CN114688520A - 一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统，包括以下步骤：获取蒸汽发生器液位控制系统的运行工况；根据蒸汽发生器液位控制系统的运行工况判断蒸汽发生器是否进入预设工况；若是，结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位。本发明在异常工况下可以通过开环控制快速将蒸汽发生器的液位恢复至正常值，不需要人为介入干预，也不会触发保护动作，大大提高整个蒸汽发生器液位控制系统的可靠性，降低机组由于蒸汽发生器液位控制失效导致停堆的风险。

Description

一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统

技术领域

本发明涉及核电站自动控制的技术领域，更具体地说，涉及一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统。

背景技术

蒸汽发生器(SG，Steam Generator)液位控制系统是核电站最重要的控制系统。SG液位过高会导致出口蒸汽湿度增加，加剧汽机的冲蚀现象，对汽轮叶片造成损害；此外，水位过高会导致出现蒸汽管道破裂后对一回路过度冷却，导致反应性事故发生。SG液位过低，则可能导致U型管顶部裸露，甚至导致给不管出现水锤现象，影响到一回路的余热导出，影响核安全。SG液位控制是核电站控制难度最大的控制系统，一方面由于虚假液位的影响导致SG液位控制难度很大，另一方面SG液位控制对控制系统的响应速度要求非常高，控制系统的响应异常后较短时间内即会触发保护动作。

现有技术为满足SG液位控制系统的性能，广泛采用了将SG液位、给水流量、蒸汽流量作为控制参数的串级三冲量自动控制系统。主调节器为液位PID调节器，通过控制液位偏差计算得到“水-汽”流量偏差需求值，加上蒸汽流量测量值即为给水流量需求值；副调节器是给水流量PI调节器，可快速响应蒸汽流量的变化，其输出控制给水调节阀开度。为使控制器快速消失水位偏差，增加了水位偏差的惯性微分环节作为前馈；为加快流量调节器的调节速度，增加流量前馈环节。为了保证控制系统的快速响应，设置了液位主调节器的微分环节以及给水流量调节器。然而这种方案虽能够在正常运行工况下快速的响应SG液位以及蒸汽流量、给水流量的变化，但是难以响应一些异常工况下的SG液位控制，如操作员误操作或仪表故障导致控制系统强制手动等异常情况。这些异常情况下需要操作员进行手动干预，而干预的风险很高：一方面，SG液位变化过程很快；另一方面，可能涉及多个SG的液位干预。

或者，在其他方案中，如某三代核电机组设置了一种辅助功能，在液位接近停堆阈值时阀门全开或全关，来实现对SG液位的控制。但这种方案缺陷较大，不适用于全功率范围内的SG液位功率，特别是在低功率平台反而可能由于此辅助功能加剧SG液位的异常，从而触发保护动作。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，包括以下步骤：

获取蒸汽发生器液位控制系统的运行工况；

根据所述蒸汽发生器液位控制系统的运行工况判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入预设工况；

若是，结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述预设开环控制方法包括：第一开环控制模式、第二开环控制模式和第三开环控制模式；

所述第一开环控制模式包括：给水调节阀开环控制；

所述第二开环控制模式包括：主给水泵转速开环控制；

所述第三开环控制模式包括：给水调节阀开环控制和主给水泵转速开环控制。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，若液位控制系统为无差压修正的蒸汽发生器液位控制系统，则采用第一开环控制模式、第二开环控制模式和第三开环控制模式中的任意一种；

若液位控制系统为有差压修正的蒸汽发生器液位控制系统，则采用第一开环控制模式或者第三开环控制模式。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述预设工况包括：实测液位大于高触发阈值工况、实测液位小于低触发阈值工况、主给水泵切换工况和失去一台主给水泵甩负荷工况中的任意一种。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述方法还包括：

获取蒸汽发生器的液位实测数据；

将所述液位实测数据与液位设定值进行比较，获得液位偏差值；

根据所述液位偏差值判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述根据所述液位偏差值判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况包括：

