CN107131012B - 核电站防止核岛安注信号误触发的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站防止核岛安注信号误触发的方法，包括：在高功率平台下，分别向汽轮机的每个高压调节阀发送调节指令，以使每个所述高压调节阀进行阀位调节；实时检测每个所述高压调节阀的阀位；当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。本发明还公开了一种核电站防止核岛安注信号误触发的装置。本发明能够有效避免安注信号的误触发，避免严重的安注事件发生。

Description

核电站防止核岛安注信号误触发的方法及系统

技术领域

本发明涉及核电站技术领域，尤其涉及一种核电站防止核岛安注信号误触发的方法及系统。

背景技术

在高功率平台下，高压调节阀会出现异常波动。在高功率平台下阀门波动问题是否会引起更大的影响，通过全范围模拟机模拟在更高功率平台下的阀门波动情况进行判断。

经模拟机模拟后发现，在高功率平台下若出现阀门波动情况，则有较大的概率误触发核岛安注信号，这对于电厂是无法接受的意外事件。但由于事件的偶发特性，难以确定根本原因所在，现场的一些处理手段难以证明故障是否已排除，因此现场亟需一种手段以使得出现汽机高压调节阀门波动时，不会误触发核岛安注信号，以将事件影响范围降到最小。

目前针对高压调节阀的异常情况，通过定义一个最小系统，代表为了汽机安全运行必须能使用的蒸汽通路的最小数目。一个蒸汽通路指的是一对截止阀/调节阀。如果在带负荷工况下由于阀门模块故障的组合而违背了最小系统，则向保护系统输出一个信号，使汽机跳闸。但是，针对高压调节阀门，所有蒸汽通路均关闭才违背了最小系统，产生跳机信号，而未考虑到其阀门有异常波动的情况，同时更是未考虑到阀门异常波动对核岛造成的潜在影响。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种核电站防止核岛安注信号误触发的方法及系统，能够有效避免安注信号的误触发，避免严重的安注事件发生。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种核电站防止核岛安注信号误触发的方法，包括：

在高功率平台下，分别向汽轮机的每个高压调节阀发送调节指令，以使每个所述高压调节阀进行阀位调节；

实时检测每个所述高压调节阀的阀位；

当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

进一步地，所述在检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发，具体包括：

当检测到所述高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差大于预设差值时，判定所述高压调节阀的阀位出现异常波动；

当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

进一步地，所述当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发，具体包括：

当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，延时预设时长后再触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

进一步地，所述方法还包括：

在特殊工况下，对所触发的跳机信号进行屏蔽，以防止所述跳机信号误触发；所述特殊工况包括甩厂用电或甩空载。

进一步地，所述方法还包括：

实时记录每个所述高压调节阀的相关信号，以分析高压调节阀的阀位出现异常波动的原因；所述相关信号包括阀位信号、比例阀反馈信号和比例阀控制信号。

另一方面，本发明提供一种核电站防止核岛安注信号误触发的系统，包括：

指令调节模块，用于在高功率平台下，分别向汽轮机的每个高压调节阀发送调节指令，以使每个所述高压调节阀进行阀位调节；

阀位检测模块，用于实时检测每个所述高压调节阀的阀位；以及，

跳机触发模块，用于当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

进一步地，所述跳机触发模块具体包括：

波动判定单元，用于当检测到所述高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差大于预设差值时，判定所述高压调节阀的阀位出现异常波动；以及，

跳机触发单元，用于当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

进一步地，所述跳机触发模块具体包括：

延时单元，用于当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，延时预设时长后再触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

进一步地，所述系统还包括：

屏蔽模块，用于在特殊工况下，对所触发的跳机信号进行屏蔽，以防止所述跳机信号误触发；所述特殊工况包括甩厂用电或甩空载。

进一步地，所述系统还包括：

记录模块，用于实时记录每个所述高压调节阀的相关信号，以分析高压调节阀的阀位出现异常波动的原因；所述相关信号包括阀位信号、比例阀反馈信号和比例阀控制信号。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

高压调节阀的阀位在经过调节指令的调节后，调节指令未发生变化，而高压调节阀异常动作，即高压调节阀的阀位出现不规律的异常波动，且异常动作的高压调节阀的个数达到预设个数，则停运汽轮机，以防止高压调节阀再开启过程中机组有误触发安注信号的风险，避免更为严重的安注事件发生；将高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差与预设差值进行对比来判断高压调节阀是否有异常动作，提高异常动作判断的准确性，进而提高跳机信号触发的准确性，有效避免安注信号的误触发。

