CN111930160B - 核电站的核反应堆平均温度的控制方法和控制装置 - Google Patents

核电站的核反应堆平均温度的控制方法和控制装置 Download PDF

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CN111930160B CN202010680643.0A CN202010680643A CN111930160B CN 111930160 B CN111930160 B CN 111930160B CN 202010680643 A CN202010680643 A CN 202010680643A CN 111930160 B CN111930160 B CN 111930160B
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Abstract

本发明属于核电站反应堆控制系统技术领域，提供一种核电站的核反应堆平均温度的控制方法和控制装置，其中，控制方法通过引入核反应堆堆外的多个核功率信号的最大核功率值，并根据汽机的最大功率值和该最大核功率值产生温度修正信号，将该温度修正信号结合到平均温度整定值和平均温度最大值中，以共同调节控制棒，从而实现了在平均温度整定值和所述平均温度最大值调节核反应堆的平均温度的基础上，增加温度修正信号以共同调节控制棒，即实现了根据汽机吸收的功率与核反应堆产生的功率之间的差值变化来调整平均温度，解决了传统的核反应堆平均温度的控制方法中由于仅由平均温度整定值和所述平均温度最大值来调节而存在调节滞后性的问题。

Description

核电站的核反应堆平均温度的控制方法和控制装置
技术领域
本申请属于核电站反应堆控制系统技术领域，尤其涉及一种核电站的核反应堆平均温度的控制方法和控制装置。
背景技术
目前，传统的核电站的核反应堆的平均温度调节系统一般为全闭环控制，即仅当平均温度整定值和平均温度最大值有偏差时调节控制棒，使平均温度与平均温度整定值相等，但是这种方式存在滞后性，例如，无法根据汽机吸收的功率与核反应堆产生的功率之间的差值变化来调整平均温度。
因此，传统的核电站的核反应堆平均温度的控制方法中存在调节滞后性的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种核电站的核反应堆平均温度的控制方法和控制装置，旨在解决传统的核电站的核反应堆平均温度的控制方法中存在调节滞后性的问题。
本申请实施例的第一方面提了一种核电站的核反应堆平均温度的控制方法，包括：
获取核反应堆所驱动的汽机的最大功率值，并根据所述最大功率值确定平均温度整定值；
采集并确定所述核反应堆的平均温度最大值；
采集核反应堆堆外的多个核功率信号，确定各所述核功率信号中的最大功率值并输出为最大核功率值；
基于所述汽机的最大功率值和所述最大核功率值，产生温度修正信号；
根据所述平均温度整定值、所述平均温度最大值以及温度修正信号调节控制棒，以使核反应堆的平均温度等于所述平均温度整定值。
本申请实施例的第二方面提了一种核电站的核反应堆平均温度的控制装置，包括：
平均温度整定电路，用于获取核反应堆所驱动的汽机的最大功率值，并根据所述最大功率值确定平均温度整定值；
温度采集电路，用于采集并确定所述核反应堆的平均温度最大值；
多级比较电路，用于采集核反应堆堆外的多个核功率信号，确定各所述核功率信号中的最大功率值并输出为最大核功率值；
开环控制电路，用于根据所述汽机的最大功率值和所述最大核功率值，产生温度修正信号；
控制电路，用于根据所述平均温度整定值、所述平均温度最大值以及温度修正信号调节控制棒，以使核反应堆的平均温度等于所述平均温度整定值。