将所述液位偏差值与偏差设定值进行比较；

根据所述液位偏差值与偏差设定值的比较结果，判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述比较结果包括：所述液位偏差值与所述偏差设定值的差值大于高触发阈值和所述液位偏差值与所述偏差设定值的差值小于低触发阈值。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述根据所述液位偏差值与偏差设定值的比较结果，判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况包括：

若所述比较结果为：所述液位偏差值与所述偏差设定值的差值大于高触发阈值，则判断所述蒸汽发生器液位控制系统进入实测液位大于高触发阈值工况；

若所述比较结果为：所述液位偏差值与所述偏差设定值的差值小于低触发阈值，则判断所述蒸汽发生器液位控制系统进入实测液位小于低触发阈值工况。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，若所述预设工况为实测液位大于高触发阈值工况，且所述预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用实测液位高辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位；

若所述预设工况为实测液位小于低触发阈值工况，且所述预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用实测液位低辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述采用实测液位高辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

根据当前功率、当前给水需求量以及给水调节阀的目标开度，输出偏小开度指令以调节所述蒸汽发生器的液位；

所述采用实测液位低辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

根据所述当前功率、所述当前给水需求量以及所述给水调节阀的目标开度，输出偏大开度指令以调节所述蒸汽发生器的液位。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，若所述预设工况为实测液位大于高触发阈值工况，且所述预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用实测液位高辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位；

若所述预设工况为实测液位小于低触发阈值工况，且所述预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用实测液位低辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述采用实测液位高辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

根据当前功率和主给水泵的目标转速，输出偏小转速指令以调节所述蒸汽发生器的液位；

所述采用实测液位低辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

根据所述当前功率和所述主给水泵的目标转速，输出偏大转速指令以调节所述蒸汽发生器的液位。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，若所述预设工况为主给水泵切换工况，且所述预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用给水调节阀开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位；

若所述预设工况为主给水泵切换工况，且所述预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用主给水泵切换阀门开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述采用给水调节阀开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

在启泵信号后，降低给水调节阀开度；

在停泵信号后，增加给水调节阀开度。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述采用主给水泵切换阀门开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

调节主给水泵转速，以控制所述主给水泵转速返回至切换前的数值；

切换至由汽水差压PI控制器控制主给水泵转速。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，若所述预设工况为失去一台主给水泵甩负荷工况，且所述预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用给水调节阀开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位；

若所述预设工况为失去一台主给水泵甩负荷工况，且所述预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用失去一台主给水泵辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述采用给水调节阀开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

将给水调节阀切换至开环控制并输出增加阀门开度指令；

在输出增加阀门开度指令后，监测所述给水调节阀的实际开度；

判断所述给水调节阀的实际开度是否与所述增加阀门开度指令对应的开度一致；

若是，控制所述给水调节阀切换至蒸汽发生器液位自动控制。

在本发明所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法中，所述采用失去一台主给水泵辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

输出最高转速调节指令，以调节主给水泵转速；

在输出最高转速调节指令后，通过汽水差压PI控制器监测主给水泵的实际转速；

判断所述实际转速是否与所述最高转速调节指令对应的转速一致；

若是，切换至油汽水差压PI控制器控制主给水泵转速。

本发明还提供一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制系统，包括：

获取单元，用于获取蒸汽发生器液位控制系统的运行工况；

判断单元，用于根据所述蒸汽发生器液位控制系统的运行工况判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入预设工况；

调节单元，用于若是，结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位。

实施本发明的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统，具有以下有益效果：包括以下步骤：获取蒸汽发生器液位控制系统的运行工况；根据蒸汽发生器液位控制系统的运行工况判断蒸汽发生器是否进入预设工况；若是，结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位。本发明在异常工况下可以通过开环控制快速将蒸汽发生器的液位恢复至正常值，不需要人为介入干预，也不会触发保护动作，大大提高整个蒸汽发生器液位控制系统的可靠性，降低机组由于蒸汽发生器液位控制失效导致停堆的风险。

