CN113217132A - 用于核电站的蒸汽转换控制设备、方法和蒸汽转换系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及核辅助系统技术领域，涉及一种用于核电站的蒸汽转换控制设备、方法和蒸汽转换系统，该蒸汽转换控制设备包括压力测量装置、数字式控制装置、阀门定位装置和电源装置。数字式控制装置连接压力测量装置和阀门定位装置；压力测量装置用于连接蒸汽转换器，阀门定位装置用于连接降压阀装置；电源装置连接数字式控制装置和阀门定位装置；压力测量装置用于采集蒸汽转换器的蒸汽压力并发送至数字式控制装置；数字式控制装置用于判断蒸汽压力是否大于设定值，并在蒸汽压力大于设定值时，向阀门定位装置发送降压控制指令；所述降压控制指令用于指示阀门定位装置减小降压阀装置的开度，使所述蒸汽压力维持稳定，有利于提高蒸汽压力的控制精度。

Description

用于核电站的蒸汽转换控制设备、方法和蒸汽转换系统

技术领域

本申请涉及核辅助系统技术领域，特别涉及一种用于核电站的蒸汽转换控制设备、方法和蒸汽转换系统。

背景技术

节能减排是当前能源产业发展的重要课题，在钢铁、石化、火电、核电等领域的蒸汽，经过回收利用后，可以作为后端的重要能量来源。例如核电厂的蒸汽转换系统，使用热力除氧后的系统给水作为水源，以主蒸汽作为加热介质，产生低压辅助蒸汽，并通过辅助蒸汽分配系统分配给整个核岛和常规岛的各个使用场所。在蒸汽转换系统的工作过程中，为确保安全性，需要使用蒸汽转换控制设备对蒸汽压力进行控制。

传统的用于核电站的蒸汽转换控制设备，利用气动式压力控制器的机械特性，进行蒸汽压力的调节。由于气动式压力控制器的调节方式为比例式调节，被调量与预设值之间总是存在偏差，因此，传统的用于核电站的蒸汽转换控制设备，具有蒸汽压力控制精度差的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种用于核电站的蒸汽转换控制设备、方法和蒸汽转换系统，提高蒸汽压力控制精度。

一种用于核电站的蒸汽转换控制设备，包括压力测量装置、数字式控制装置、阀门定位装置和电源装置，所述数字式控制装置连接所述压力测量装置和所述阀门定位装置；所述压力测量装置用于连接蒸汽转换器，所述阀门定位装置用于连接降压阀装置；所述电源装置连接所述数字式控制装置和所述阀门定位装置；

所述压力测量装置用于采集所述蒸汽转换器的蒸汽压力并发送至所述数字式控制装置；

所述数字式控制装置用于判断所述蒸汽压力是否大于设定值，并在所述蒸汽压力大于设定值时，向所述阀门定位装置发送降压控制指令；所述降压控制指令用于指示所述阀门定位装置减小所述降压阀装置的开度，使所述蒸汽压力维持稳定。

在其中一个实施例中，所述压力测量装置包括转换器入口压力测量装置和转换器出口压力测量装置；所述转换器入口压力测量装置和所述转换器出口压力测量装置均连接所述数字式控制装置；所述转换器入口压力测量装置连接所述蒸汽转换器的蒸汽入口；所述转换器出口压力测量装置连接所述蒸汽转换器的蒸汽出口。

在其中一个实施例中，所述蒸汽转换控制设备还包括通信装置；所述通信装置连接所述数字式控制装置和上位机。

在其中一个实施例中，所述数字式控制装置包括数字式主控制器和数字式从控制器，所述数字式主控制器连接所述数字式从控制器，且所述数字式主控制器和所述数字式从控制器均连接所述压力测量装置、所述阀门定位装置和所述电源装置。

