CN111282336A - 核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法及控制系统，循环水过滤系统具有低速电机、中高速电机和控制平台；控制方法包括：实时检测鼓形滤网前后的水压差，以形成第一触发信号和第二触发信号，第一触发信号出现时，控制平台生成第一控制信号，使得低速电机启动、中高速电机停运；第二触发信号出现且其持续时间大于设定值B时，控制平台生成第二控制信号，使得中高速电机启动、低速电机停运；当第二控制信号生成后，如果第二触发信号消失，控制平台强制维持第二控制信号继续保持设定值为C的一段时间，以此避免中高速电机完全启动前控制平台发出启动低速电机的第一控制信号，从而确保只有一个电机对鼓形滤网进行驱动控制。

Description

核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及核电站循环水滤网控制技术领域，尤其涉及一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法及系统。

背景技术

核电站循环水过滤系统主要功能是为机组过滤海水，防止海生物入侵，过滤系统中一般设置2个冗余通道，每个通道分别具有一个鼓形滤网，目前陆上商业核动力堆的循环水过滤系统鼓形滤网控制一般采用3种不同转速的电机进行控制，分别为低速电机、中速电机和高速电机，其中中速电机和高速电机为同一组中高速电机提供，即中高速电机具有中速工作状态和高速工作状态，所以，鼓形滤网由一台低速电机和一台中高速电机驱动，任何工况下只允许一台电机对鼓形滤网进行驱动。为使得控制平台选择控制低速电机或中高速电机(启动时，选择以中速启动或以高速启动)，鼓形滤网设置有3套水位差压计，如图所示，当每套差压计的实测差压都小于定值1时，启动低速电机，当3套差压计中任一差压计仪表实测差压大于定值1且小于定值2时，鼓形滤网切换到中速电机进行控制；当3套差压计中任意2个差压计实测差压大于定值2且小于定值3时，鼓形滤网切换至高速运行状态，由高速电机进行控制。其中3个差压计任一个大于定值1信号经过前延时5s，目的是过滤到一些误动作信号，只有在大于定值1信号触发后且一直存在时间大于5s才会触发启动中高速电机指令，触发中高速电机启动信号存在过程中，同时触发低速电机停运。然而，在切换电机过程中，如果中高速电机处于非完全启动状态(启动过程中)，则无法对低速电机进行闭锁操作，因而上述控制方式存在如下问题：

当发生大于定值1信号触发后又很快消失的特殊工况下，首先会触发中高速电机启动，中高速电机启动信号会触发低速电机停运，由于中高速电机运行反馈建立需要时间，期间低速电机启动指令无法被闭锁(即可以启动低速电机)，同时也无法对中高速电机进行闭锁操作，因此存在低速电机和中高速电机同时运行的可能。两电机同时运行时，低速电机作为中高速电机的负载，影响中高速电机出力，20s后会触发中高速电机堵转保护而使中高速电机停运，现场手动复位前中高速电机均无法再次启动，这期间冷源设备可靠性无法得到保证，影响机组正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法，以避免由于驱动鼓形滤网的低速电机和中高速电机同时运行而造成核反应堆丧失冷源的事件发生。

本发明的另一目的是提供一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，以避免由于驱动鼓形滤网的低速电机和中高速电机同时运行而造成核反应堆丧失冷源的事件发生。

为了实现上述目的，本发明公开了一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法，所述循环水过滤系统具有一低速电机、一中高速电机和一控制平台，所述控制平台可交替控制所述低速电机和所述中高速电机中的其中一者处于工作状态，所述低速电机和所述高速电机分别用于驱动所述鼓形滤网处于不同的工作状态；所述控制方法包括：

实时检测所述鼓形滤网前后的水压差，当检测到所述水压差小于设定值A的第一触发信号时，所述控制平台生成第一控制信号，所述第一控制信号使得所述低速电机启动、所述中高速电机停运；当检测所述水压差大于或等于设定值A的第二触发信号，且所述第二触发信号持续时间大于设定值B时，所述控制平台生成第二控制信号，所述第二控制信号使得所述中高速电机启动、所述低速电机停运；所述第二控制信号生成后，当检测到所述第二触发信号消失时，所述控制平台强制维持所述第二控制信号继续保持设定值为C的一段时间，所述设定值C大于或等于所述中高速电机完全启动所需时间。

