CN112503509A - 核电站疏水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站疏水处理系统及方法，系统包括设置有液位开关的汽水分离再热器、设置有液位变换器的疏水箱、第一调节阀、除氧器、第二调节阀、凝汽器、控制器；其中，汽水分离再热器与疏水箱的第一进水口连通；疏水箱的出水口连接至第二调节阀，并通过疏水泵连接至第一调节阀；第一调节阀连接至除氧器，第二调节阀连接至凝汽器；疏水泵通过再循环阀连接至疏水箱的第二进水口；控制器与机组、汽水分离再热器、第一调节阀、第二调节阀均电连接；控制器用于：获取机组的负荷变化值；当负荷变化值大于阈值时，触发一定时间长度的脉冲信号使所述第二调节阀全开，从而使得疏水箱的液体排往凝汽器，减少闪蒸持续的时间。

Description

核电站疏水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及核电厂领域，尤其涉及一种核电站疏水处理系统及方法。

背景技术

对于核电厂核岛系统产生的蒸汽，用来驱动常规岛的汽轮机，从而带动发电机转动产生电能。核电厂存在大量蒸汽容器(或汽水容器)，比如汽水分离再热器，在工作过程中此类蒸汽容器会产生疏水，所以会为蒸汽容器配置疏水箱，用以收集疏水并提高机组热效率。

现有技术中，汽水分离再热器(主设备)在运行时对高压缸排汽进行除湿并加热，产生的疏水进入疏水箱，疏水箱中的液位由安装在其上的液位变送器进行实时测量，并通过疏水泵、再循环阀、至除氧器和凝汽器的调节阀进行动态调节。当疏水箱内液位低时，至除氧器和凝汽器的调节阀全关，疏水通过疏水泵及再循环阀回到疏水箱，避免疏水箱排空及疏水泵汽蚀；当疏水箱中液位过低时直接停疏水泵，避免疏水泵汽蚀；当液位在正常范围内时，再循环阀关闭，至除氧器的调节阀开度根据实际液位进行动态调整，此时疏水被送至除氧器再利用；当液位高于一定值后，至凝汽器的调节阀开度根据液位值动态调整，直至全开。当疏水箱中液位过高且漫至主设备底部时，通过安装在主设备底部的浮子式液位开关动作，触发汽轮机跳闸，以保护汽轮机。

然而在实际运行中，特别是压力突然减小的瞬态工况下，疏水箱内液体会产生剧烈闪蒸，此时用来调节疏水箱液位的液位测量会出现波动，导致液位测量失效。例如，在实际运行过程中发现在发生疏水箱内压力骤降的瞬态工况时，疏水箱实际液位不高，但主设备底部的浮子式液位开关却动作，触发汽轮机保护，导致非正常停机。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在问题和不足，提供一种核电站疏水处理系统及方法，以解决上述问题。

本发明实施例提供了一种核电站疏水处理系统，包括设置有液位开关的汽水分离再热器、设置有液位变换器的疏水箱、第一调节阀、除氧器、第二调节阀、凝汽器；其中，所述汽水分离再热器与所述疏水箱的第一进水口连通；所述疏水箱的出水口连接至第二调节阀，并同时通过疏水泵连接至第一调节阀；所述第一调节阀连接至所述除氧器，所述第二调节阀连接至凝汽器；所述疏水泵还通过再循环阀连接至所述疏水箱的第二进水口；还包括控制器，所述控制器与机组、所述汽水分离再热器、第一调节阀、第二调节阀均电连接，以控制其工作；所述控制器具体用于：