一种用于核电站的蒸汽转换控制方法，基于上述的蒸汽转换控制设备实现，所述蒸汽转换控制方法包括：

获取蒸汽转换器的蒸汽压力；所述蒸汽压力由压力测量装置采集得到；

判断所述蒸汽压力是否大于设定值；

在所述蒸汽压力大于设定值时，向阀门定位装置发送降压控制指令；所述降压控制指令用于指示所述阀门定位装置减小降压阀装置的开度，使所述蒸汽压力维持稳定。

在其中一个实施例中，所述蒸汽压力包括入口蒸汽压力和出口蒸汽压力；所述在所述蒸汽压力大于设定值时，向阀门定位装置发送降压控制指令，包括：

在所述入口蒸汽压力大于入口压力设定值时，向阀门定位装置发送第一降压控制指令；

在所述入口蒸汽压力小于入口压力设定值，且所述出口蒸汽压力大于出口压力设定值时，向阀门定位装置发送第二降压控制指令；

所述第二降压控制指令对应的降压速度大于所述第一降压控制指令对应的降压速度。

在其中一个实施例中，所述获取蒸汽转换器的蒸汽压力之后，还包括：

判断所述蒸汽压力是否大于预警值，并在所述蒸汽压力大于预警值时，输出预警信息。

在其中一个实施例中，所述获取蒸汽转换器的蒸汽压力之后，所述判断所述蒸汽压力是否大于设定值之前，还包括：

获取蒸汽压力实测值，并根据所述蒸汽压力实测值和所述蒸汽压力，对所述压力测量装置进行偏差校准。

在其中一个实施例中，所述获取蒸汽转换器的蒸汽压力之前，还包括：

获取初始给定开度和所述降压阀装置的初始实际开度，并根据所述初始给定开度和所述初始实际开度，对所述降压阀装置进行初始化设置。

一种用于核电站的蒸汽转换系统，包括降压阀装置、蒸汽转换器、辅助蒸汽除氧器、疏水箱和上述的蒸汽转换控制设备，所述蒸汽转换器连接所述降压阀装置、所述辅助蒸汽除氧器、所述疏水箱和所述蒸汽转换控制设备；所述降压阀装置用于连接主蒸汽系统，所述蒸汽转换器用于连接蒸汽分配系统。

上述用于核电站的蒸汽转换控制设备，使用数字式控制装置根据蒸汽压力，向阀门定位装置发送控制指令，控制降压阀装置的开度，由于数字式控制装置具有控制精度高的优点，有利于提高蒸汽压力的控制精度。

附图说明

图1为一实施例中用于核电站的蒸汽转换控制设备的组成框图；

图2为另一实施例中用于核电站的蒸汽转换控制设备的组成框图；

图3为一实施例中用于核电站的蒸汽转换控制方法的流程图；

图4为另一实施例中用于核电站的蒸汽转换控制方法的流程图；

图5为一实施例中用于核电站的蒸汽转换系统的组成框图；

图6为另一实施例中用于核电站的蒸汽转换系统的组成框图；

图7为一实施例中用于核电站的蒸汽转换过程示意图；

图8为一实施例中用于核电站的蒸汽转换控制方法的原理图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

正如背景技术中指出的，传统的用于核电站的蒸汽转换控制设备，利用气动式压力控制器的机械特性，进行蒸汽转换出入口压力的调节。首先，利用气动式压力控制器的机械特性进行调节，准确性差，调节比较粗糙，如整定值与测量值偏差较大时，控制输出容易出现超调，无法准确设定压力定值。其次，根据压力表内的刻度盘指示设定整定值，由于压力设定刻度盘指示与实际控制压力定值存在不确定的偏差，这种设定方式容易导致蒸汽压力控制过程的偏差。此外，在蒸汽转换系统投运过程中，需要手动调节降压阀装置的开度以启动蒸汽转换系统，整个设定过程需凭借经验操作，存在较大的安全隐患。若降压阀装置的开度波动较大，很可能导致系统安全阀动作甚至机组热功率上升，一回路超功率等严重后果。