与现有技术相比，本发明核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法，实时检测鼓形滤网前后的水压差，并可生成小于设定值A的第一触发信号和大于或等于设定值A的第二触发信号，由第一触发信号生成的第一控制信号控制低速电机的运行和中高速电机的闭锁，由第二触发信号生成的第二控制信号控制中高速电机的运行和低速电机的闭锁，且通过水压差变动信号持续时间设定值B实现了对误触发信号的屏蔽，另外，当第二控制信号出现后，如果第二触发信号消失，控制平台继续控制第二控制信号持续作用一段时间(设定值C)，从而避免因第二触发信号作用时间过短而造成中高速电机未完全启动状态下不能对低速电机进行闭锁，进而造成低速电机和中高速电机同时启动的状态发生，从而确保在同一时间段中只有一个电机对鼓形滤网进行驱动控制，避免因低速电机和中高速电机同时运行造成核反应堆丧失冷源的事件发生。

较佳地，所述中高速电机为变频电机，所述设定值C为3s。

较佳地，当所述水压差大于或等于设定值A、小于设定值D时，所述中高速电机以中速状态运行，当所述水压差大于或等于设定值D时，所述中高速电机以高速状态运行。

较佳地，检测所述中高速电机是否发生故障，当检测到所述中高速电机发生故障时，所述控制平台恒以第一控制信号执行控制指令。

本发明还公开一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，其包括低速电机、中高速电机、控制平台、检测装置、第一延时计时器和第二延时计时器，所述第一延时计时器具有溢出设定值B，所述第二延时计时器具有溢出设定值T+C，所述低速电机和所述高速电机分别用于驱动所述鼓形滤网处于不同的工作状态，所述控制平台可交替控制所述低速电机和所述中高速电机中的其中一者处于工作状态，所述检测装置用于实时检测所述鼓形滤网前后的水压差，当所述检测装置检测到所述水压差小于设定值A这一第一触发信号时，所述控制平台中生成第一控制信号，所述第一控制信号使得所述低速电机启动、所述中高速电机停运；当所述检测装置检测到所述水压差大于或等于设定值A这一第二触发信号时，所述第一延时计时器启动，当所述第一延时计时器溢出时，所述控制平台生成第二控制信号，所述第二控制信号使得所述中高速电机启动、所述低速电机停运；当所述第二控制信号生成后，所述第二延时计时器启动，所述控制平台检测所述第二延时计时器是否溢出，如果否，所述控制平台强制维持所述第二控制信号持续存在；其中C为大于或等于所述中高速电机完全启动所需的一固定时间，T为所述第二触发信号的持续时间与B的差值。

较佳地，所述中高速电机为变频电机，所述设定值C为3s。

较佳地，所述控制平台还可根据所述检测装置的反馈调整所述中高速电机处于中速工作状态或高速工作状态。

较佳地，还包括故障检测模块，所述故障检测模块用于检测所述中高速电机是否发生故障，当所述故障检测模块检测到所述中高速电机发生故障时，所述控制平台恒以所述第一控制信号执行控制指令。

另外，本发明还公开一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，其包括：

一个或多个处理器；

存储器；

以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法的指令。

再者，本发明还公开一种计算机可读存储介质，其包括计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如上所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法。

附图说明

图1为本发明实施例控制系统的控制原理结构示意图。

图2为本发明实施例控制系统的控制流程示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1和图2，本发明公开了一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，以根据当前水压环境状态对核电站中循环水过滤系统中的鼓形滤网14进行自动控制，从而合理调整鼓形滤网14的工作状态。控制系统包括低速电机12、中高速电机13、控制平台10、检测装置11、第一延时计时器15和第二延时计时器16，其中低速电机12、中高速电机和控制平台10(DCS系统)属于循环水过滤系统的标配设置。低速电机12为核级设备，安全系数高，用于驱动鼓形滤网14以常规效率进行过滤工作。中高速电机13为非核级设备，安全系数相对低，用于驱动鼓形滤网14以较高效率进行过滤工作。第一延时计时器15具有溢出设定值B，第二延时计时器16具有溢出设定值T+C。控制平台10可交替控制低速电机12和中高速电机13中的其中一者处于工作状态，检测装置11用于实时检测鼓形滤网14前后的水压差，当检测装置11检测到水压差小于设定值A的这第一触发信号时，控制平台10中生成第一控制信号，第一控制信号使得低速电机12启动、中高速电机13停运；当检测装置11检测到水压差大于或等于设定值A的这第二触发信号时，第一延时计时器15启动，当第一延时计时器15溢出时，控制平台10生成第二控制信号，第二控制信号使得中高速电机13启动、低速电机12停运。而且，当第二控制信号生成后，第二延时计时器16启动，然后控制平台10检测第二延时计时器16是否溢出，如果否，控制平台10强制维持第二控制信号持续存在。其中，C为大于或等于中高速电机13完全启动所需的一固定时间，T为第二触发信号的持续时间与B的差值，所以，本实施例中，第一延时计时器15的溢出值为固定值B，第二延时计时器16的溢出值包括两部分，其中一部分为固定值C，另外一部分为变动值T，通过第二延时计时器16的设置，使得第二控制信号在第二触发信号消失后继续保持设定值为C的一段时间。本实施例中，检测装置11包括三套设置在鼓形滤网14中的差压计，三套差压计实时将检测到的水压差数据反馈给控制平台10，任一差压计反馈的水压差信号大于设定值A时，第一延时计时器15即开始计时。