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是本发明实施例提供的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的给水调节阀开环控制的逻辑示意图；

图3是本发明实施例提供的主给水泵转速开环控制的逻辑示意图；

图4是本发明实施例提供的实测液位与设定值存在大偏差工况中给水阀开环控制示意图；

图5是本发明实施例提供的实测液位与设定值存在大偏差工况中主给水泵转速开环控制示意图；

图6是本发明实施例提供的蒸汽发生器液位辅助控制功能阀位函数示意图；

图7是本发明实施例提供的核电站蒸汽发生器液位辅助控制系统的结构示意图。

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。

为了减轻蒸汽发生器液位控制失效后操作员手动干预的工作负荷，降低人因风险，提高人机交互性能，本发明提供了一套独立于蒸汽发生器液位自动控制系统的蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统，该蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统不影响蒸汽发生器液位控制系统在正常工况下的运行，在异常工况下，该蒸汽发生器液位辅助控制方法和系统可以旁路正常的蒸汽发生器液位控制系统，并通过开环控制快速将蒸汽发生器液位恢复至正常值，最后无扰的切换至正常的蒸汽发生器液位控制系统，从而可以大大提高整个蒸汽发生器液位控制系统的可靠性，降低机组由于蒸汽发生器液位控制失效导致停堆的风险。

具体的，参考图1，为本发明实施例提供的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法一可选实施例的流程示意图。

如图1所示，该核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法包括以下步骤：

步骤S101、获取蒸汽发生器液位控制系统的运行工况。

可以理解地，本发明实施例中，蒸汽发生器液位控制系统的运行工况可采用现有的方式进行监测和获取。

步骤S102、根据蒸汽发生器液位控制系统的运行工况判断蒸汽发生器液位控制系统是否进入预设工况。

可选的，本发明实施例中，预设工况包括但不限于实测液位大于高触发阈值工况、实测液位小于低触发阈值工况、主给水泵切换工况和失去一台主给水泵甩负荷工况中的任意一种。可以理解地，预设工况还可以包括其他工况，如隔离一环路等工况。

一些实施例中，蒸汽发生器是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况可以通过以下方式判断。

具体的，获取蒸汽发生器的液位实测数据；将液位实测数据与液位设定值进行比较，获得液位偏差值；根据液位偏差值判断蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况。

其中，根据液位偏差值判断蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况包括：将液位偏差值与偏差设定值进行比较；根据液位偏差值与偏差设定值的比较结果，判断蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况。

可选的，本发明实施例中，比较结果包括：液位偏差值与偏差设定值的差值大于高触发阈值和液位偏差值与偏差设定值的差值小于低触发阈值。

一些实施例中，若比较结果为：液位偏差值与偏差设定值的差值大于高触发阈值，则判断蒸汽发生器液位控制系统进入实测液位大于高触发阈值工况；若比较结果为：液位偏差值与偏差设定值的差值小于低触发阈值，则判断蒸汽发生器液位控制系统进入实测液位小于低触发阈值工况。

可选的，本发明实施例中，在机组功率运行阶段，可以通过监测主给水泵的运行状态判断蒸汽发生器液位控制系统是否进入主给水泵自动切换工况。

可选的，本发明实施例中，在机组高功率运行阶段，可以通过监测机组是否触发失去一台主给水泵甩负荷工况以判断蒸汽发生器液位控制系统是否进入失去一台主给水泵甩负荷工况。

步骤S103、若是，结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位。

可选的，本发明实施例中，预设开环控制方法包括：第一开环控制模式、第二开环控制模式和第三开环控制模式。

第一开环控制模式包括：给水调节阀开环控制。

第二开环控制模式包括：主给水泵转速开环控制。

第三开环控制模式包括：给水调节阀开环控制和主给水泵转速开环控制。

可选的，本发明实施例中，若液位控制系统为无差压修正的蒸汽发生器液位控制系统，则采用第一开环控制模式、第二开环控制模式和第三开环控制模式中的任意一种。若液位控制系统为有差压修正的蒸汽发生器液位控制系统，则采用第一开环控制模式或者第三开环控制模式。