为了实现精确调节蒸汽压力同时减少运行人员操作负担，将原机械式蒸汽转换器系统(Steam converter system，STR)控制系统升级为数字化控制系统。利用数字式控制装置，根据采集的蒸汽转换器的蒸汽压力输出控制信号到阀门定位装置，进而控制降压阀装置中的阀门开度，保持原调控目标的基础上，达到精确调节蒸汽压力的作用。进一步的，为了实现串级控制的功能，数字化系统采用双降压调节方案，高压力下由第一降压控制指令进行压力速降，正常情况由第二降压控制指令实现稳定调节，兼顾调节速度和精度，防止出现系统压力大幅波动导致安全阀动作甚至一回路超功的严重后果，使系统具有更高的可靠性、稳定性。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种用于核电站的蒸汽转换控制设备，包括压力测量装置110、数字式控制装置120、阀门定位装置130和电源装置140，数字式控制装置120连接压力测量装置100和阀门定位装置130；压力测量装置110用于连接蒸汽转换器，阀门定位装置130用于连接降压阀装置；电源装置140连接数字式控制装置120和阀门定位装置130。压力测量装置110用于采集蒸汽转换器的蒸汽压力并发送至数字式控制装置120；数字式控制装置120用于判断蒸汽压力是否大于设定值，并在蒸汽压力大于设定值时，向阀门定位装置130发送降压控制指令；该降压控制指令用于指示阀门定位装置130减小降压阀装置的开度，使蒸汽压力维持稳定。

其中，压力测量装置110可以是U型管压力测量装置、波纹管压力测量装置或霍尔式压力测量装置。数字式控制装置120是包含数字控制器或数字控制芯片的控制装置。该数字控制器，可以是直接数字控制器、可编程控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、顺序控制器或数字调节器。阀门定位装置130可以是电气阀门定位器或智能阀门定位器。电源装置140可以是电源接口或储能电源装置。该储能电源装置可以是储能电池或超级电容。在一个实施例中，电源装置140包括第一电源装置和第二电源装置。其中，第一电源装置用于提供220V交流电能；第二电源装置包括储能模块和转换模块，储能模块用于提供125V直流电能，转换模块用于将储能模块输出的直流电能转换为24V直流电并输出。

具体的，压力测量装置110采集蒸汽转换器的蒸汽压力并发送至数字式控制装置120。该蒸汽压力，可以包括蒸汽转换器入口、内部和出口蒸汽压力中的一个或多个。数字式控制装置120判断蒸汽压力是否大于设定值，并在蒸汽压力大于设定值时，向阀门定位装置130发送降压控制指令，以指示阀门定位装置130减小降压阀装置的开度，使蒸汽压力维持稳定。

进一步的，数字式控制装置120还用于判断蒸汽压力是否大于预警值，并在蒸汽压力大于预警值时，输出预警信息，以便运维人员及时发现故障，降低现场运维人员的巡查压力。该预警信息的具体内容，可以是文字，还可以是以声音、灯光或声光结合，对应的，输出预警信息的对象，可以是上位机、蜂鸣器或指示灯。其中，上位机包括不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。

此外，预警值可以等于设定值，也可以大于设定值。在一个实施例中，预警值与设定值为同一数值，在进行蒸汽压力控制的同时输出预警信息，可以便于运维人员及时了解当前系统运行情况，避免因控制设备异常导致的安全问题。在另一个实施例中，预警值大于设定值，步骤S500在步骤S400之后执行，即在蒸汽压力大于设定值的前提下，进一步判断蒸汽压力是否大于预警值。一方面，在控制设备正常运行的情况下，可以通过自动控制降低蒸汽压力，但蒸汽压力的降低需要耗费一定的时间。此时，将预警值设置为大于设定值的数值，可以用于评估上一次控制设备的降压调节是否有效，避免控制设备正常运行状态下的频繁预警，减少运维人员的巡查压力。另一方面，为避免阀门开度波动过大，单次调节的降压幅度是有限的，若蒸汽压力已经超出降压控制范围，输出预警信息，可以提示运维人员及时进行故障排查，避免蒸汽压力进一步升高，出现严重的安全事故。在一个实施例中，数字式控制装置120还连接压力校准装置，用于向压力校准装置获取蒸汽压力实测值，并根据蒸汽压力实测值和蒸汽压力，对压力测量装置110进行偏差校准。

此外，在一个实施例中，数字式控制装置120还用于判断蒸汽压力是否小于预设值，并在蒸汽压力小于预设值时，向阀门定位装置130发送升压控制指令，以指示阀门定位装置130增大降压阀装置的开度，使蒸汽压力维持稳定，提高蒸汽转换系统的能源利用率。可以理解，上述实施例中，预设值为阈值范围下限，设定值为阈值范围上限，当蒸汽压力大于等于预设值，且小于等于预设值时，数字式控制装置120不动作，维持当前降压阀装置的开度不变。

