CN112682770A - 直流式蒸汽发生器压力控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流式蒸汽发生器压力控制方法及系统,该系统包括直流式蒸汽发生器,汽轮机和给水调节阀组,压力偏差控制通道,第一控制模块,汽水流量偏差控制通道,第二控制模块,负荷需求控制通道,用于测量汽轮机的进汽压力值;第三控制模块,用于将进汽压力值与一切换阈值相比较,并选择性地输出高低负荷信号;给水调节阀组包括第一阀门和第二阀门,第一阀门根据高低负荷信号选择性地开启或关闭,第二阀门根据高低负荷信号选择地地开启或关闭。本发明的直流式蒸汽发生器压力控制方法及系统中,通过第三控制模块对粗调和微调的需求区分、从而分别控制第一阀门和第二阀门的开关,实现了同时满足粗调和细调的需求。
Description
技术领域
本发明涉及核电技术领域,尤其涉及一种直流式蒸汽发生器压力控制方法及系统。
背景技术
直流式蒸汽发生器是反应堆设计中的一个关键设备,为蒸汽发生器导出一回路冷却剂中的热量提供足够的给水,使其产生饱和蒸汽供给二回路动力装置。压水堆核电厂设计中通过直流式蒸汽发生器压力自动控制系统将蒸汽发生器压力控制在设计值附近,从而保证反应堆正常稳定运行。
现有公开技术中,通常采用压力偏差和汽水流量偏差控制直流式蒸汽发生器出口压力,没有兼顾考虑直流式蒸汽发生器快速响应特性与反应堆堆芯响应滞后的不匹配。
现有技术的缺点在于,控制系统执行机构要求较高,阀门动作幅度较大,不利于系统稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对以上缺陷,提供一种改进的直流式蒸汽发生器压力控制方法及系统,满足直流式蒸汽发生器出口压力控制的要求,保证直流式蒸汽发生器正常稳定运行。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种直流式蒸汽发生器压力控制系统,包括直流式蒸汽发生器,汽轮机和给水调节阀组;所述系统还包括
压力偏差控制通道,用于测量所述直流式蒸汽发生器的出口压力值;
第一控制模块,用于比较所述出口压力值与一目标压力整定值的大小并选择性地输出压力偏差信号;
汽水流量偏差控制通道,用于测量所述直流式蒸汽发生器的出口流量值和所述给水调节阀组的入口流量值;
第二控制模块,计算所述出口流量值与所述入口流量值的差值、将所述差值和所述压力偏差信号叠加起来,并输出一微调控制信号;
负荷需求控制通道,用于测量所述汽轮机的进汽压力值;
第三控制模块,用于将所述进汽压力值与一切换阈值相比较,并选择性地输出高低负荷信号;
所述给水调节阀组包括第一阀门和第二阀门,所述第一阀门根据所述高低负荷信号选择性地开启或关闭,所述第二阀门根据所述高低负荷信号选择地地开启或关闭。
优选地,所述高低负荷信号包括粗调开度数据,所述第一阀门还根据所述粗调开度数据设置第一阀门开度。
优选地,所述第二阀门还根据所述微调控制信号中的所述微调开度数据设置第二阀门开度。
优选地,所述系统还包括压力控制装置,所述压力控制装置包括所述第一控制模块、所述第二控制模块和所述第三控制模块。
优选地,所述汽水流量偏差控制通道包括第一汽水流量偏差控制通道和第二汽水流量偏差控制通道,所述第一汽水流量偏差控制通道用于测量所述直流式蒸汽发生器的出口流量值,所述第二汽水流量偏差控制通道用于测量所述给水调节阀组的入口流量值;所述第一汽水流量偏差控制通道包括第二压力变送器、第二模拟量调理分配卡和第二模拟量输入板卡。
优选地,所述压力偏差控制通道包括第一压力变送器、第一模拟量调理分配卡和第一模拟量输入板卡。
优选地,所述负荷需求控制通道包括第三压力变送器、第三模拟量调理分配卡和第三模拟量输入板卡。
还提供一种直流式蒸汽发生器压力控制方法,通过前述的直流式蒸汽发生器压力控制系统执行如下步骤:
S1.测量所述直流式蒸汽发生器的出口压力值,判断所述出口压力值是否大于一目标压力整定值,若是,则输出压力偏差信号;
S2.测量所述直流式蒸汽发生器的出口流量值和所述给水调节阀组的入口流量值,计算所述出口流量值与所述入口流量值的差值、将所述差值和所述压力偏差信号叠加起来,输出一微调控制信号;
S3.测量所述汽轮机的进汽压力值,判断所述进汽压力值是否超过切换阈值,若是,则输出高低负荷信号,并同时开启所述第一阀门和所述第二阀门;若否,则关闭所述第一阀门,且开启所述第二阀门。
优选地,所述高低负荷信号还包括粗调开度数据,所述方法还包括步骤:所述第一阀门还根据所述粗调开度数据设置第一阀门开度。
优选地,所述方法还包括步骤:所述第二阀门还根据所述微调控制信号中的所述微调开度数据设置第二阀门开度。
实施本发明的有益效果是:本发明的直流式蒸汽发生器压力控制方法及系统中,通过第三控制模块对粗调和微调的需求区分、从而分别控制第一阀门和第二阀门的开关,实现了同时满足粗调和细调的需求。
本发明的直流式蒸汽发生器压力控制方法及系统使得直流式蒸汽发生器能满足在小扰动瞬态过程中压力的精细调节,同时也能在发生大幅度瞬态变化时,快速、稳定调节至目标状态。
在反应堆正常运行瞬态过程中,可以快速、准确的控制直流式蒸汽发生器出口压力,兼顾考虑直流式蒸汽发生器快速响应特性与反应堆堆芯响应滞后的不匹配,实现反应堆一二回路的协调控制,控制系统响应和执行机构动作更加合理,有利于反应堆系统的稳定运行。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明一些实施例中直流式蒸汽发生器压力控制系统的原理示意图;
图2是本发明一些实施例中汽水流量偏差控制通道的原理示意图;
图3是图1中压力控制装置的原理示意图;
图4是本发明一些实施例中给水调节阀组的原理示意图;
图5是本发明一些实施例中直流式蒸汽发生器压力控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1示出了本发明一些实施例中的直流式蒸汽发生器压力控制系统,用于控制直流式蒸汽发生器10,能满足在小扰动瞬态过程中压力的精细调节,同时也能在发生大幅度瞬态变化时,快速、稳定调节至目标状态。结合图1-4所示,本发明实施例中的直流式蒸汽发生器压力控制系统包括直流式蒸汽发生器10、汽轮机20、给水调节阀组50、压力偏差控制通道31、汽水流量偏差控制通道32、负荷需求控制通道33和压力控制装置40。压力偏差控制通道31、汽水流量偏差控制通道32和负荷需求控制通道33分别测量出口压力值、出口流量值、入口流量值和进汽压力值,压力控制装置40根据出口压力值、出口流量值、入口流量值和进汽压力值进行计算并区分出粗调状态和微调状态,并输出微调控制信号和高低负荷信号,从而控制给水调节阀组50的开启关闭情况。
其中,压力偏差控制通道31用于测量直流式蒸汽发生器10的出口压力值。压力偏差控制通道31入口连接直流式蒸汽发生器10的出口,压力偏差控制通道31出口连接压力控制装置40。作为选择,在一些实施例中,压力偏差控制通道31可以包括第一压力变送器、第一模拟量调理分配卡和第一模拟量输入板卡。可以理解地,压力偏差控制通道31的压力测量、模拟量调理及输入方式还可以为其他形式,此处不做具体限制,只要可以实现相关功能即可。
结合图1、2、4所示,汽水流量偏差控制通道32用于测量直流式蒸汽发生器10的出口流量值和给水调节阀组50的入口流量值。在一些实施例中,汽水流量偏差控制通道32包括第一汽水流量偏差控制通道321和第二汽水流量偏差控制通道322,第一汽水流量偏差控制通道321用于测量直流式蒸汽发生器10的出口流量值,第二汽水流量偏差控制通道322用于测量给水调节阀组50的入口流量值。作为选择,在一些实施例中,第一汽水流量偏差控制通道321可以包括第二压力变送器、第二模拟量调理分配卡和第二模拟量输入板卡。可以理解地,汽水流量偏差控制通道32的压力测量、模拟量调理及输入方式还可以为其他形式,此处不做具体限制,只要可以实现相关功能即可。