上述的核电站的核反应堆平均温度的控制方法，通过引入核反应堆堆外的多个核功率信号的最大核功率值，并根据汽机的最大功率值和该最大核功率值产生温度修正信号，将该温度修正信号结合到平均温度整定值和平均温度最大值中，以共同调节控制棒，从而实现了在平均温度整定值和所述平均温度最大值形成闭环调节核反应堆的平均温度的基础上，增加由汽机的最大功率值和该最大核功率值产生的温度修正信号进一步对控制棒的调节，即实现了根据汽机吸收的功率与核反应堆产生的功率之间的差值变化来调整平均温度，解决了传统的核反应堆平均温度的控制方法中由于仅由平均温度整定值和所述平均温度最大值来调节而存在调节滞后性的问题。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的核电站的核反应堆平均温度的控制方法的具体流程图；
图2为图1所示的控制方法的步骤S200的具体流程图；
图3为图1所示的控制方法的步骤S400的具体流程图；
图4为图3所示的控制方法的步骤S400的另一具体流程图；
图5为图1所示的控制方法的步骤S500的具体流程图；
图6为本申请一实施例提供的核电站的核反应堆平均温度的控制装置的电路示意图；
图7为图1所示的控制装置中多级比较电路的比较子电路的示例电路原理图；
图8为图7所示的比较子电路的开关电路的示例电路原理图；
图9为本申请一实施例提供的核反应堆平均温度的控制装置的另一电路示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
图1示出了本申请实施例的第一方面提供的核电站的核反应堆平均温度的控制方法的具体流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
步骤S100：获取核反应堆所驱动的汽机的最大功率值，并根据最大功率值确定平均温度整定值；
应理解，汽机为汽轮机发电机，其中，汽轮机用于将把核反应堆的冷却回路中的热量转换成机械能，发电机用于将机械能转换为电能。最大功率值为汽机负荷和汽机功率整定值中的最大值。
步骤S200：采集并确定核反应堆的平均温度最大值；
应理解，可以通过在核反应堆的多处设置温度传感器等器件来采集核反应堆的温度，并通过将核反应堆的各个温度回传到上位机、移动终端、云服务器等计算平均温度；通过对核反应堆进行多次采集和分析，得到平均温度最大值。
可选的，还可以将平均温度最大值以固定比例进行放大，从而使得平均温度最大值可以识别到，平均温度最大值的放大比例与平均温度整定值的放大比例相适应。
步骤S300：采集核反应堆堆外的多个核功率信号，确定各核功率信号中的最大功率值并输出为最大核功率值；
应理解，可以通过多级比较电路，从多个核功率信号中选出最大核功率值。
步骤S400：基于汽机的最大功率值和最大核功率值，产生温度修正信号；
应理解，汽机的最大功率值表征核反应堆被汽机所吸收的功率；最大核功率值表征核反应堆所产生的功率。可以通过最大核功率值与汽机的最大功率值的差值，判定核反应堆的功率的产生和吸收间的平衡变化。
步骤S500：根据平均温度整定值、平均温度最大值以及温度修正信号调节控制棒，以使核反应堆的平均温度等于平均温度整定值。
应理解，即平均温度整定值、平均温度最大值作为闭环，温度修正信号作为一个开环控制信号加入到闭环控制中，从而共同调节控制棒，以使核反应堆的平均温度等于平均温度整定值。
本实施例中的核电站的核反应堆平均温度的控制方法，通过引入核反应堆堆外的多个核功率信号的最大核功率值，并根据汽机的最大功率值和该最大核功率值产生温度修正信号，将该温度修正信号结合到平均温度整定值和平均温度最大值中，以共同调节控制棒，从而实现了在平均温度整定值和平均温度最大值形成闭环调节核反应堆的平均温度的基础上，增加由汽机的最大功率值和该最大核功率值产生的温度修正信号进一步对控制棒的调节，即实现了根据汽机吸收的功率与核反应堆产生的功率之间的差值变化来调整平均温度，解决了传统的核电站的核反应堆平均温度的控制方法中由于仅由平均温度整定值和平均温度最大值来调节而存在调节滞后性的问题。
可选的，请参阅图2，在一个实施例中，步骤S200包括：
步骤S210：在核反应堆设置多个温度采集点；
应理解，多个温度采集点可以由计算机程序依据核反应堆的整体布局生成。各个温度采集点设置温度传感器。
步骤S220：基于各温度采集点的温度，计算核反应堆的平均温度；
应理解，平均温度为所有的温度采集点的温度的平均值。
步骤S230：按预设频率多次采集并计算各温度采集点的平均温度，以确定核反应堆的平均温度最大值。