上述用于核电站的蒸汽转换控制设备，使用数字式控制装置120根据蒸汽压力，向阀门定位装置130发送控制指令，控制降压阀装置的开度，由于数字式控制装置120具有控制精度高的优点，有利于提高蒸汽压力的控制精度。

在一个实施例中，如图2所示，压力测量装置110包括转换器入口压力测量装置111和转换器出口压力测量装置112；转换器入口压力测量装置111和转换器出口压力测量装置112均连接数字式控制装置120。转换器入口压力测量装置111连接蒸汽转换器的蒸汽入口；转换器出口压力测量装置112连接蒸汽转换器的蒸汽出口。

其中，转换器入口压力测量装置111和转换器出口压力测量装置112的具体限定，请参考上文的压力测量装置110，此处不再赘述。具体的，转换器入口压力测量装置111连接蒸汽转换器的蒸汽入口，用于采集蒸汽转换器的入口蒸汽压力并发送至数字式控制装置120；转换器出口压力测量装置112连接蒸汽转换器的蒸汽出口，用于采集蒸汽转换器的出口蒸汽压力并发送至数字式控制装置120。数字式控制装置120再根据入口蒸汽压力和出口蒸汽压力，向阀门定位装置发送控制指令，进行蒸汽压力控制。

在一个实施例中，数字式控制装置120在入口蒸汽压力大于入口压力设定值时，向阀门定位装置发送第一降压控制指令；在入口蒸汽压力小于入口压力设定值，且出口蒸汽压力大于出口压力设定值时，向阀门定位装置发送第二降压控制指令；该第二降压控制指令对应的降压速度大于第一降压控制指令对应的降压速度。上述实施例中，高压力下由第一降压控制指令进行压力速降，正常情况由第二降压控制指令实现稳定调节，兼顾调节速度和精度，可以防止出现系统压力大幅波动导致安全阀动作甚至一回路超功的严重后果，使系统具有更高的可靠性和稳定性。

在一个实施例中，请继续参考图2，用于核电站的蒸汽转换控制设备还包括通信装置150；通信装置150连接数字式控制装置120和上位机。

其中，通信装置150可以为有线通信装置，通过光纤或金属导线实现通信功能，也可以是无线通信装置，通过射频、蓝牙、WIFI(Wireless Fidelity，无线保真通信)或蜂窝移动数据实现通信功能。在一个实施例中，通信装置150为包含显示通信接口(DisplayPort，DP)的有线通信装置。

具体的，数字式控制装置120通过通信装置150连接上位机，向上位机发送预警信息，有利于提高数字式控制装置120与上位机之间的通信可靠性。

进一步的，在一个实施例中，通信装置150包括第一通信装置和第二通信装置，第一通信装置和第二通信装置均连接数字式控制装置120和上位机，且第一通信装置和第二通信装置可以互为备用。通过对通信装置进行冗余设计，可以进一步提高数字式控制装置120和上位机之间的通信可靠性。

在一个实施例中，数字式控制装置120包括数字式主控制器和数字式从控制器，该数字式主控制器连接该数字式从控制器，且数字式主控制器和数字式从控制器均连接压力测量装置110、阀门定位装置130和电源装置140。

其中，数字式主控制器和数字式从控制器可以是同一类型的数字控制器，也可以是不同类型的数字控制器。具体的，数字式从控制器作为备用控制器，用于在数字式主控制器出现故障时，进行蒸汽压力控制。进一步的，数字式主控制器可以在正常工作时，按照预设频率向上位机或数字式从控制器发送心跳包，当预设时间内未收到心跳包时，由上位机进行主从控制器的切换，或者直接由从控制器完成功能切换。此外，还可以由运维人员通过上位机的人机交互界面对主从控制器进行手动切换。另外，当数字式主控制器恢复正常时，可以重新切换回数字式主控制器。需要说明的是，上述数字式主控制器和数字式从控制器也可以互为备用。

在一个实施例中，数字式主控制器和数字式从控制器均为西门子S7-300系列的PLC控制器，且数字式主控制器和数字式从控制器之间采样PROFIBUS(程序总线网络)现场总线通讯，通过MPI(信息传递接口)冗余链接实现数据共享，任何一个控制器出现故障时都不影响控制设备的功能，有利于提高控制可靠性。其中，备用控制系统切换时间＝故障诊断检测时间+同步数据传输时间+通信接口切换时间。若数字式主控制器故障为停机或断电，则故障诊断时间100ms-1000ms，控制器同步数据所需时间为200ms-300ms，通信接口切换时间在100ms左右，即主从控制器可实现秒级切换。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种用于核电站的蒸汽转换控制方法，基于上述的蒸汽转换控制设备实现，该蒸汽转换控制方法包括步骤S200至步骤S600。