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站防止核岛安注信号误触发的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的核电站防止核岛安注信号误触发的方法的工作原理图；

图3是本发明实施例二提供的核电站防止核岛安注信号误触发的系统的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术存在的未考虑高压调节阀异常波动的情况及对核岛造成的潜在影响等技术问题，本发明旨在提供一种核电站防止核岛安注信号误触发的方法，其核心思想是：在高功率平台下，分别向汽轮机的每个高压调节阀发送调节指令，以使每个所述高压调节阀进行阀位调节；实时检测每个所述高压调节阀的阀位；当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。本发明所提供的核电站防止核岛安注信号误触发的方法能够有效避免误触发安注信号的风险，进而避免更为严重的安注事件发生。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种核电站防止核岛安注信号误触发的方法，参见图1，该方法包括：

S1、在高功率平台下，分别向汽轮机的每个高压调节阀发送调节指令，以使每个所述高压调节阀进行阀位调节；

S2、实时检测每个所述高压调节阀的阀位；

S3、当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

需要说明的是，在高功率平台下，汽轮机高压调节阀出现波动，特别是当高压调节阀关闭后再次开启的过程中，由于功率调整的需要而使高压调节阀开度超调，会导致VVP(主蒸汽系统)流量高及SG(蒸汽发生器)压力低的情况发生，使得机组有较大可能误触发核岛安注信号，即使未触发核岛安注信号，因高压调节阀波动造成的二回路功率的大幅波动，对核岛的蒸汽发生器水位控制、GCT(汽机旁路系统)阀门开度的控制都有较大影响，亦有可能造成一回路过冷，令外高压调节阀波动，对二回路汽轮机本体的振动、轴位移等均造成难以预知的影响，并同时对电网造成较大扰动。

而由于安注信号不会在高压调节阀关闭的一瞬间便触发，因此在汽轮机高压调节阀因某种故障而发生波动情况时，使其能够切断一、二回路之间的联系或是将二回路控制在一个相对稳定的状态，从而防止安注信号的误触发。

由于高压调节阀关闭后再开启的过程中有误触发安注信号的可能，一种安注信号误触发的思路是防止高压调节阀的开度超调，将高压调节阀的开度限制在一定范围内，具体为：设置蒸汽流量上限值为机组稳定功率时蒸汽流量值+2％，使得高压调节阀异常关闭再开启后高压调节阀的开度受限，进而减少其误触发安注的可能，经现场模拟机验证设置蒸汽流量限值对50％平台起到一定作用，但随着功率平台的上升，其效应也逐渐减弱，同时由于设置蒸汽流量限值仅对稳定平台有作用，在平台升功率过程中亦难以起到控制作用。另外很难排查出汽轮机高压调节阀波动问题的故障范围，因此在系统设备出现问题时触发汽轮机停机是一种更为合理的办法。

本实施例中，高功率平台下的高压调节阀在接收到调节指令后，根据调节指令中指示的阀位进行阀位调节。在调节指令未发生变化的情况下，检测到高压调节阀异常动作，即高压调节阀的阀位呈现不规律的异常波动，如波动到0％开度，则认为该高压调节阀出现某种情况的故障波动，当达到预设个数的高压调节阀均出现故障波动时，则应尽可能短的时间内停运汽轮机，以防止高压调节阀再开启过程中汽轮机组有误触发安注信号的风险，避免更为严重的安注事件发生。

进一步地，所述在检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发，具体包括：

当检测到所述高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差大于预设差值时，判定所述高压调节阀的阀位出现异常波动；

当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

优选地，预设差值为10％。

需要说明的是，分别对每个高压调节阀进行检测，针对每个高压调节阀，判断其当前阀位与其接收到的调节指令中所指示的阀位存在的偏差，当偏差达到预设差值，一般设为10％时，则判定该高压调节阀的阀位出现异常波动，即该高压调节阀已出现某种情况的故障波动。在所有的高压调节阀中，若检测到有达到预设个数的高压调节阀出现故障波动，则触发跳机信号，在尽可能短的时间内停运汽轮机，以防止高压调节阀再开启过程中汽轮机组有误触发安注信号的风险，避免更为严重的安注事件发生。其中，预设个数可设为高压调节阀总个数的一半。例如，对于4个高压调节阀，在检测到2个高压调节阀出现故障波动时，触发跳机信号使汽轮机跳机。

进一步地，所述当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发，具体包括：

当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，延时预设时长后再触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

