CN106246520B - 一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法 - Google Patents

一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法，装置包括水箱、连接所述水箱的主泵和至少一个副泵、连接所述主泵和副泵组成的泵组的出水母管、泵组出口处出水母管处的压力检测单元以及连接所述压力检测单元，并控制所述副泵启停的控制单元；方法包括水泵设置、压力检测以及副泵控制。本发明通过取消水泵出水母管的流量计以及流量信号检测来减少管网的故障点，采用水泵出口的压力信号来控制副泵启停，以此来避免流量计故障导致供水中断的风险，可对核电厂机组持续供水，同时，副泵启停的压力控制方式与水泵入口压力低的保护停运控制具有更好的匹配性，便于系统的综合控制，在大幅度波动供水的情况下，可提高供水的安全性及经济性。

Description

一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法
技术领域
本发明涉及水泵控制领域，具体涉及到一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法。
背景技术
除盐水泵是核电厂的重要供水设备，其为全厂用水系统，包括一回路冷却剂系统、二回路给水系统等提供除盐水。为确保系统的正常运行，在机组运行阶段不允许除盐水泵停运，因此，通常2台机组共用3台除盐水泵，均为定速水泵，分别为1台主泵、1台副泵和1台备用泵，主泵连续运行，副泵根据用户流量的变化启停，备用泵用于主泵、副泵的故障备用。当下游用户流量低于水泵额定流量时，水流通过回流管返回水箱。对于副泵的启停控制，通常通过水泵出口处供水母管的流量信号来控制。
而根据核电厂的运行经验反馈，因核电厂供水管线数量多，且布设复杂，因此采用法兰串联在供水母管上的流量计属于易发故障点，一旦对所述流量计进行故障维修则无法保证机组的正常供水。
因此，有必要提供一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法，以此来减少故障点，实现对核电厂副泵启停的自动控制，提高工作效率。
发明内容
针对上述现有技术中问题，本发明提供了一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法，以此来减少故障的发生，提高工作效率，保障机组的正常供水。
本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：
一方面，提供一种核电厂除盐水泵的自动控制装置，包括:
至少一个水箱，用于存储核电厂用水；
主泵，连接所述水箱，用于持续给核电厂供水；
还包括至少一个副泵，连接所述水箱；
出水母管，连接所述主泵和副泵组成的泵组；
压力检测单元，用于检测所述泵组出口处所述出水母管的压力值；
控制单元，其连接所述压力检测单元，用于根据所述泵组的运行压力控制所述副泵的启停。
优选的，所述水箱出水口还连接有阀门、阀门开闭信号检测单元，所述阀门开闭信号检测单元连接所述控制单元，并将检测到的所述水箱出水口处的阀门开关信号发送至所述控制单元，用于判断水箱的投用情况。
优选的，每一所述水箱内设有液位计，其连接所述控制单元，若判断得出有所述水箱已被投用，则所述液位计用于采集已被投用的所述水箱内的最高液位信号，并将所述最高液位信号对应的压力值发送至所述控制单元。
优选的，所述控制单元还用于根据所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值来控制所述副泵的启停。
优选的，所述控制单元中设置第一预设条件与第二预设条件，当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值小于或者等于所述第一预设条件时，所述控制单元控制所述副泵开启；当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值大于或等于所述第二预设条件时，所述控制单元控制所述副泵停止。
优选的，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的105-125％所对应的压力值。
优选的，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的110％所对应的压力值。
优选的，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的35-45％所对应的压力值。
优选的，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的40％所对应的压力值。
另一方面，还提供一种核电厂除盐水泵的自动控制方法，其包括如下步骤：
S1、水泵设置：设置至少一个水箱，用于存储核电厂供水；主泵，连接所述水箱，用于持续给核电厂供水；至少一个副泵，连接所述水箱；出水母管，连接所述主泵和副泵组成的泵组；
S2、压力检测：还设置压力检测单元，用于检测所述泵组出口处所述出水母管的压力值；
S3、副泵控制：还设置控制单元，其连接所述压力检测单元，用于根据所述泵组的运行压力控制所述副泵的启停。
优选的，步骤S1中，所述水箱出水口还连接有阀门以及阀门开闭信号检测单元，所述阀门开闭信号检测单元连接所述控制单元，并将检测到的所述水箱出水口处的阀门开关信号发送至所述控制单元，用于判断水箱的投用情况。
优选的，步骤S2中，每一所述水箱内设有液位计，其连接所述控制单元，若判断得出有所述水箱已被投用，则所述液位计用于采集已被投用的所述水箱内的最高液位信号，并将所述最高液位信号对应的压力值发送至所述控制单元。