步骤S200：获取蒸汽转换器的蒸汽压力。

其中，蒸汽压力由压力测量装置采集得到。具体的，数字式控制装置获取蒸汽转换器的蒸汽压力的方式，可以是主动获取，也可以是被动接收。

步骤S400：判断蒸汽压力是否大于设定值。

其中，设定值是指蒸汽压力上限值，当蒸汽压力大于该设定值时，系统存在安全风险。具体的，数字式控制装置将蒸汽压力与设定值进行比较，判断蒸汽压力是否大于设定值。

步骤S600：在蒸汽压力大于设定值时，向阀门定位装置发送降压控制指令。

如前文所述，当蒸汽压力大于该设定值时，系统存在安全风险，此时，由数字式控制装置向阀门定位装置发送降压控制指令，以便阀门定位装置根据降压控制指令减小降压阀装置的开度，使蒸汽压力维持稳定。

进一步的，在一个实施例中，数字式控制装置还用于判断蒸汽压力是否小于预设值，并在蒸汽压力小于预设值时，向阀门定位装置发送升压控制指令，以指示阀门定位装置增大降压阀装置的开度，使蒸汽压力维持稳定，提高蒸汽转换系统的能源利用率。可以理解，上述实施例中，预设值为阈值范围下限，设定值为阈值范围上限，当蒸汽压力大于等于预设值，且小于等于设定值时，数字式控制装置不动作，维持当前降压阀装置的开度不变。

上述用于核电站的蒸汽转换控制方法，使用数字式控制装置根据蒸汽压力，向阀门定位装置发送控制指令，控制降压阀装置的开度，由于数字式控制装置具有控制精度高的优点，有利于提高蒸汽压力的控制精度。

在一个实施例中，蒸汽压力包括入口蒸汽压力和出口蒸汽压力，请参考图4，步骤S600包括步骤S620至步骤S640。

步骤S620：在入口蒸汽压力大于入口压力设定值时，向阀门定位装置发送第一降压控制指令。

步骤S640：在入口蒸汽压力小于或等于入口压力设定值，且出口蒸汽压力大于出口压力设定值时，向阀门定位装置发送第二降压控制指令。

其中，第一降压控制指令和第二降压控制指令均用于指示阀门定位装置减小降压阀装置开度，以降低蒸汽转换器的蒸汽压力。并且，第二降压控制指令对应的降压速度大于第一降压控制指令对应的降压速度。即，当入口蒸汽压力大于入口压力设定值时，采用较快的降压速度，进行压力速降，防止入口蒸汽压力过高，导致下游出口蒸汽压力过高，引起安全阀动作甚至机组热功率上升；当入口蒸汽压力小于或等于入口压力设定值，且出口蒸汽压力大于出口压力设定值时，采用较慢的降压速度，稳定下游供气压力，同时可有效防止阀门频繁波动，提高阀门的使用寿命。

上述实施中，根据入口蒸汽压力和出口蒸汽压力的具体情况进行降压调节，兼顾调节速度和精度，可以防止出现蒸汽压力大幅波动导致安全阀动作甚至一回路超功的严重后果，使蒸汽转换系统具有更高的可靠性、稳定性。

在一个实施例中，请继续参考图4，步骤S200之后，还包括步骤S500：判断蒸汽压力是否大于预警值，并在蒸汽压力大于预警值时，输出预警信息。其中，步骤S500可以在步骤S600之前执行，也可以与步骤S600同时执行。

其中，预警信息的具体内容，可以是文字，还可以是以声音、灯光或声光结合，对应的，输出预警信息的对象，可以是上位机、蜂鸣器或指示灯。该上位机，包括不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。进一步的，预警值可以等于设定值，也可以大于设定值。

在一个实施例中，预警值与设定值为同一数值，步骤S500实际上已经包含了步骤S400，相当于在步骤S400的基础上，执行输出预警信息的指令。在进行蒸汽压力控制的同时输出预警信息，可以便于运维人员及时了解当前系统运行情况，避免因控制设备异常导致的安全问题。