获取机组的负荷变化值；

当所述负荷变化值大于一预设的阈值时，触发一定时间长度的脉冲信号使所述第二调节阀紧急全开，从而使得疏水箱的液体排往凝汽器，减少闪蒸持续的时间。

优选地，在所述第二调节阀增加快速泄气接头，以提高所述第二调节阀全开速度。

优选地，所述液位开关包括汽侧管以及水侧管，所述汽侧管以及水侧管之间通过联通线连通，以保证两侧压力基本一致，以消除闪蒸带来的浮子上下形成汽流差压。

优选地，还包括：

在判断是否对疏水泵进行停疏水泵时，增加预定时间的前沿延时，避免误跳疏水泵，同时也保证在长时间闪蒸工况存在时疏水箱中的水能及时排走且疏水泵能可靠停运。

优选地，所述预定时间为4秒。

本发明实施例还提供了一种核电站疏水处理方法，应用于如上述的核电站疏水处理系统，其包括：

获取机组的负荷变化值；

当所述负荷变化值大于一预设的阈值时，触发一定时间长度的脉冲信号使所述第二调节阀紧急全开，从而使得疏水箱的液体排往凝汽器，减少闪蒸持续的时间。

优选地，还包括：

在所述第二调节阀增加快速泄气接头，以提高所述第二调节阀全开速度。

优选地，还包括：

在所述液位开关的汽侧管以及水侧管之间增加联通线连通，以保证两侧压力基本一致，以消除闪蒸带来的浮子上下形成汽流差压。

优选地，还包括：

在判断是否对疏水泵进行停疏水泵时，增加预定时间的前沿延时，避免误跳疏水泵，同时也保证在长时间闪蒸工况存在时疏水箱中的水能及时排走且疏水泵能可靠停运。

优选地，所述预定时间为4秒。

综上所述，本发明的多个实施例具有如下的优点：

1)在瞬态工况产生时，增加瞬态检测逻辑，快速将疏水箱的液体排往凝汽器，减少闪蒸持续的时间；

2)为疏水箱排往凝汽器的第二调节阀设置快速泄气装置，使第二调节阀快速全开，以便尽快将液体排出。

3)在液位开关取样口两端设置联通管，减少上冲气流对液位开关浮球的影响；

4)修改所述疏水泵跳疏水泵逻辑，减少疏水泵不必要的停运，从而疏水泵能及时带走疏水箱的液体，减少闪蒸气量。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的核电站疏水处理系统的结构示意图。

图2是瞬态逻辑的原理示意图。

图3是汽机功率变化情况，且变化率超过200MW/min的示意图。

图4时汽机功率变化率(含有一阶惯性环节)示意图。

图5是汽机功率(含有一阶惯性环节)示意图。

图6是汽机功率变化率超过200MW/min后触发的开关量信号的示意图。

图7是在液位开关上增加联通线的示意图。

图8是疏水泵停泵逻辑的原理示意图。

图9为在电网倒送电或三相短路工况下汽机功率变化情况示意图。

图10为汽机功率变化率超过200MW/min后触发的开关量信号的示意图。

图11是本发明第二实施例提供的核电站疏水处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种核电站疏水处理系统，包括设置有液位开关11的汽水分离再热器10、设置有液位变换器21的疏水箱20、第一调节阀30、除氧器40、第二调节阀50、凝汽器60；其中，所述汽水分离再热器10与所述疏水箱20的第一进水口22连通；所述疏水箱20的出水口23连接至第二调节阀50，并同时通过疏水泵70连接至第一调节阀30；所述第一调节阀30连接至所述除氧器40，所述第二调节阀50连接至凝汽器60；所述疏水泵70还通过再循环阀80连接至所述疏水箱20的第二进水口24。

其中，所述核电站疏水处理系统还进一步的控制器，所述控制器与机组、所述汽水分离再热器10、第一调节阀30、第二调节阀50均电连接，以控制其工作；所述控制器具体用于：

获取机组的负荷变化值。

当所述负荷变化值大于一预设的阈值时，触发一定时间长度的脉冲信号使所述第二调节阀紧急全开，从而使得疏水箱的液体排往凝汽器，减少闪蒸持续的时间。

具体地，请一并参阅图2，汽水分离再热器10内压力突然下降的原因通常为汽机负荷快速降低导致，为提前预知瞬态的产生，当机组负荷变化值大于一预设的阈值时，触发一定时间长度的脉冲信号使疏水箱20的第二调节阀50紧急全开，以便将疏水箱20的液体排往凝汽器60，减少闪蒸持续的时间。

如图3至图6所示，通过Matlab验证，本实施例提供的瞬态逻辑可行，经实际验证效果良好，可大幅减少闪蒸持续的时间，降低误停机的几率。

为便于对本发明的理解，下面对本发明的一些优选实施例做更进一步的描述。

优选地，在所述第二调节阀增加快速泄气接头，以提高所述第二调节阀全开速度。

在本实施例中，在当增加上述的瞬态逻辑后，在产生疏水箱20的第二调节阀快开指令后，发现第二调节阀50将缓慢开启，整个开启过程约1min，导致疏水箱20内液体排放过慢。鉴于此为第二调节阀50增加快速泄气接头，确保第二调节阀50以最快速度全开，以便快速将液体排向凝汽器60，减少产生闪蒸的液体量。

优选地，如图7所示，所述液位开关11包括汽侧管12以及水侧管13，所述汽侧管12以及水侧管13之间通过联通线14连通，以保证两侧压力基本一致，以消除闪蒸带来的浮子上下形成汽流差压。

其中，在当增加上述的瞬态逻辑后，在瞬态工况下，汽水分离再热器10内部压力骤变导致疏水箱20中的高温高压液体闪蒸产生大量蒸汽向汽水分离再热器10流动，使安装在汽水分离再热器10底部的浮子式液位开关11汽水两侧形成激烈差压，从而导致液位开关11误触发，鉴于此液位开关11增加联通线14可保证汽水两侧压力基本一致，以消除闪蒸带来的浮子上下形成汽流差压，减轻液位开关误动作的频次。

优选地，还包括：

在判断是否对疏水泵进行停疏水泵时，增加预定时间的前沿延时，避免误跳疏水泵，同时也保证在长时间闪蒸工况存在时疏水箱中的水能及时排走且疏水泵能可靠停运。

根据分析，对于类似电网倒送电、三相短路等工况也会触发短时间功率波动(降低)，可在停疏水泵信号XV10前增加前延时，只要延时时间能够规避短时间功率波动即可。对电网倒送电工况功率变化进行仿真，如图8至图10所示，得知短时间功率变化导致的跳疏水泵信号只持续1s左右，所以为可靠起见增加预定时间前沿延时(如4秒)即可避免误跳疏水泵，同时也可保证在长时间闪蒸工况存在时疏水箱20中的水能及时排走且所述疏水泵70能可靠停运。