应理解，即通过多次采集和计算以得到核反应堆的多个平均温度，并在各个平均温度中选择出最大值，最为平均温度最大值。
本实施例中，通过在核反应堆设置多个温度采集点，并按预设频率多次采集并计算各温度采集点的平均温度，以确定核反应堆的平均温度最大值，从而使得所确定的平均温度最大值能够准确的反映核反应堆实际运行中的最大温度。
可选的，在一个实施例中，请参阅图3，步骤S400包括：
步骤S410：将汽机的最大功率值和最大核功率值进行比较，基于比较结果产生功率失配信号；
应理解，最大核功率值和汽机的最大功率值的差值为功率失配信号。若最大核功率值大于汽机的最大功率值，说明汽机吸收的功率低于核反应堆产生的功率，即表征核反应堆的堆芯温度将上升；反之，则说明汽机吸收的功率高于核反应堆产生的功率，即表征核反应堆的堆芯温度将下降。因此，功率失配信号同时代表了温度调节系统的前馈信号，可在核反应堆温度发生真实变化前(由于水的热容较大，温度变化较慢)提前引入干预，从而使得核反应堆平均温度的调节更为及时，在平均温度变化前及时将平均温度保持在整定值内，避免出现由于核反应堆的平均温度过高或过低而导致核反应堆故障的问题。
步骤S420：计算功率失配信号在预设时长内的变化率，并由此产生功率失配变化率信号；
应理解，可以通过微分器将功率失配信号转换为功率失配变化率信号。功率失配变化率信号为最大核功率值和汽机的最大功率值的差值的变化率，即表征平均温度的变化率。
步骤S430：将功率失配变化率信号与额定功率失配变化率比较，并基于比较结果将功率失配变换率信号转换第一温度补偿信号，第一温度补偿信号为温度修正信号。
可选的，当功率失配变化率信号小于额定功率失配变化率的差值时，第一温度补偿信号用于控制控制棒下降；当功率失配变化率信号大于额定功率失配变化率的差值时，第一温度补偿信号用于控制控制棒上升。例如，第一温度补偿信号的公式如下，标定第一温度补偿信号为T1，功率失配变化率信号为△P，额定功率失配变化率为△P’，其中：
T1＝0.34*△P’，-1％△P’<△P<1％△P’；
T1＝0.83*△P’-0.49，△P>1％△P’；
T1＝0.83*△P’+0.49，△P<-1％△P’。
在一个实施例中，请参阅图4，步骤S400还包括：
步骤S440：将汽机的最大功率值与预设功率值比较，并基于比较结果产生第二温度补偿信号；
可选的，当汽机的最大功率值等于或大于预设功率值时，第二温度补偿信号较低，即表征第二温度补偿信号对平均温度的调节度较低；当汽机的最大功率值小于预设功率值时，第二温度补偿信号较高，即表征第二温度补偿信号对平均温度的调节度较高。第二温度补偿信号可以与汽机的最大功率值成反比例关系，例如，第二温度补偿信号的公式如下，标定第二温度补偿信号为T2，最大功率值为P2，预设功率值为P2’：
T2＝4，0<P2<25％P2’；
T2＝100/P2，25％P2’<P2<100％P2’；
T2＝1，100％P2’<P2<120％P2’。
步骤S450：将第一温度补偿信号和第二温度补偿信号相乘，并输出为温度修正信号。
应理解，可以通过乘法器计算第一温度补偿信号和第二温度补偿信号以得出温度修正信号。温度修正信号表征第一温度补偿信号与第二温度补偿信号对核反应堆的平均温度的共同调节。
可选的，请参阅图5，步骤S500具体包括：
步骤S510：接收所述平均温度整定值、平均温度最大值以及温度修正信号；
应理解，可将平均温度整定值作为输入量、平均温度最大值作为闭环反馈信号，平均温度整定值和平均温度最大值形成闭环；温度修正信号作为开环控制信号加入到闭环中以调节控制棒；
步骤S520：计算平均温度整定值与平均温度最大值的差值为第一差值；
步骤S530：基于第一差值与温度修正信号的差值，确定偏差信号；
步骤S540：根据偏差信号调节控制棒的高度和转速，以使核反应堆的平均温度等于平均温度整定值。
具体的，步骤S540可以为：当偏差信号在第一差值范围内时，控制控制棒维持当前高度和转速；当偏差信号不在第一差值范围内，判断偏差信号的正负值和偏差信号的绝对值与第一阈值的大小；当偏差信号为正值且偏差信号的绝对值小于第一阈值时，控制控制棒以第一转速上升；当偏差信号为正值且偏差信号的绝对值大于第一阈值时，控制控制棒以第二转速上升，第二转速大于第一转速；当偏差信号为负值且偏差信号的数值绝对值小于第一阈值时，控制控制棒以第一转速下降；当偏差信号为负值且偏差信号的数值绝对值大于第一阈值时，控制控制棒以第二转速下降。