在另一个实施例中，预警值大于设定值，步骤S500在步骤S400之后执行，即在蒸汽压力大于设定值的前提下，进一步判断蒸汽压力是否大于预警值。一方面，在控制设备正常运行的情况下，可以通过自动控制降低蒸汽压力，但蒸汽压力的降低需要耗费一定的时间。此时，将预警值设置为大于设定值的数值，可以用于评估上一次控制设备的降压调节是否有效，避免控制设备正常运行状态下的频繁预警，减少运维人员的巡查压力。另一方面，为避免阀门开度波动过大，单次调节的降压幅度是有限的，若蒸汽压力已经超出降压控制范围，输出预警信息，可以提示运维人员及时进行故障排查，避免蒸汽压力进一步升高，出现严重的安全事故。

此外，需要说明的是，输出预警信息的情况。并不限于上述实施例中的蒸汽压力大于设定值时，当出现电源失电、设备断线或各装置超量程时，都可以由数字式控制装置输出预警信息。

在一个实施例中，请继续参考图4，步骤S200之后，步骤S400之前，还包括步骤S300：获取蒸汽压力实测值，并根据蒸汽压力实测值和蒸汽压力，对压力测量装置进行偏差校准。

其中，蒸汽压力实测值由压力校准装置测量得到并发送至数字式控制装置。具体的，数字式控制装置获取蒸汽压力实测值，并根据蒸汽压力实测值和蒸汽压力，得到校准参数，对压力测量装置进行偏差校准，以提高蒸汽压力测量精度，进而提升蒸汽压力控制的可靠性。

在一个实施例中，请继续参考图4，步骤S200之前，还包括步骤S100：获取初始给定开度和降压阀装置的初始实际开度，并根据初始给定开度和初始实际开度，对降压阀装置进行初始化设置。

其中，初始给定开度由运维人员通过上位机的人机界面进行设置，降压阀装置的初始实际开度，由阀门定位装置提供。具体的，数字式控制装置获取初始给定开度和降压阀装置的初始实际开度，并根据初始给定开度和初始实际开度，得到二者的差值，向阀门定位装置发送控制指令，对降压阀装置进行初始化设置。

在一个实施例中，为避免阀门开度波动过大，当初始给定开度和初始实际开度的差值大于预设差值时，判断初始给定开度无效，以消除误操作导致的安全阀动作风险，提高蒸汽转换系统的稳定性。该预设差值，可以为行程的5％、10％或15％，也可以为具体的压差数值，总之，本实施例对预设差值的具体形式和数值不作限定。

上述实施例中，在启动时，先对降压阀装置进行初始化设置，可以避免因阀门初始开度异常而导致的安全事故，提高蒸汽转换系统的安全性。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种用于核电站的蒸汽转换系统，包括降压阀装置200、蒸汽转换器300、辅助蒸汽除氧器400、疏水箱500和上述的蒸汽转换控制设备100，蒸汽转换器300连接降压阀装置200、辅助蒸汽除氧器400、疏水箱500和蒸汽转换控制设备100；降压阀装置200用于连接主蒸汽系统，蒸汽转换器300用于连接蒸汽分配系统。

关于蒸汽转换控制设备100的具体限定参见上文，此处不再赘述。其中，降压阀装置200用于对主蒸汽系统提供到的主蒸汽进行降压处理。在一个实施例中，该降压阀装置200包括一主一备两套降压阀模块，以提高蒸汽转换系统的稳定性。具体的，来自主蒸汽系统高压饱和蒸汽经降压阀装置200降压到后，进入蒸汽转换器300，在蒸汽转换器300壳体内由一束高压传热管将蒸汽热能传至周围的给水，从而产生辅助蒸汽提供给蒸汽分配系统。进一步的，由辅助蒸汽除氧器400提供用于热能交换的给水，完成热交换后，将给水排出至疏水箱500。在整个蒸汽转换过程中，由蒸汽转换控制设备100进行蒸汽压力的监控的调节，以使蒸汽转换器300的蒸汽压力维持稳定，提高蒸汽转换系统的安全性。