上述控制系统的工作过程为：

如图1和图2，控制平台10通过三套差压计实时检测鼓形滤网14前后的水压差δP，然后判断δP是否大于或等于设定值A，如果否，此时的水压差δP被判定为第一触发信号，控制平台10根据该第一触发信号生成第一控制信号，第一控制信号使得低速电机12启动、中高速电机13停运；如果是，此时的水压差δP被判定为第二触发信号，当第二触发信号出现时，第一延时计时器15启动，开始计时，当计时T1大于设定值B时，第一延时计时器15溢出，控制平台10生成第二控制信号，第二控制信号生成后，使得中高速电机13启动、低速电机12停运，从而开始切换中高速电机13。当第二控制信号生成后，第二延时计时器16启动，开始计时，由于第二延时计时器的溢出值与第二触发信号的持续时间相关，因此，第二触发信号存在期间，第二延时计时器16一直不溢出，当控制平台检测到第二触发信号消失时，第二延时计时器的溢出值中的T被确定，此时，T＝T0-B，其中，T0为第二触发信号从出现到消失这一段的时间值，T0>B，然后检测第二延时计时器16的计时T2是否大于T+C，如果是，第二延时计时器16溢出，重新开始检测控制平台10中的水压差δP，如果否，控制平台10强制维持第二控制信号的持续存在。因此，第二控制信号一旦生成，无论水压差δP如何变化，至少维持第二控制信号的持续时间为设定值C，从而使得切换电机时，只有在中高速电机13完全启动后，控制平台10才可能发出启动低速电机12的第一控制信号。由此可知，通过水压差变动信号持续时间设定值B实现了对误触发信号的屏蔽，另外，通过对第二控制信号的强制额外持续时间设定值C的设置，避免因第二触发信号作用时间过短而造成中高速电机13未完全启动状态下不能对低速电机12进行闭锁，进而造成低速电机12和中高速电机13同时启动的状态发生，从而确保在同一时间段中只有一个电机对鼓形滤网14进行驱动控制，避免因低速电机12和中高速电机13同时运行造成核反应堆丧失冷源的事件发生。

下面以一具体实例详细说明上述控制系统可避免两电机同时启动的工作原理：

本实施例中，第一延时计时器15的溢出设定值B为5s，中高速电机13为变频电机，中高速电机13正常运行时最大允许工作频率为23Hz，变频器由0Hz达到最大允许工作频率需2.3s，再叠加安全级DCS系统响应时间要求值0.2s，中高速电机13完全启动至少需要2.5s，因此第二延时计时器16的溢出设定值中的C为3s。DCS系统检测到水压差δP出现大于设定值A的第二触发信号发生，且该第二触发信号的持续时间为5.2s，然后压差信号恢复正常，也即第二触发信号消失，那么除去第一延时计时器15的5s前延时，按照传统控制方式，该第二触发信号的实际作用时间仅为0.2s，使得控制平台10生成第二控制信号的持续时间为0.2s，第二控制信号控制启动中高速电机13、停运低速电机12，但是0.2s内中高速电机13并不能完全启动。在本发明中，由于第二延时计时器16的作用，第二控制信号消失后，第二控制信号持续作用3s，使得DCS系统中的第二控制信号的实际作用时间为3.2s，这一时间大于中高速电机13的启动时间2.5s，因此可完全支持中高速电机13完成启动，此时虽然压差恢复正常，但第二控制信号一直存在，低速电机12启动指令被闭锁，从而有效避免低速电机12和中高速电机13同时运行。当第二延时计时器16溢出后，如果压差信号仍然处于正常状态，由于此时中高速电机13已经完成启动，DCS系统在发出启动低速电机12指令的同时，可对中高速电机13执行闭锁操作。