应理解，第一差值范围为核反应堆的回环偏差，即死区，本实施例中通过当偏差信号在第一差值范围内时，控制控制棒维持当前高度和转速，从而避免控制棒频繁移动。例如第一差值范围可以为-0.56～+0.83℃，第一阈值可以可以为1.73℃，第一转速可以为均速8步/min，第二转速可以为8步/min到72步/min之内线性变化的变速。
核电站的核反应堆平均温度的控制方法还包括：当核反应堆处于试验期间时，断开温度修正信号的输入，根据平均温度整定值和平均温度最大值调节控制棒。
请参阅图6，本申请实施例的第二方面提供了一种核电站的核反应堆平均温度的控制装置10，包括平均温度整定电路100、温度采集电路200、多级比较电路300、开环控制电路400以及控制电路500；平均温度整定电路100用于获取核反应堆所驱动的汽机20的最大功率值，并根据最大功率值确定平均温度整定值；温度采集电路200用于采集并确定核反应堆的平均温度最大值；多级比较电路300用于采集核反应堆堆外的多个核功率信号，确定各核功率信号中的最大功率值并输出为最大核功率值；开环控制电路400用于根据汽机20的最大功率值和最大核功率值，产生温度修正信号；控制电路500用于根据平均温度整定值、平均温度最大值以及温度修正信号调节控制棒30，以使核反应堆的平均温度等于平均温度整定值。
应理解，平均温度整定电路100可以由函数发生器构成，平均温度整定电路100根据汽机20的最大功率值整定核反应堆的平均温度整定值。可选的，平均温度整定电路100的整定公式可以为：Tref(℃)＝0.186(℃/％FP)*P2(％FP)+291.4℃，其中，Tref为平均温度整定值，P2为汽机20的最大功率值，％FP为汽机20的最大功率值与额定功率值的比值。
应理解，温度采集电路200可以由多个温度传感器、平均值计算电路和比较电路构成，通过多个温度传感器采集核反应堆的多点温度，并通过平均值计算电路计算多点的温度的平均值，从而得到核反应堆的平均温度，在通过比较电路比较多个平均温度值从而选出最大的平均温度作为平均温度最大值。
在一个实施例中，当多个核功率信号为M个，多级比较电路300为N级比较电路，多级比较电路300包括M-1个比较子电路310，第一级的比较电路包括M/2个比较子电路310，第N级的比较电路包括一个比较子电路310；第L级的比较电路中的比较子电路310分别用于接入两个核功率信号，并输出最大的核功率信号到第L+1级的比较电路中的比较子电路310的输入端，第N级的比较电路输出的核功率信号为核功率最大值；其中，M为偶数，N为自然数，2N-1＜M≤2N，L为自然数且1≤L≤N。
例如，当M＝4时，则N＝2，M-1＝3，即多个核功率信号的数量为4，多级比较电路300为2级比较电路，多级比较电路300包括3个比较子电路；标定4个核功率信号分别为第一核功率信号、第二核功率信号、第三核功率信号以及第四核功率信号，标定3个比较子电路分别为第一比较子电路、第二比较子电路以及第三比较子电路，其中，第一级的比较电路包括第一比较子电路和第二比较子电路，第二级的比较电路包括第三比较子电路，第一比较子电路的两个输入端分别接入第一核功率信号和第二核功率信号，第二比较子电路的两个输入端分别接入第三核功率信号和第四核功率信号，第三比较子电路的两个输入端分别和第一比较子电路的输出端和第二比较子电路的输出端连接。
请参阅图7，在一个实施例中，多个核功率信号包括第一核功率信号和第二核功率信号，比较子电路310包括：反相器311、第一比较器312以及开关电路313；反相器311用于接入第一核功率信号；第一比较器312的正相输入端和反相器311的输出端连接，第一比较器312的正相输入端还用于接入第二核功率信号，开关电路313的控制端和第一比较器312的输出端连接，开关电路313的第一输入分端接入第一核功率信号，开关电路313的第二输入分端接入第二核功率信号，开关电路313的输出端和另一比较子电路的输入端连接；反相器311用于反相输出第一核功率信号；第一比较器312用于根据第一核功率信号和第二核功率信号的差值输出第一控制电平；开关电路313用于在第一控制电平的控制下，闭合第一输入分端和开关电路313的输出端的连接，或闭合第二输入分端和开关电路313的输出端的连接。