即本发明实施例中，在进入预设工况后，对于无差压修正的蒸汽发生器液位控制系统，可以采用给水调节阀开环控制调节蒸汽发生器的液位，也可以采用主给水泵转速开环控制调节蒸汽发生器的液位，或者也可以采用两者的组合调节蒸汽发生器的液位；对于有差压修正的蒸汽发生器液位控制系统，因为汽水差压控制和蒸汽发生器液位控制耦合，因此，一般采用给水调节阀开环控制调节蒸汽发生器的液位，或者在某些特殊工况下也可以采用两者的组合调节蒸汽发生器的液位。

具体的，如图2所示，若预设工况为实测液位大于高触发阈值工况，且预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位包括：采用实测液位高辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位。

其中，采用实测液位高辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位包括：根据当前功率、当前给水需求量以及给水调节阀的目标开度，输出偏小开度指令以调节蒸汽发生器的液位。

若预设工况为实测液位小于低触发阈值工况，且预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位包括：采用实测液位低辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位。

其中，采用实测液位低辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位包括：根据当前功率、当前给水需求量以及给水调节阀的目标开度，输出偏大开度指令以调节蒸汽发生器的液位。

具体的，如图4所示，为进入实测液位大于高触发阈值工况或者进入实测液位小于低触发阈值工况，且采用给水调节阀开环控制调节蒸汽发生器的液位的示意图。

如图4所示，当蒸汽发生器液位超出正常控制范围，逼近保护动作阈值(图4中的高停堆旁阈值或者低停堆阈值)，设置蒸汽发生器液位辅助控制的高阈值H1和低阈值L1。

当触发高阈值H1时(即蒸汽发生器的液位实测数据达到高阈值H1)，控制给水调节阀切至开环控制且强制自动，并根据机组当前功率、当前功率对应的给水需求量以及给水调节阀的目标开度，输出偏小开度指令以调节蒸汽发生器的液位，使蒸汽发生空对空的液位快速恢复至正常值。其中，该偏小开度指令如图4所示为X0-X1(X0为机组当前功率平台稳态工况下的给水调节阀开度，X1为H1阈值触发后辅助控制开环的阀门指令)。

当触发低阈值L1时，控制给水调节阀切至开环控制且强制自动，并根据机组当前功率、该当前功率对应的给水需求量和给水调节阀的目标开度，输出偏大开度指令以调节蒸汽发生器的液位，使蒸汽发生器的液位快速恢复至正常值。其中，该偏大指令如图4所示为Y1-X0(X0为机组当前功率平台稳态工况下的给水调节阀开度，Y1为L1阈值触发后辅助控制开环的阀门指令)。

如图3所示，若预设工况为实测液位大于高触发阈值工况，且预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位包括：采用实测液位高辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位。

其中，采用实测液位高辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位包括：根据当前功率和主给水泵的目标转速，输出偏小转速指令以调节蒸汽发生器的液位。

若预设工况为实测液位小于低触发阈值工况，且预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位包括：采用实测液位低辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位。

其中，采用实测液位低辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位包括：根据当前功率和主给水泵的目标转速，输出偏大转速指令以调节蒸汽发生器的液位。