优选的，步骤S3中，所述控制单元还用于根据所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值来控制所述副泵的启停。
优选的，所述控制单元中设置第一预设条件与第二预设条件，当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值小于或者等于所述第一预设条件时，所述控制单元控制所述副泵开启；当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值大于或等于所述第二预设条件时，所述控制单元控制所述副泵停止。
优选的，其特征在于，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的105-125％所对应的压力值。
优选的，其特征在于，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的110％所对应的压力值。
优选的，其特征在于，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的35-45％所对应的压力值。
优选的，其特征在于，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的40％所对应的压力值。
本发明技术方案带来的技术效果：
本发明与传统的流量信号控制信号相比，通过取消供水母管的流量计以及流量信号检测，减少系统管网的故障点，采用水泵出口的压力信号来控制副泵启停，以此来避免了流量计故障导致供水中断的风险，可保证对核电厂机组的持续供水，同时，副泵启停的压力控制方式与水泵入口压力低的保护停运控制具有更好的匹配性，便于系统的综合控制，在大幅度波动供水的情况下，可提高供水的安全性及经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的核电厂除盐水泵的自动控制装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一中的水泵流量曲线图；
图3是本发明实施例二提供的核电厂除盐水泵的自动控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
本发明针对现有技术中，根据核电厂的运行经验反馈，因核电厂供水管线数量多，且布设复杂，因此采用法兰串联在供水母管上的流量计属于易发故障点，一旦对所述流量计进行故障维修则无法保证机组的正常供水。提供一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法，以此来减少故障点，实现对核电厂副泵启停的自动控制，保障核电除盐水的正常供应。其核心思想是：采用泵组出水口的压力信号来控制副泵启停，以此来避免现有技术中因流量计故障而导致供水中断的问题的产生，可保证对核电厂机组的持续供水。
实施例一：
图1示出了一种核电厂除盐水泵的自动控制装置，其包括：
三个水箱1，用于存储核电厂用水，水箱液位为10～15米；
主泵7，连接所述水箱1，用于持续给核电厂供水；
2个副泵7'和7”，连接所述水箱1；
出水母管8，连接所述主泵7和副泵7'和7”组成的泵组；
压力检测单元6，用于检测所述泵组出水口处所述出水母管8的压力值，其产生信号3；
以及控制单元5，其连接所述压力检测单元6，接收所述信号3，用于控制所述副泵7'或7”的启停。
优选的，所述水箱1出水口还连接有阀门4、阀门开闭信号检测单元3，所述阀门开闭信号检测单元3连接所述控制单元5，并将检测到的所述水箱1出水口处的阀门开关信号，即信号1，发送至所述控制单元5，用于判断水箱1的投用情况。
优选的，每一所述水箱1内设有液位计2，其连接所述控制单元5，可根据所述信号1来判断所述水箱1的投用情况；若判断得出有所述水箱1已被投用，则所述液位计2用于采集所述已被投用的所述水箱1内的最高液位信号，即信号2，并将所述最高液位信号对应的压力值发送至所述控制单元5。本实施例中，所述液位计2可优选为MN远传液位计。
优选的，所述控制单元5根据所述泵组出水口处所述出水母管8的压力值与所述最高液位信号对应的压力值进行逻辑运算，计算出两者之间的差值，该差值即为所述泵组运行压力的实际反馈，作为副泵7'或7”启停控制的基准值，并以此产生信号4，用于控制所述副泵7'和/或7”的启停。
优选的，所述控制单元5中设置第一预设条件与第二预设条件，当所述泵组出水口处所述出水母管8的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值小于或等于所述第一预设条件时，所述控制单元5控制所述副泵7'和/或7”开启；当所述泵组出水口处所述出水母管8的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值大于或等于所述第二预设条件时，所述控制单元5控制所述副泵7'和/或7”停止。
优选的，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的105-125％所对应的压力值。
优选的，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的110％所对应的压力值。
优选的，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的35-45％所对应的压力值。
优选的，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的40％所对应的压力值。
具体控制副泵启停的过程为：