应理解，本实施例中的比较子电路310，通过采用反相器311、第一比较器312以及开关电路313，实现了对所接入的核功率信号的比较，并基于比较结果输出最大的核功率信号，且反相器311和第一比较器312的比较结果仅对开关电路313起通断控制作用，开关电路313的输入端所接入的信号为原始的核功率信号，从而使得开关电路313所输出最大的核功率信号与反相器311所接入的核功率信号为同一信号，即开关电路313所输出的核功率信号为无损输出，从而使得比较结果更为准确。
请参阅图8，在一个实施例中，开关电路313包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一开关管Q1以及第一继电器J1，第一电阻R1的第一端和第一比较器312的输出端连接，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端共接于第一开关管Q1的控制端，第二电阻R2的第二端和第一开关管Q1的低电位端接地，第一开关管Q1的高电位端和第一继电器J1的线圈JI-X的第一端连接，线圈的第二端接于电源，第一继电器J1的常闭辅助触点JI-K1的第一端接入第一核功率信号，第一继电器J1的常开辅助触点JI-K2的第一端接入第二核功率信号，第一继电器J1的常闭辅助触点JI-K1的第二端和第一继电器J1的常开辅助触点JI-K2的第二端共接于另一比较子电路的输入端。
应理解，第一开关管Q1可以为三极管、MOS管等开关管。比较子电路310的其中一种工作过程如下，记第一核功率信号为P11，第一核功率信号为P12，：
1、反相器311接入第一核功率信号为P11，并输出为-P11；
2、第一比较器312的正相输入端接入第二核功率信号P12和-P11，即第一比较器312的正相输入端接入的为第二核功率信号P12与第一核功率信号为P11的差值，即P12-P11；
3、设定第一比较器312的负相输入端接入的参考值为0，此时第一比较器312判断P12-P11与0的大小，当P12-P11大于0时，第一比较器312输出的第一控制电平为高电平；当P12-P11小于0时，第一比较器312输出的第一控制电平为低电平；
4、当第一比较器312输出的第一控制电平为高电平，第一开关管Q1导通，第一继电器J1的线圈JI-X得电，第一继电器J1的常开辅助触点JI-K2闭合，此时开关电路313输出第二核功率信号P12为最大值；
5、当第一比较器312输出的第一控制电平为低电平，第一开关管Q1截止，第一继电器J1的线圈JI-X失电，第一继电器J1的常闭辅助触点JI-K1闭合，此时开关电路313输出第一核功率信号P11为最大值。
在一个实施例中，开环控制电路400包括：第一加法器、微分器以及第一函数发生器，第一加法器用于接入汽机20的最大功率值和最大核功率值，第一加法器的输出端和微分器的输入端连接，微分器的输出端和第一函数发生器连接；第一加法器用于基于汽机20的最大功率值和最大核功率值的差值，确定功率失配信号；微分器用于计算功率失配信号在预设时长内的变化率，并输出为功率失配变化率信号；第一函数发生器用于将功率失配变化率信号与额定功率失配变化率比较，基于比较结果将功率失配变换率信号转换第一温度补偿信号。
本实施例中的开环控制电路400，通过采用第一加法器、微分器和第一函数发生器，实现了将最大功率值和最大核功率值的差值转换为对应的第一温度补偿信号，从而实现对核反应堆的平均温度的前馈干预，使得可以控制电路500可以根据核反应堆所产生的功率和被吸收的功率之间的差值变化来及时对控制棒30进行调节。
在一个实施例中，开环控制电路400还包括：第二函数发生器和乘法器；第二函数发生器用于接入汽机20的最大功率值，乘法器的输入端与第一函数发生器和第二函数发生器连接，乘法器的输出端和控制电路500连接；第二函数发生器用于根据汽机20的最大功率值与预设功率值的差值产生第二温度补偿信号；乘法器用于计算第一温度补偿信号和第二温度补偿信号的乘积，并输出为温度修正信号。