负荷需求控制通道33用于测量汽轮机20的进汽压力值。负荷需求控制通道33入口连接汽轮机20入口,负荷需求控制通道33出口连接压力控制装置40。作为选择,在一些实施例中,负荷需求控制通道33可以包括第三压力变送器、第三模拟量调理分配卡和第三模拟量输入板卡。可以理解地,负荷需求控制通道33的压力测量、模拟量调理及输入方式还可以为其他形式,此处不做具体限制,只要可以实现相关功能即可。
结合图1-4所示,压力控制装置40包括第一控制模块41、第二控制模块42和第三控制模块43。可以理解地,第一控制模块41、第二控制模块42和第三控制模块43可以为软件方式、电路板卡等方式实现,此处不做局限限制,只要可以实现相关功能即可。
第一控制模块41用于比较出口压力值与一目标压力整定值的大小并选择性地输出压力偏差信号。可以理解地,此处的目标压力整定值可以根据具体需求来设置,此处不做具体限制,只要可以实现相关功能即可。
第二控制模块42计算出口流量值与入口流量值的差值、将差值和压力偏差信号叠加起来,并输出一微调控制信号。优选地,微调控制信号包括微调开度数据。
第三控制模块43用于将进汽压力值与一切换阈值相比较,并选择性地输出高低负荷信号。优选地,高低负荷信号包括粗调开度数据。
给水调节阀组50包括第一阀门51和第二阀门52,第一阀门51根据高低负荷信号选择性地开启或关闭,第二阀门52根据高低负荷信号选择地地开启或关闭。
在一些实施例中,第一阀门51还根据粗调开度数据设置第一阀门开度。第二阀门52还根据微调控制信号中的微调开度数据设置第二阀门开度。
以下结合图1-5对本发明一些实施例中直流式蒸汽发生器压力控制方法的具体步骤进行说明。本发明实施例中,直流式蒸汽发生器压力控制方法包括如下步骤S1-S3。
S1.测量直流式蒸汽发生器10的出口压力值,判断出口压力值是否大于一目标压力整定值,若是,则输出压力偏差信号。
S2.测量直流式蒸汽发生器10的出口流量值和给水调节阀组50的入口流量值,计算出口流量值与入口流量值的差值、将差值和压力偏差信号叠加起来,输出一微调控制信号。
S3.测量汽轮机20的进汽压力值,判断进汽压力值是否超过切换阈值,若是,则输出高低负荷信号,并同时开启第一阀门51和第二阀门52;若否,则关闭第一阀门51,且开启第二阀门52。
在一些实施例中,高低负荷信号还包括粗调开度数据,方法还包括步骤:第一阀门51还根据粗调开度数据设置第一阀门开度。优选地,第二阀门52还根据微调控制信号中的微调开度数据设置第二阀门开度。
本实施例中直流式蒸汽发生器压力控制方法与前述实施例直流式蒸汽发生器压力控制系统一致,此处不做赘述。
本发明的直流式蒸汽发生器压力控制方法及系统使得直流式蒸汽发生器10能满足在小扰动瞬态过程中压力的精细调节,同时也能在发生大幅度瞬态变化时,快速、稳定调节至目标状态。
在反应堆正常运行瞬态过程中,可以快速、准确的控制直流式蒸汽发生器10出口压力,兼顾考虑直流式蒸汽发生器10快速响应特性与反应堆堆芯响应滞后的不匹配,实现反应堆一二回路的协调控制,控制系统响应和执行机构动作更加合理,有利于反应堆系统的稳定运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干个改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种直流式蒸汽发生器压力控制系统,其特征在于,包括直流式蒸汽发生器(10),汽轮机(20)和给水调节阀组(50);所述系统还包括
压力偏差控制通道(31),用于测量所述直流式蒸汽发生器(10)的出口压力值;
第一控制模块(41),用于比较所述出口压力值与一目标压力整定值的大小并选择性地输出压力偏差信号;