在一个实施例中，如图6所示，用于核电站的蒸汽转换系统还包括安全阀装置600，该安全阀装置600连接降压阀装置200和蒸汽转换器300，用于在降压阀装置200的开度波动过大时，切断蒸汽转换器300的入口蒸汽，进一步提高系统的安全性。

在一个实施例中，请继续参考图6，用于核电站的蒸汽转换系统还包括压力校准装置700，该压力校准装置700连接蒸汽转换控制设备100，用于向数字式控制装置120提供蒸汽压力实测值，便于数字式控制装置120根据蒸汽压力实测值和蒸汽压力，对压力测量装置110进行偏差校准。

在一个实施例中，请继续参考图6，用于核电站的蒸汽转换系统还包括上位机800，该上位机连接蒸汽转换控制设备100，用于向数字式控制装置120提供初始给定开度，便于数字式控制装置120对降压阀装置200进行初始化设置。

进一步的，可以通过对上位机的人机界面进行设计，避免人为误操作。例如，可以通过色差和文字进行提示：在阀门控制状态为自动控制时，显示为绿色，并显示文字“自动”，在阀门控制状态为手动控制时，显示为红色，并显示文字“手动”；将当前运行装置的颜色显示为绿色，备用装置的颜色显示为红色；对当前的控制模式进行文字提示。

在一个实施例中，如图7所示，降压阀装置由两支并联的降压阀模块构成。其中，第一降压阀模块包括降压阀STR001VV、降压阀STR002VV和降压阀STR003VV。第二降压阀模块包括降压阀STR004VV、降压阀STR005VV和降压阀STR006VV。对应的，蒸汽转换控制设备100包括第一阀门定位装置STR005EP和第二阀门定位装置STR006EP，分别用于调节第一降压阀模块和第二降压阀模块的阀门开度。转换器入口压力测量装置包括压力测量阀门STR809VV和压力测量阀门STR810VV，转换器出口压力测量装置包括压力测量阀门STR808VV和压力测量阀门STR811VV。

具体的，来自主蒸汽系统VVP的高压饱和蒸汽经两支并联的降压阀模块降压后，进入蒸汽转换器STR001TX的进口联箱，在蒸汽转换器300壳体内由一束高压传热管将蒸汽热能传至周围的给水，从而产生辅助蒸汽提供给蒸汽分配系统SVA。其中，由辅助蒸汽除氧器STR001DZ提供用于热能交换的给水，完成热交换后，将给水排出至疏水箱STR001BA。在整个蒸汽转换过程中，由转换器入口压力测量装置采集入口蒸汽压力STR001MP并发送至数字式控制装置，由转换器出口压力测量装置采集出口蒸汽压力STR002MP并发送至数字式控制装置，再由数字式控制装置根据入口蒸汽压力STR001MP和出口蒸汽压力STR002MP，向第一阀门定位装置STR005EP和第二阀门定位装置STR006EP发送控制指令，调整降压阀装置的开度。

进一步的，在进行蒸汽压力控制的过程中，还由压力校准装置采集入口蒸汽压力实测值STR006LP和出口蒸汽压力实测值STR005LP，并发送至数字式控制器，便于数字式控制器对压力测量装置进行偏差校准。此外，在系统启动时，由上位机向数字式控制装置提供初始给定开度SAR087VA和SAR088VA，分别用于对第一阀门定位装置STR005EP和第二阀门定位装置STR006EP进行初始化设置。

如图8所示，数字式控制装置为包括PLC控制器的控制装置。该PLC控制器，包括调节器PI1和调节器PI2。当蒸汽转换器入口蒸汽压力(STR001MP)小于或等于蒸汽转换器入口压力设定值(即PI1调节器设定值)，且蒸汽转换器出口蒸汽压力(STR002MP)超过蒸汽转换器出口压力设定值(即PI2调节器设定值)时，进行PI2控制调节，使蒸汽转换器出口压力(STR002MP)维持稳定；当入口蒸汽压力(STR001MP)超过蒸汽转换器入口压力预设值(即PI2调节器设定值)时，切换为PI1运行，使STR001MP压力返回设定压力，其中PI1调节的降压速度大于PI2调节。上述双PI运行的调节方式，使降压阀调节操作方式更为明确，可摆脱现有的半经验操作模式，提高蒸汽压力控制的可靠性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上该实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于核电站的蒸汽转换控制设备，其特征在于，包括压力测量装置、数字式控制装置、阀门定位装置和电源装置，所述数字式控制装置连接所述压力测量装置和所述阀门定位装置；所述压力测量装置用于连接蒸汽转换器，所述阀门定位装置用于连接降压阀装置；所述电源装置连接所述数字式控制装置和所述阀门定位装置；