请参阅图9，在一个实施例中，控制装置10还包括：辅助比较电路600和检测电路700，检测电路700的输入端与多级比较电路300和辅助比较电路600连接，检测电路700的输出端和开环控制电路400连接；辅助比较电路600用于采集核反应堆堆外的多个核功率信号，确定各核功率信号中的最大功率值并输出为最大核功率值；检测电路700用于输出多级比较电路300输出的最大核功率值或辅助比较电路600输出的最大核功率值到开环控制电路400。
在一个实施例中，检测电路700包括：第二比较器、第二开关管以及第二继电器，第二比较器的输入端与多级比较电路300和辅助比较电路600连接，第二比较器的输出端和第二开关管的控制端连接，第二开关管的高电位端和第二继电器的线圈的第一端连接，第二继电器的线圈的第二端接地，第二继电器的常开辅助触点的第一端和多级比较电路300的输出端连接，第二继电器的常闭辅助触点的第一端和辅助比较电路600的输出端连接，第二继电器的常开辅助触点的第二端和第二继电器的常开辅助触点的第二端共接于开环控制电路400的输入端。
可选的，检测电路700还用于比较多级比较电路300输出的最大核功率值和辅助比较电路600输出的最大核功率值，并基于比较结果判断多级比较电路300或辅助比较电路600是否故障并发出指示。检测电路700还包括比较器、由比较器的输出控制并与报警器和指示灯连接的继电器，当比较器判断多级比较电路300和辅助比较电路600所输出的最大核功率值不一致时，继电器闭合报警器与电源的连接，且闭合指示灯与电源的连接，此时，报警器和指示灯作出故障报警。
可选的，控制装置10还包括滤波电路，滤波电路串联接于检测电路700和开环控制电路400之间，滤波电路用于将最大核功率值传输到开环控制电路400。
可选的，滤波电路可以由RC积分器或有源滤波电路构成，滤波电路用于滤除电路杂波干扰，从而避免最大核功率值的波形失真。
在一个实施例中，控制装置10还包括选择开关，选择开关串联接于开环控制电路400和控制电路500之间，选择开关用于闭合或断开开环控制电路400和控制电路500的连接。
应理解，选择开关可以为机械开关、模拟开关或者电子开关等。当控制电路不需要根据温度修正信号来调整控制棒或者开环控制电路故障时，即可通过选择开关将开环控制电路和控制电路之间的连接切断，使得控制电路仅需根据平均温度整定值和平均温度最大值来调整控制棒。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种核电站的核反应堆平均温度的控制方法，其特征在于，包括：
获取核反应堆所驱动的汽机的最大功率值，并根据所述最大功率值确定平均温度整定值；
采集并确定所述核反应堆的平均温度最大值；
采集核反应堆堆外的多个核功率信号，确定各所述核功率信号中的最大功率值并输出为最大核功率值；
基于所述汽机的最大功率值和所述最大核功率值，产生温度修正信号；
根据所述平均温度整定值、所述平均温度最大值以及温度修正信号调节控制棒，以使核反应堆的平均温度等于所述平均温度整定值；
其中，所述根据所述平均温度整定值、所述平均温度最大值以及温度修正信号调节控制棒，以使核反应堆的平均温度等于所述平均温度整定值包括：
接收所述平均温度整定值、所述平均温度最大值以及所述温度修正信号；
计算所述平均温度整定值与所述平均温度最大值的差值为第一差值；
基于所述第一差值与所述温度修正信号的差值，确定偏差信号；
根据所述偏差信号调节所述控制棒的高度和转速，以使所述核反应堆的平均温度等于所述平均温度整定值。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述采集并确定所述核反应堆的平均温度最大值包括：
在所述核反应堆设置多个温度采集点；
基于各所述温度采集点的温度，计算所述核反应堆的平均温度；
按预设频率多次采集并计算各所述温度采集点的平均温度，以确定所述核反应堆的平均温度最大值。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述汽机的最大功率值和所述最大核功率值，产生温度修正信号包括：