优选地，所述预设时长为50ms。

需要说明的是，本实施例通过控制器进行检测，为避免控制器在其计算周期内出现异常，如控制器意外切换等情况，对跳机信号进行延时处理，即在延长预设时长后再触发跳机信号。由于控制器的运算周期时间为40ms，高压调节阀的阀门全开时间最快为5s，因此一般设置延时时间为50ms，对于高压调节阀再开启来说50ms的短时间开度基本可忽略，同时核岛的流量和压力的动态变化过程亦需要时间，因此设置50ms的延时不会对误触发安注有影响。

进一步地，所述方法还包括：

在特殊工况下，对所触发的跳机信号进行屏蔽，以防止所述跳机信号误触发；所述特殊工况包括甩厂用电或甩空载。

需要说明的是，在一些特殊工况下，如在机组甩负荷至厂用电、甩负荷至空载过程中，在第一时间内由于转速的飞升将导致高压调节阀的调节指令中指示的阀位第一时间降至最小，而高压调节阀的动作响应需要时间，因此需要在如甩厂用电、甩负荷等过程中避免触发跳机信号使汽轮机停机，则对特殊工况加以限制，即在特殊工况下，通过组态方案临时屏蔽该跳机信号，保证不因特殊工况而误触发跳机。如图2所示，对甩厂用电和甩空载工况进行取非操作后，与其他工况进行与操作。在处于其他工况时，四个高压调节阀CV1、CV2、CV3、CV4的阀位与其指令中指示的阀位存在的偏差大于或等于10％，触发跳机信号，则延时50ms汽轮机跳机。在处于甩厂用电或甩空载工况时，触发跳机信号后，对跳机信号进行屏蔽，即不会触发汽轮机跳机。

进一步地，所述方法还包括：

实时记录每个所述高压调节阀的相关信号，以分析高压调节阀的阀位出现异常波动的原因；所述相关信号包括阀位信号、比例阀反馈信号和比例阀控制信号。

需要说明的是，为了查找出汽轮机高压调节阀波动问题的原因，通过记录仪充分记录高压调节阀的多个相关信号，如阀位信号、高压调节阀的比例阀的反馈信号和控制信号等，确保汽轮机再启动后能够通过记录的相关信号曲线分析出高压调节阀波动的可能原因并加以处理。在汽轮机高压调节阀波动后触发汽轮机停机，不会对高压阀门波动问题的原因分析产生影响，另外停机亦是问题的处理窗口，通过停机对核岛的影响会减小很多，不会造成较大的控制难题，亦不会造成其他非预期的影响。

在具体应用中，例如，某一汽轮机组核功率升至50％Pn的过程中，发生汽轮机高压进汽阀门波动的情况，3个阀门发生了波动，其中2个阀门波动到0％开度，触发跳机信号，触发汽轮机跳机。从阀门波动到汽轮机跳机，核岛相关参数响应正常，未引起核岛相关系统重要参数的波动，未引起核岛安注信号的误触发。另外，在整个汽轮机高压调节阀的波动过程中，由于提前通过记录仪对重要阀门相关信号进行了记录，相关数据记录对阀门波动问题的分析起到了至关重要的作用。通过最终对汽轮机高压进汽阀门波动问题原因的查找，在机组后续的再启动过程中，未再出现汽轮机高压调节阀门意外波动的情况。同时，在进行甩厂用电及甩空载试验过程中，通过逻辑组态对该跳机方式的屏蔽，亦避免增加误跳机的风险。

本发明实施例的高压调节阀的阀位在经过调节指令的调节后，调节指令未发生变化，而高压调节阀异常动作，即高压调节阀的阀位出现不规律的异常波动，且异常动作的高压调节阀的个数达到预设个数，则停运汽轮机，以防止高压调节阀再开启过程中机组有误触发安注信号的风险，避免更为严重的安注事件发生；将高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差与预设差值进行对比来判断高压调节阀是否有异常动作，提高异常动作判断的准确性，进而提高跳机信号触发的准确性，有效避免安注信号的误触发。

实施例二

本发明实施例提供了一种核电站防止核岛安注信号误触发的系统，能够执行实施例一所提供的核电站防止核岛安注信号误触发的方法的所有流程，参见图3，该系统包括：

指令调节模块1，用于在高功率平台下，分别向汽轮机的每个高压调节阀发送调节指令，以使每个所述高压调节阀进行阀位调节；

阀位检测模块2，用于实时检测每个所述高压调节阀的阀位；以及，

跳机触发模块3，用于当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

进一步地，所述跳机触发模块具体包括：

波动判定单元，用于当检测到所述高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差大于预设差值时，判定所述高压调节阀的阀位出现异常波动；以及，

