽机负荷设定值，由于经过小选环节，所以负荷反馈环节(Actual Load)已被切除，可实现对负荷的手动控制。

本发明实施例在核电站机组运行过程中，通过判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围，在确定实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设范围的情况下，通过发送蒸汽流量限制信号进行控制。满足核电项目必须具备负荷开环控制的要求，避免了反应堆不必要扰动的问题。

请参看图3，图3提供了一种核电站汽轮机调节中负荷控制系统一个实施例。该系统包括：获取模块301、判断模块303以及发送模块305。具体的：

获取模块301，用于获取核电站汽轮机的转速设定值和转速实际值；

判断模块303，用于根据所述转速设定值和转速实际值，判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围；

发送模块305，若所述实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设的范围，则向主控室发送蒸汽流量限制信号。

进一步的，该系统还包括小选模块，用于确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值，以使发送模块向主控室发送蒸汽流量限制信号。

进一步的，该系统还包括手动模块，用于根据所述蒸汽流量限制信号手动对蒸汽流量进行限制。

可选的，发送模块305还用于若所述实际负荷值与预设负荷值的差值仍然超出预设的范围，则向汽轮机阀门控制器发送关小的信号。

系统的实施方法和流程可以参见前述实施例中介绍的方法实施例，此处不再赘述。

结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明至少具有以下有益技术效果：在核电站机组运行过程中，通过判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围，在确定实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设范围的情况下，通过发送蒸汽流量限制信号进行控制。满足核电项目必须具备负荷开环控制的要求，避免了反应堆不必要扰动的问题。同时，通过增加确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值，实现手动控制的前置。本发明在核电领域内具有开拓性，能取得意想不到的技术效果。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种核电站汽轮机调节中负荷控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取核电站汽轮机的转速设定值和转速实际值；

根据所述转速设定值和转速实际值，判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围；

若所述实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设的范围，则向主控室发送蒸汽流量限制信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向主控室发送蒸汽流量限制信号之前，还包括：

确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述蒸汽流量限制信号手动对蒸汽流量进行限制。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述蒸汽流量限制信号手动对蒸汽流量进行限制之后，还包括：

若所述实际负荷值与预设负荷值的差值仍然超出预设的范围，则向汽轮机阀门控制器发送关小的信号。

5.一种核电站汽轮机调节中负荷控制系统，其特征在于，所述系统包括：

获取模块，用于获取核电站汽轮机的转速设定值和转速实际值；

判断模块，用于根据所述转速设定值和转速实际值，判断所述核电站汽轮机的实际负荷值与负荷设定值的差值是否超出预设的范围；

发送模块，若所述实际负荷值与负荷设定值的差值超出预设的范围，则向主控室发送蒸汽流量限制信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

小选模块，用于确定蒸汽流量限定值低于汽轮机开度参考值，以使发送模块向主控室发送蒸汽流量限制信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

手动模块，用于根据所述蒸汽流量限制信号手动对蒸汽流量进行限制。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发送模块还用于：

若所述实际负荷值与预设负荷值的差值仍然超出预设的范围，则向汽轮机阀门控制器发送关小的信号。