基于所述汽机的最大功率值和所述最大核功率值的差值，确定功率失配信号；
计算所述功率失配信号在预设时长内的变化率，并输出为功率失配变化率信号；
将所述功率失配变化率信号与额定功率失配变化率比较，基于比较结果将所述功率失配变换率信号转换第一温度补偿信号，所述第一温度补偿信号为所述温度修正信号。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述功率失配变化率信号小于所述额定功率失配变化率的差值时，所述第一温度补偿信号用于控制所述控制棒下降；
当所述功率失配变化率信号大于所述额定功率失配变化率的差值时，所述第一温度补偿信号用于控制所述控制棒上升。
5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括：
获取所述汽机的预设功率值；
根据所述汽机的最大功率值与所述预设功率值的差值产生第二温度补偿信号；
计算所述第一温度补偿信号和所述第二温度补偿信号的乘积，并输出为所述温度修正信号。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述偏差信号调节所述控制棒的高度和转速具体包括：
当所述偏差信号在第一差值范围内时，控制所述控制棒维持当前高度和转速；
当所述偏差信号不在所述第一差值范围内，判断所述偏差信号的正负值和所述偏差信号的绝对值与第一阈值的大小；
当所述偏差信号为正值且所述偏差信号的绝对值小于第一阈值时，控制所述控制棒以第一转速上升；
当所述偏差信号为正值且所述偏差信号的绝对值大于所述第一阈值时，控制所述控制棒以第二转速上升，所述第二转速大于所述第一转速；
当所述偏差信号为负值且所述偏差信号的数值绝对值小于所述第一阈值时，控制所述控制棒以所述第一转速下降；
当所述偏差信号为负值且所述偏差信号的数值绝对值大于所述第一阈值时，控制所述控制棒以所述第二转速下降。
7.如权利要求1-6任意一项所述的控制方法，其特征在于，还包括：当所述核反应堆处于试验期间时，断开所述温度修正信号的输入，根据所述平均温度整定值和所述平均温度最大值调节所述控制棒。
8.一种核电站的核反应堆平均温度的控制装置，其特征在于，包括：
平均温度整定电路，用于获取核反应堆所驱动的汽机的最大功率值，并根据所述最大功率值确定平均温度整定值；
温度采集电路，用于采集并确定所述核反应堆的平均温度最大值；
多级比较电路，用于采集核反应堆堆外的多个核功率信号，确定各所述核功率信号中的最大功率值并输出为最大核功率值；
开环控制电路，用于根据所述汽机的最大功率值和所述最大核功率值，产生温度修正信号；以及
控制电路，用于根据所述平均温度整定值、所述平均温度最大值以及温度修正信号调节控制棒，以使核反应堆的平均温度等于所述平均温度整定值；
其中，所述开环控制电路包括：
第一加法器，所述第一加法器用于基于所述汽机的最大功率值和所述最大核功率值的差值，确定功率失配信号；
微分器，与所述第一加法器连接，所述微分器用于计算所述功率失配信号在预设时长内的变化率，并输出为功率失配变化率信号；以及
第一函数发生器，与所述微分器连接，所述第一函数发生器用于将所述功率失配变化率信号与额定功率失配变化率比较，基于比较结果将所述功率失配变换率信号转换第一温度补偿信号。
9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，包括：
当所述多个核功率信号为M个，所述多级比较电路为N级比较电路，所述多级比较电路包括M-1个比较子电路，第一级的比较电路包括M/2个所述比较子电路，第N级的比较电路包括一个所述比较子电路；
第L级的比较电路中的比较子电路分别用于接入两个所述核功率信号，并输出最大的核功率信号到第L+1级的比较电路中的比较子电路的输入端，第N级的比较电路输出的核功率信号为核功率最大值；
其中，M为偶数，N为自然数，2N-1＜M≤2N，L为自然数且1≤L≤N。
10.如权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述多个核功率信号包括第一核功率信号和第二核功率信号，所述比较子电路包括：