进一步地，控制平台10还可根据检测装置11的反馈调整中高速电机13处于中速工作状态或高速工作状态，即：当水压差δP大于或等于设定值A且小于设定值D时，中高速电机13以中速状态运行，当水压差δP大于或等于设定值D时，中高速电机13以高速状态运行，从而合理调整中高速电机13的工作状态。

另外，请结合参阅图1和图2，为增加循环水过滤系统的可用性，本发明控制系统还包括故障检测模块17，故障检测模块17用于检测中高速电机13是否发生故障，当故障检测模块17检测到中高速电机13发生故障时，控制平台10恒以第一控制信号执行控制指令。本实施例中，当中高速电机13出现故障时，无论差压信号如何变化均可使得低速电机12处于运行状态，从而降低鼓形滤网14全停风险，提高循环水系统的可用性，为检修提供时间，保证核动力堆的最终冷源可用性。

本发明还公开一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网,的控制系统，其包括一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置成由一个或多个处理器执行，程序包括用于执行如上的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统之控制方法的指令。

一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序，计算机程序可被处理器执行以完成如上的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统之控制方法。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法，所述循环水过滤系统具有一低速电机、一中高速电机和一控制平台，所述控制平台可交替控制所述低速电机和所述中高速电机中的其中一者处于工作状态，所述低速电机和所述高速电机分别用于驱动所述鼓形滤网处于不同的工作状态；其特征在于，所述控制方法包括：

实时检测所述鼓形滤网前后的水压差，当检测到所述水压差小于设定值A的第一触发信号时，所述控制平台生成第一控制信号，所述第一控制信号使得所述低速电机启动、所述中高速电机停运；当检测所述水压差大于或等于设定值A的第二触发信号，且所述第二触发信号持续时间大于设定值B时，所述控制平台生成第二控制信号，所述第二控制信号使得所述中高速电机启动、所述低速电机停运；所述第二控制信号生成后，当检测到所述第二触发信号消失时，所述控制平台强制维持所述第二控制信号继续保持设定值为C的一段时间，所述设定值C大于或等于所述中高速电机完全启动所需时间。

2.根据权利要求1所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法，其特征在于，所述中高速电机为变频电机，所述设定值C为3s。

3.根据权利要求1所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法，其特征在于，当所述水压差大于或等于设定值A、小于设定值D时，所述中高速电机以中速状态运行，当所述水压差大于或等于设定值D时，所述中高速电机以高速状态运行。

4.根据权利要求1所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法，其特征在于，检测所述中高速电机是否发生故障，当检测到所述中高速电机发生故障时，所述控制平台恒以第一控制信号执行控制指令。

5.一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，其特征在于，包括低速电机、中高速电机、控制平台、检测装置、第一延时计时器和第二延时计时器，所述第一延时计时器具有溢出设定值B，所述第二延时计时器具有溢出设定值T+C，所述低速电机和所述高速电机分别用于驱动所述鼓形滤网处于不同的工作状态，所述控制平台可交替控制所述低速电机和所述中高速电机中的其中一者处于工作状态，所述检测装置用于实时检测所述鼓形滤网前后的水压差，当所述检测装置检测到所述水压差小于设定值A这一第一触发信号时，所述控制平台中生成第一控制信号，所述第一控制信号使得所述低速电机启动、所述中高速电机停运；当所述检测装置检测到所述水压差大于或等于设定值A这一第二触发信号时，所述第一延时计时器启动，当所述第一延时计时器溢出时，所述控制平台生成第二控制信号，所述第二控制信号使得所述中高速电机启动、所述低速电机停运；当所述第二控制信号生成后，所述第二延时计时器启动，所述控制平台检测所述第二延时计时器是否溢出，如果否，所述控制平台强制维持所述第二控制信号持续存在；其中C为大于或等于所述中高速电机完全启动所需的一固定时间，T为所述第二触发信号的持续时间与B的差值。

6.根据权利要求5所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，其特征在于，所述中高速电机为变频电机，所述设定值C为3s。

7.根据权利要求5所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，其特征在于，所述控制平台还可根据所述检测装置的反馈调整所述中高速电机处于中速工作状态或高速工作状态。

8.根据权利要求5所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，其特征在于，还包括故障检测模块，所述故障检测模块用于检测所述中高速电机是否发生故障，当所述故障检测模块检测到所述中高速电机发生故障时，所述控制平台恒以所述第一控制信号执行控制指令。

9.一种核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制系统，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器；

以及一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权力要求1至4任一项所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法的指令。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成如权力要求1至4任一项所述的核电站循环水过滤系统中鼓形滤网的控制方法。

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