汽水流量偏差控制通道(32),用于测量所述直流式蒸汽发生器(10)的出口流量值和所述给水调节阀组(50)的入口流量值;
第二控制模块(42),计算所述出口流量值与所述入口流量值的差值、将所述差值和所述压力偏差信号叠加起来,并输出一微调控制信号;
负荷需求控制通道(33),用于测量所述汽轮机(20)的进汽压力值;
第三控制模块(43),用于将所述进汽压力值与一切换阈值相比较,并选择性地输出高低负荷信号;
所述给水调节阀组(50)包括第一阀门(51)和第二阀门(52),所述第一阀门(51)根据所述高低负荷信号选择性地开启或关闭,所述第二阀门(52)根据所述高低负荷信号选择性地开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器压力控制系统,其特征在于,所述高低负荷信号包括粗调开度数据,所述第一阀门(51)还根据所述粗调开度数据设置第一阀门开度。
3.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器压力控制系统,其特征在于,所述微调控制信号包括微调开度数据,所述第二阀门(52)还根据所述微调控制信号中的所述微调开度数据设置第二阀门开度。
4.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器压力控制系统,其特征在于,所述系统还包括压力控制装置(40),所述压力控制装置(40)包括所述第一控制模块(41)、所述第二控制模块(42)和所述第三控制模块(43)。
5.根据权利要求1所述的直流式蒸汽发生器压力控制系统,其特征在于,所述汽水流量偏差控制通道(32)包括第一汽水流量偏差控制通道(321)和第二汽水流量偏差控制通道(322),所述第一汽水流量偏差控制通道(321)用于测量所述直流式蒸汽发生器(10)的出口流量值,所述第二汽水流量偏差控制通道(322)用于测量所述给水调节阀组(50)的入口流量值;所述第一汽水流量偏差控制通道(321)包括第二压力变送器、第二模拟量调理分配卡和第二模拟量输入板卡。
6.根据权利要求1-5任一项所述的直流式蒸汽发生器压力控制系统,其特征在于,所述压力偏差控制通道(31)包括第一压力变送器、第一模拟量调理分配卡和第一模拟量输入板卡。
7.根据权利要求1-5任一项所述的直流式蒸汽发生器压力控制系统,其特征在于,所述负荷需求控制通道(33)包括第三压力变送器、第三模拟量调理分配卡和第三模拟量输入板卡。
8.一种直流式蒸汽发生器压力控制方法,其特征在于,通过权利要求1-7任一项所述的直流式蒸汽发生器压力控制系统执行如下步骤:
S1.测量所述直流式蒸汽发生器(10)的出口压力值,判断所述出口压力值是否大于一目标压力整定值,若是,则输出压力偏差信号;
S2.测量所述直流式蒸汽发生器(10)的出口流量值和所述给水调节阀组(50)的入口流量值,计算所述出口流量值与所述入口流量值的差值、将所述差值和所述压力偏差信号叠加起来,输出一微调控制信号;
S3.测量所述汽轮机(20)的进汽压力值,判断所述进汽压力值是否超过切换阈值,若是,则输出高低负荷信号,并同时开启所述第一阀门(51)和所述第二阀门(52);若否,则关闭所述第一阀门(51),且开启所述第二阀门(52)。
9.根据权利要求8所述的直流式蒸汽发生器压力控制方法,其特征在于,所述高低负荷信号还包括粗调开度数据,所述方法还包括步骤:所述第一阀门(51)还根据所述粗调开度数据设置第一阀门开度。
10.根据权利要求8所述的直流式蒸汽发生器压力控制方法,其特征在于,所述微调控制信号包括微调开度数据,所述方法还包括步骤:所述第二阀门(52)还根据所述微调控制信号中的所述微调开度数据设置第二阀门开度。
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