跳机触发单元，用于当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

优选地，预设差值为10％。

进一步地，所述跳机触发模块具体包括：

延时单元，用于当检测到达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，延时预设时长后再触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

优选地，所述预设时长为50ms。

进一步地，所述系统还包括：

屏蔽模块，用于在特殊工况下，对所触发的跳机信号进行屏蔽，以防止所述跳机信号误触发；所述特殊工况包括甩厂用电或甩空载。

进一步地，所述系统还包括：

记录模块，用于实时记录每个所述高压调节阀的相关信号，以分析高压调节阀的阀位出现异常波动的原因；所述相关信号包括阀位信号、比例阀反馈信号和比例阀控制信号。

本发明实施例的高压调节阀的阀位在经过调节指令的调节后，调节指令未发生变化，而高压调节阀异常动作，即高压调节阀的阀位出现不规律的异常波动，且异常动作的高压调节阀的个数达到预设个数，则停运汽轮机，以防止高压调节阀再开启过程中机组有误触发安注信号的风险，避免更为严重的安注事件发生；将高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差与预设差值进行对比来判断高压调节阀是否有异常动作，提高异常动作判断的准确性，进而提高跳机信号触发的准确性，有效避免安注信号的误触发。

综上所述，本发明提出了一种核电站防止核岛安注信号误触发的方法及系统，其具有较好的实用效果：创新性的提出了有效的逻辑修改方案避免了安注信号的误触发，并且在逻辑方案中注意对细节的把握，同时逻辑组态修改方案并未对阀门波动原因的排查造成影响；提出一个针对核电机组的保护设置的新方向，将高压调节阀波动对机组的潜在影响进行展现，并引起了足够的重视；首次对汽轮机高压调节阀波动问题对核岛有误触发安注信号的问题进行了分析研究，并制定了针对阀门异常波动的行之有效的控制措施。

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 (8)

1.一种核电站防止核岛安注信号误触发的方法，其特征在于，包括：

在高功率平台下，分别向汽轮机的每个高压调节阀发送调节指令，以使每个所述高压调节阀进行阀位调节；

实时检测每个所述高压调节阀的阀位；

当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发；所述预设个数设为高压调节阀总个数的一半；

当检测到所述高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差大于预设差值时，判定所述高压调节阀的阀位出现异常波动。

2.如权利要求1所述的核电站防止核岛安注信号误触发的方法，其特征在于，所述当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发，具体包括：

当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，延时预设时长后再触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

3.如权利要求1所述的核电站防止核岛安注信号误触发的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在特殊工况下，对所触发的跳机信号进行屏蔽，以防止所述跳机信号误触发；所述特殊工况包括甩厂用电或甩空载。

4.如权利要求1所述的核电站防止核岛安注信号误触发的方法，其特征在于，所述方法还包括：

实时记录每个所述高压调节阀的相关信号，以分析高压调节阀的阀位出现异常波动的原因；所述相关信号包括阀位信号、比例阀反馈信号和比例阀控制信号。

5.一种核电站防止核岛安注信号误触发的系统，其特征在于，包括：

指令调节模块，用于在高功率平台下，分别向汽轮机的每个高压调节阀发送调节指令，以使每个所述高压调节阀进行阀位调节；

阀位检测模块，用于实时检测每个所述高压调节阀的阀位；以及，

跳机触发模块，所述跳机触发模块具体包括波动判定单元和跳机触发单元；

所述波动判定单元用于当检测到所述高压调节阀的当前阀位与其调节指令所指示的阀位之间的偏差大于预设差值时，判定所述高压调节阀的阀位出现异常波动；

所述跳机触发单元用于当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发；所述预设个数设为高压调节阀总个数的一半。

6.如权利要求5所述的核电站防止核岛安注信号误触发的系统，其特征在于，所述跳机触发模块还包括：

延时单元，用于当达到预设个数的高压调节阀的阀位出现异常波动时，延时预设时长后再触发跳机信号使所述汽轮机跳机，以防止核岛安注信号误触发。

7.如权利要求5所述的核电站防止核岛安注信号误触发的系统，其特征在于，所述系统还包括：

屏蔽模块，用于在特殊工况下，对所触发的跳机信号进行屏蔽，以防止所述跳机信号误触发；所述特殊工况包括甩厂用电或甩空载。

8.如权利要求5所述的核电站防止核岛安注信号误触发的系统，其特征在于，所述系统还包括：

记录模块，用于实时记录每个所述高压调节阀的相关信号，以分析高压调节阀的阀位出现异常波动的原因；所述相关信号包括阀位信号、比例阀反馈信号和比例阀控制信号。