反相器，用于接入所述第一核功率信号并反相输出所述第一核功率信号；
第一比较器，所述第一比较器的正相输入端和所述反相器的输出端连接，所述第一比较器的正相输入端还用于接入所述第二核功率信号，所述第一比较器用于根据所述第一核功率信号和所述第二核功率信号的差值输出第一控制电平；以及
开关电路，所述开关电路的控制端和所述第一比较器的输出端连接，所述开关电路的第一输入分端接入所述第一核功率信号，所述开关电路的第二输入分端接入所述第二核功率信号，所述开关电路的输出端和另一所述比较子电路的输入端连接，所述开关电路用于在所述第一控制电平的控制下，闭合所述第一输入分端和所述开关电路的输出端的连接，或闭合所述第二输入分端和所述开关电路的输出端的连接。
11.如权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述开关电路包括第一电阻、第二电阻、第一开关管以及第一继电器，所述第一电阻的第一端和所述第一比较器的输出端连接，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端共接于所述第一开关管的控制端，所述第二电阻的第二端和所述第一开关管的低电位端接地，所述第一开关管的高电位端和所述第一继电器的线圈的第一端连接，所述线圈的第二端接于电源，所述第一继电器的常闭辅助触点的第一端接入所述第一核功率信号，所述第一继电器的常开辅助触点的第一端接入所述第二核功率信号，所述第一继电器的常闭辅助触点的第二端和所述第一继电器的常开辅助触点的第二端共接于所述另一比较子电路的输入端。
12.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述开环控制电路还包括：
第二函数发生器，用于根据所述汽机的最大功率值与预设功率值的差值产生第二温度补偿信号；和
乘法器，与所述第一函数发生器和所述第二函数发生器连接，所述乘法器用于计算所述第一温度补偿信号和所述第二温度补偿信号的乘积，并输出为所述温度修正信号。
13.如权利要求8-12任意一项所述的控制装置，其特征在于，还包括：
辅助比较电路，所述辅助比较电路用于采集核反应堆堆外的多个核功率信号，确定各所述核功率信号中的最大功率值并输出为最大核功率值；和
检测电路，所述检测电路的输入端与所述多级比较电路和所述辅助比较电路连接，所述检测电路的输出端和所述开环控制电路连接，所述检测电路用于输出所述多级比较电路输出的所述最大核功率值或所述辅助比较电路输出的最大核功率值到所述开环控制电路。
14.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述检测电路包括：第二比较器、第二开关管以及第二继电器，所述第二比较器的输入端与所述多级比较电路和所述辅助比较电路连接，所述第二比较器的输出端和所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的高电位端和所述第二继电器的线圈的第一端连接，所述第二继电器的线圈的第二端接地，所述第二继电器的常开辅助触点的第一端和所述多级比较电路的输出端连接，所述第二继电器的常闭辅助触点的第一端和所述辅助比较电路的输出端连接，所述第二继电器的常开辅助触点的第二端和所述第二继电器的常开辅助触点的第二端共接于开环控制电路的输入端。
15.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，包括：所述检测电路还用于比较所述多级比较电路输出的所述最大核功率值和所述辅助比较电路输出的最大核功率值，并基于比较结果判断所述多级比较电路或所述辅助比较电路是否故障并发出指示。
16.如权利要求8-12任意一项所述的控制装置，其特征在于，还包括选择开关，所述选择开关串联接于所述开环控制电路和所述控制电路之间，所述选择开关用于闭合或断开所述开环控制电路和所述控制电路的连接。
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