具体的，如图5所示，为进入实测液位大于高触发阈值工况或者进入实测液位小于低触发阈值工况，且采用主给水泵开环控制调节蒸汽发生器的液位的示意图。

如图5所示，当蒸汽发生器液位超出正常控制范围，逼近保护动作阈值(图5中的高停堆旁阈值或者低停堆阈值)，设置蒸汽发生器液位辅助控制的高阈值H1和低阈值L1。

当触发高阈值H1时(即蒸汽发生器的液位实测数据达到高阈值H1)，控制主给水泵转速切至开环控制，根据机组当前功率及主给水泵的目标转速，输出偏小转速指令以调节蒸汽发生器的液位，使蒸汽发生器的液位快速恢复至正常值。其中，如图5所示，该偏小转速指令为比S0偏小S1的转速指令(S0为机组当前功率平台稳态工况下的主给水泵转速)。

当触发低阈值L1时，控制主给水泵转速切换至开环控制，并根据机组当前功率及主给水泵的目标转速，输出一偏大转速指令以调节蒸汽发生器的液位，使蒸汽发生器的液位快速恢复至正常值。其中，如图5所示，该偏大转速指令为比S0偏大Sa(S0为机组当前功率平台稳态工况下的主给水泵转速)。

可以理解地，本发明实施例中，可以根据情况增加阈值，如图4和图5所示，可以设置H1、……、Hn多个高阈值和L1、……、Ln多个低阈值。由于蒸汽发生器液位高停堆阈值距离设定值较近，容易触发，要求快速将蒸汽发生器液位拉回安全裕度内，因此一般设置多个高阈值，阈值逐次升高给水调节阀或主给水泵动作变化幅度逐次增加，快速蒸汽发生器液位拉回正常值；由于蒸汽发生器液位低停堆阈值距离设定值较远，相对不容易触发，一般可以设置1个低阈值。

其中，阈值的选择除了需要考虑设定值距离保护阈值的远近，还需考虑蒸汽发生器虚假水位的影响，突然增加给水流量，蒸汽发生器液位会先降低后增加，突然减小给水流量，蒸汽发生器液位会先增加后降低，因此在设置阈值时，要与保护阈值距离一定裕度，例如辅助控制高阈值触发后，给水流量突然减小，由于虚假水位，蒸汽发生器液位先增加后降低，如果设置不当可能直接触发保护动作。

进一步地，本发明实施例中，为了避免触发保护动作，本发明还考虑了给水调节阀的动作幅度。其中，确定给水调节阀的动作幅度的方法有两种，一种是通过汽水偏差阈值，另一种是根据不同功率平台设置不同阀门目标开度。

具体的，蒸汽发生器的液位高于高触发阈值H1，控制给水调节阀快速关小，期间蒸汽发生器的液位PID跟踪阀位指令，当给水流量低于蒸汽流量达到Xt/h(低汽水偏差阈值)时，给水调节阀停止关闭或主给水泵转速停止减小；SG液位低于低触发阈值L1，给水调节阀快速开大，当给水流量高于蒸汽流量达到Yt/h(高汽水偏差阈值)时，给水调节阀停止开大或主给水泵转速停止增加。这个汽水偏差闭锁阈值可以设计为恒定阈值逻辑，也可根据现场试验优化为随功率平台改变的变阈值逻辑。同样的，触蒸汽发生器液位辅助控制阈值H2时，可以提高X阈值；触发蒸汽发生器液位辅助控制阈值L2时，可以提高Y阈值。其中，低汽水偏差阈值和高汽水偏差阈值均需根据不同机组热工水力情况设计，根据现场调试确定。

具体的，不同的机组功率设置不同的目标开度或目标转速，以蒸汽发生器的液位辅助控制H1高阈值触发为例，这个目标开度可以根据阀门特性计算得到，也可根据现场试验而得到。不同功率平台的目标开度与该功率平台的阀门稳态开度差值可以为固定值，也可以根据功率平台设定为不一样。