副泵启动：首先根据图2的水泵流量曲线选择额定流量Q1＝266.08m3/h的110％所对应的压力值P0为0.54MPa，将其作为第一预设条件，即启动副泵7'和/或7”的定值计算点；然后通过所述信号2和信号3分别得出已被投用的所述水箱1内的最高液位信号对应的压力值P1为0.1MPa、所述泵组出水口处所述出水母管8的压力值P2为0.64MPa，因信号3中包含有信号2，因此，信号3减去信号2所得到的压力差值P3为0.54MPa，即为所述泵组实际运行压力的实际反馈，所述差值产生信号4，并发送至所述控制单元5；所述控制单元5将信号4对应的压力值，即P3与P0进行比较，得出P3＝P0，则所述控制单元5控制所述副泵7'和/或7”开启；
同理，根据图2的水泵流量曲线选择额定流量Q1＝266.08m3/h的105％所对应的压力值P0为0.58MPa，依照上述方法得出P1、P2分别为0.1MPa、0.59MPa，然后计算得出压力差值P3为0.49MPa，P3<P0，则所述控制单元5控制所述副泵7'和/或7”开启；
同理，根据图2的水泵流量曲线选择额定流量Q2＝211.97m3/h的125％所对应的压力值P0为0.60MPa，依照上述方法得出P1、P2分别为0.1MPa、0.63MPa，然后计算得出压力差值P3为0.53MPa，P3<P0，则所述控制单元5控制所述副泵7'和/或7”开启；
副泵停止：首先根据图2的水泵流量曲线选择额定流量Q1’＝266.08m3/h的40％所对应的压力值P0'为0.85MPa，将其作为第二预设条件，即停止副泵7'和/或7”的定值计算点；然后通过所述信号2和信号3分别得出连接有已被投用所述水箱1内的最高液位信号对应的压力值为P1'为0.10MPa、所述泵组出水口处所述出水母管8的压力值P2'为0.95MPa，因信号3中包含有信号2，因此，信号3减去信号2所得到的压力差值P3'为0.85MPa即为所述泵组实际运行压力的实际反馈，所述差值产生信号4，并发送至所述控制单元5；所述控制单元5将信号4对应的压力值，即P3'与P0'进行比较，得出P3'＝P0'，则所述控制单元5控制所述副泵7'和/或7”停止。
同理，根据图2的水泵流量曲线选择额定流量Q1’＝266.08m3/h的35％所对应的压力值P0'为0.88MPa，依照上述方法得P1'、P2'分别为0.1MPa、1.01MPa，然后计算得出压力差P3'值为0.91MPa，P3'>P0'，则所述控制单元5控制所述副泵7'和/或7”开启；
同理，根据图2的水泵流量曲线选择额定流量Q2’＝211.97m3/h的45％所对应的压力值P0'为0.84MPa，依照上述方法得出P1'、P2'分别为0.1MPa、1.00MPa，然后计算得出压力差值P3'为0.90MPa，P3'>P0'，则所述控制单元5控制所述副泵7'和/或7”开启；
图2示出了一种核电厂除盐水泵的自动控制方法，其包括：
S1、水泵设置：设置至少一个水箱，用于存储核电厂供水；主泵，连接所述水箱，用于持续给核电厂供水；至少一个副泵，连接所述水箱；出水母管，连接所述主泵和副泵组成的泵组；
S2、压力检测：还设置压力检测单元，用于检测所述泵组出口处所述出水母管的压力值；
S3、副泵控制：还设置控制单元，其连接所述压力检测单元，用于根据所述泵组的运行压力控制所述副泵的启停。
优选的，步骤S1中，所述水箱出水口还连接有阀门以及阀门开闭信号检测单元，所述阀门开闭信号检测单元连接所述控制单元，并将检测到的所述水箱出水口处的阀门开关信号发送至所述控制单元，用于判断水箱的投用情况。
优选的，其特征在于，步骤S2中，每一所述水箱内设有液位计，其连接所述控制单元，若判断得出有所述水箱已被投用，则所述液位计用于采集已被投用的所述水箱内的最高液位信号，并将所述最高液位信号对应的压力值发送至所述控制单元。
优选的，步骤S3中，所述控制单元还用于根据所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值来控制所述副泵的启停。
优选的，所述控制单元中设置第一预设条件与第二预设条件，当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值小于或者等于所述第一预设条件时，所述控制单元控制所述副泵开启；当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值大于或等于所述第二预设条件时，所述控制单元控制所述副泵停止。
优选的，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的105-125％所对应的压力值。
优选的，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的110％所对应的压力值。
优选的，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的35-45％所对应的压力值。
优选的，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的40％所对应的压力值。
其具体控制副泵启停的过程同实施例一。
本发明实施例一、二中的方案还可用于1台主泵，1台副泵或者1台主泵，2台以上副泵的情况。
综上所述，本发明与传统的流量信号控制信号相比，根据核电厂的运行经验反馈，因核电厂供水管线数量多，且布设复杂，因此采用法兰串联在供水母管上的流量计属于易发故障点，一旦故障维修则无法保证机组的正常供水。提供一种核电厂除盐水泵的自动控制装置和方法，以此来减少故障点，实现对核电厂副泵启停的自动控制，保障核电除盐水的正常供应，在大幅度波动供水的情况下，可提高供水的安全性及经济性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种核电厂除盐水泵的自动控制装置，包括如下:
至少一个水箱，用于存储核电厂用水；
主泵，连接所述水箱，用于持续给核电厂供水；其特征在于，
还包括至少一个副泵，连接所述水箱，用于根据用户流量的变化启停；
出水母管，连接所述主泵和副泵组成的泵组；
压力检测单元，用于检测所述泵组出口处所述出水母管的压力值；
控制单元，其连接所述压力检测单元，用于根据主泵额定流量和所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述水箱中的最高液位信号对应的压力值之间的差值控制所述副泵的启停。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水箱出水口还连接有阀门、阀门开闭信号检测单元，所述阀门开闭信号检测单元连接所述控制单元，并将检测到的所述水箱出水口处的阀门开关信号发送至所述控制单元，用于判断水箱的投用情况。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，每一所述水箱内设有液位计，其连接所述控制单元，若判断得出有所述水箱已被投用，则所述液位计用于采集已被投用的所述水箱内的最高液位信号，并将所述最高液位信号对应的压力值发送至所述控制单元。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制单元根据所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值来控制所述副泵的启停。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制单元中设置第一预设条件与第二预设条件，当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值小于或者等于所述第一预设条件时，所述控制单元控制所述副泵开启；当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值大于或等于所述第二预设条件时，所述控制单元控制所述副泵停止。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的105-125％所对应的压力值。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的110％所对应的压力值。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的30-45％所对应的压力值。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的40％所对应的压力值。
10.一种核电厂除盐水泵的自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、水泵设置：设置至少一个水箱，用于存储核电厂供水；主泵，连接所述水箱，用于持续给核电厂供水；至少一个副泵，连接所述水箱，用于根据用户流量的变化启停；出水母管，连接所述主泵和副泵组成的泵组；
S2、压力检测：还设置压力检测单元，用于检测所述泵组出口处所述出水母管的压力值；
S3、副泵控制：还设置控制单元，其连接所述压力检测单元，用于根据主泵额定流量和所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述水箱中的最高液位信号对应的压力值之间的差值控制所述副泵的启停。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述水箱出水口还连接有阀门以及阀门开闭信号检测单元，所述阀门开闭信号检测单元连接所述控制单元，并将检测到的所述水箱出水口处的阀门开关信号发送至所述控制单元，用于判断水箱的投用情况。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤S2中，每一所述水箱内设有液位计，其连接所述控制单元，若判断得出有所述水箱已被投用，则所述液位计用于采集已被投用的所述水箱内的最高液位信号，并将所述最高液位信号对应的压力值发送至所述控制单元。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述控制单元根据所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值来控制所述副泵的启停。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述控制单元中设置第一预设条件与第二预设条件，当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值小于或者等于所述第一预设条件时，所述控制单元控制所述副泵开启；当所述泵组出口处所述出水母管的压力值与所述最高液位信号对应的压力值之间的差值大于或等于所述第二预设条件时，所述控制单元控制所述副泵停止。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的105-125％所对应的压力值。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件为所述主泵额定流量的110％所对应的压力值。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的35-45％所对应的压力值。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二预设条件为所述主泵额定流量的40％所对应的压力值。
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