综上所述，本发明的多个实施例具有如下的优点：

1)在瞬态工况产生时，增加瞬态检测逻辑，快速将疏水箱20的液体排往凝汽器60，减少闪蒸持续的时间；

2)为疏水箱20排往凝汽器60的第二调节阀50设置快速泄气装置，使第二调节阀50快速全开，以便尽快将液体排出。

3)在液位开关11取样口两端设置联通管14，减少上冲气流对液位开关11浮球的影响；

4)修改所述疏水泵70跳疏水泵逻辑，减少疏水泵70不必要的停运，从而疏水泵能及时带走疏水箱20的液体，减少闪蒸气量。

请参阅图11，本发明第二实施例还提供了一种核电站疏水处理方法，应用于如上述的核电站疏水处理系统，其包括：

S101，获取机组的负荷变化；

S102，当所述负荷变化大于一预设的阈值时，触发一定时间长度的脉冲信号使所述第二调节阀紧急全开，从而使得疏水箱的液体排往凝汽器，减少闪蒸持续的时间。

优选地，还包括：

在所述第二调节阀增加快速泄气接头，以提高所述第二调节阀全开速度。

优选地，还包括：

在所述液位开关的汽侧管以及水侧管之间增加联通线连通，以保证两侧压力基本一致，以消除闪蒸带来的浮子上下形成汽流差压。

优选地，还包括：

在判断是否对疏水泵进行停疏水泵时，增加预定时间的前沿延时，避免误跳疏水泵，同时也保证在长时间闪蒸工况存在时疏水箱中的水能及时排走且疏水泵能可靠停运。

优选地，所述预定时间为4秒。

示例性地，本发明第二实施例方法的各个过程可通过处理器执行可执行代码来实现，所述的可执行代码可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现平台的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统；存储数据区可存储根据使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

需说明的是，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种核电站疏水处理系统，包括设置有液位开关的汽水分离再热器、设置有液位变换器的疏水箱、第一调节阀、除氧器、第二调节阀、凝汽器；其中，所述汽水分离再热器与所述疏水箱的第一进水口连通；所述疏水箱的出水口连接至第二调节阀，并同时通过疏水泵连接至第一调节阀；所述第一调节阀连接至所述除氧器，所述第二调节阀连接至凝汽器；所述疏水泵还通过再循环阀连接至所述疏水箱的第二进水口；其特征在于，还包括控制器，所述控制器与机组、所述汽水分离再热器、第一调节阀、第二调节阀均电连接，以控制其工作；所述控制器具体用于：

获取机组的负荷变化值；

当所述负荷变化值大于一预设的阈值时，触发一定时间长度的脉冲信号使所述第二调节阀全开，从而使得所述疏水箱的液体排往凝汽器，减少闪蒸持续的时间。

2.根据权利要求1所述的核电站疏水处理系统，其特征在于，在所述第二调节阀增加快速泄气接头，以提高所述第二调节阀全开速度。

3.根据权利要求1所述的核电站疏水处理系统，其特征在于，所述液位开关包括汽侧管以及水侧管，所述汽侧管以及水侧管之间通过联通线连通，以保证两侧压力基本一致，以消除闪蒸带来的浮子上下形成汽流差压。

4.根据权利要求1所述的核电站疏水处理系统，其特征在于，还包括：

在判断是否对疏水泵进行停疏水泵时，增加预定时间的前沿延时，避免误跳疏水泵，同时也保证在长时间闪蒸工况存在时疏水箱中的水能及时排走且疏水泵能可靠停运。

5.根据权利要求4所述的核电站疏水处理系统，其特征在于，所述预定时间为4秒。

6.一种核电站疏水处理方法，应用于如权利要求1至5任意一项所述的核电站疏水处理系统，其特征在于，包括：

获取机组的负荷变化值；

当所述负荷变化值大于一预设的阈值时，触发一定时间长度的脉冲信号使所述第二调节阀紧急全开，从而使得疏水箱的液体排往凝汽器，减少闪蒸持续的时间。

7.根据权利要求6所述的核电站疏水处理方法，其特征在于，还包括：

在所述第二调节阀增加快速泄气接头，以提高所述第二调节阀全开速度。

8.根据权利要求6所述的核电站疏水处理方法，其特征在于，还包括：

在所述液位开关的汽侧管以及水侧管之间增加联通线连通，以保证两侧压力基本一致，以消除闪蒸带来的浮子上下形成汽流差压。

9.根据权利要求6所述的核电站疏水处理方法，其特征在于，还包括：

在判断是否对疏水泵进行停疏水泵时，增加预定时间的前沿延时，避免误跳疏水泵，同时也保证在长时间闪蒸工况存在时疏水箱中的水能及时排走且疏水泵能可靠停运。

10.根据权利要求9所述的核电站疏水处理方法，其特征在于，所述预定时间为4秒。

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