所述压力测量装置用于采集所述蒸汽转换器的蒸汽压力并发送至所述数字式控制装置；

所述数字式控制装置用于判断所述蒸汽压力是否大于设定值，并在所述蒸汽压力大于设定值时，向所述阀门定位装置发送降压控制指令；所述降压控制指令用于指示所述阀门定位装置减小所述降压阀装置的开度，使所述蒸汽压力维持稳定。

2.根据权利要求1所述的蒸汽转换控制设备，其特征在于，所述压力测量装置包括转换器入口压力测量装置和转换器出口压力测量装置；所述转换器入口压力测量装置和所述转换器出口压力测量装置均连接所述数字式控制装置；所述转换器入口压力测量装置连接所述蒸汽转换器的蒸汽入口；所述转换器出口压力测量装置连接所述蒸汽转换器的蒸汽出口。

3.根据权利要求1所述的蒸汽转换控制设备，其特征在于，还包括通信装置；所述通信装置连接所述数字式控制装置和上位机。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的蒸汽转换控制设备，其特征在于，所述数字式控制装置包括数字式主控制器和数字式从控制器，所述数字式主控制器连接所述数字式从控制器，且所述数字式主控制器和所述数字式从控制器均连接所述压力测量装置、所述阀门定位装置和所述电源装置。

5.一种用于核电站的蒸汽转换控制方法，其特征在于，基于如权利要求1至4任意一项的蒸汽转换控制设备实现，所述蒸汽转换控制方法包括：

获取蒸汽转换器的蒸汽压力；所述蒸汽压力由压力测量装置采集得到；

判断所述蒸汽压力是否大于设定值；

在所述蒸汽压力大于设定值时，向阀门定位装置发送降压控制指令；所述降压控制指令用于指示所述阀门定位装置减小降压阀装置的开度，使所述蒸汽压力维持稳定。

6.根据权利要求5所述的蒸汽转换控制方法，其特征在于，所述蒸汽压力包括入口蒸汽压力和出口蒸汽压力；所述在所述蒸汽压力大于设定值时，向阀门定位装置发送降压控制指令，包括：

在所述入口蒸汽压力大于入口压力设定值时，向阀门定位装置发送第一降压控制指令；

在所述入口蒸汽压力小于或等于入口压力设定值，且所述出口蒸汽压力大于出口压力设定值时，向阀门定位装置发送第二降压控制指令；

所述第二降压控制指令对应的降压速度大于所述第一降压控制指令对应的降压速度。

7.根据权利要求5所述的蒸汽转换控制方法，其特征在于，所述获取蒸汽转换器的蒸汽压力之后，还包括：

判断所述蒸汽压力是否大于预警值，并在所述蒸汽压力大于预警值时，输出预警信息。

8.根据权利要求5至7任意一项所述的蒸汽转换控制方法，其特征在于，所述获取蒸汽转换器的蒸汽压力之后，所述判断所述蒸汽压力是否大于设定值之前，还包括：

获取蒸汽压力实测值，并根据所述蒸汽压力实测值和所述蒸汽压力，对所述压力测量装置进行偏差校准。

9.根据权利要求5至7任意一项所述的蒸汽转换控制方法，其特征在于，所述获取蒸汽转换器的蒸汽压力之前，还包括：

获取初始给定开度和所述降压阀装置的初始实际开度，并根据所述初始给定开度和所述初始实际开度，对所述降压阀装置进行初始化设置。

10.一种用于核电站的蒸汽转换系统，其特征在于，包括降压阀装置、蒸汽转换器、辅助蒸汽除氧器、疏水箱和如权利要求1至4任意一项所述的蒸汽转换控制设备，所述蒸汽转换器连接所述降压阀装置、所述辅助蒸汽除氧器、所述疏水箱和所述蒸汽转换控制设备；所述降压阀装置用于连接主蒸汽系统，所述蒸汽转换器用于连接蒸汽分配系统。

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