其中，阀门开度与功率平台的阀位函数如图6所示。

进一步地，由于蒸汽发生器的液位响应具有滞后和虚假水位等特性，当上述H1、H2、L1阈值触发后，蒸汽发生器的液位相较上述阈值略有降低即需退出该阈值对应的辅助控制功能，否则可能导致蒸汽发生器的液位变化幅度过大，甚至引起H1、L1辅助控制功能之前反复震荡。例如蒸汽发生器液位辅助控制H1阈值为0.6m，辅助控制动作触发后，当SG液位降低至0.55m，即退出辅助控制系统。

可选的，本发明实施例中，若预设工况为主给水泵切换工况，且预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位包括：采用给水调节阀开环逻辑调节蒸汽发生器的液位。

其中，采用给水调节阀开环逻辑调节蒸汽发生器的液位包括：在启泵信号后，降低给水调节阀开度；在停泵信号后，增加给水调节阀开度。

可选的，本发明实施例中，若预设工况为主给水泵切换工况，且预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位包括：采用主给水泵切换阀门开环逻辑调节蒸汽发生器的液位。

其中，采用主给水泵切换阀门开环逻辑调节蒸汽发生器的液位包括：调节主给水泵转速，以控制主给水泵转速返回至切换前的数值；切换至由汽水差压PI控制器控制主给水泵转速。

具体的，当机组功率运行阶段，一台主给水泵停运另外备用泵启动时，特别对于单台主给水泵运行工况的自动切换试验，由于转速PI控制器相对开环时延较大，存在瞬时无给水泵运行的工况，通过开环控制直接将主给水泵转速调至切换前的数值，然后将主给水泵转速切为汽水差压PI控制器控制，可降低给水流量不足的时间，减少对SG液位的影响。也可采用调节阀开环方案，在启泵信号后降低给水调节阀开度，在停泵信号后增加给水调节阀开度。

可选的，本发明实施例中，若预设工况为失去一台主给水泵甩负荷工况，且预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位包括：采用给水调节阀开环逻辑调节蒸汽发生器的液位。

其中，采用给水调节阀开环逻辑调节蒸汽发生器的液位包括：将给水调节阀切换至开环控制并输出增加阀门开度指令；在输出增加阀门开度指令后，监测给水调节阀的实际开度；判断给水调节阀的实际开度是否与增加阀门开度指令对应的开度一致；若是，控制给水调节阀切换至蒸汽发生器液位自动控制。

若预设工况为失去一台主给水泵甩负荷工况，且预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位包括：采用失去一台主给水泵辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位。

其中，采用失去一台主给水泵辅助控制逻辑调节蒸汽发生器的液位包括：输出最高转速调节指令，以调节主给水泵转速；在输出最高转速调节指令后，通过汽水差压PI控制器监测主给水泵的实际转速；判断实际转速是否与最高转速调节指令对应的转速一致；若是，切换至油汽水差压PI控制器控制主给水泵转速。

具体的，在机组高功率运行阶段，若某台运行主给水泵故障，机组会触发失去一台主给水泵甩负荷工况，二回路负荷下降，一回路“堆跟机”降功率，由于给水不足，蒸汽发生器液位会迅速降低，有触发跳堆的风险。通过在机组触发失去一台主给水泵甩负荷工况时，将主给水泵转速控制切换为开环控制，并将主给水泵最高供水能力的转速作为指令输出，期间汽水差压PI控制器跟踪开环指令输出，在主给水泵实际转速与开环输出转速一致后，切为汽水差压PI控制器控制。也可采用调节阀开环方案，在机组触发失去一台主给水泵甩负荷工况时，将给水调节阀切为开环控制增加阀门开度，当给水调节阀实际开度与开环输出指令开度一致后，将给水调节阀切为蒸汽发生器液位控制。

参考图7，为本发明提供的核电站蒸汽发生器液位辅助控制系统一可选实施例的结构示意图。该核电站蒸汽发生器液位辅助控制系统可用于实现本发明实施例公开的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法。

具体的，如图7所示，该核电站蒸汽发生器液位辅助控制系统包括：

获取单元701，用于获取蒸汽发生器液位控制系统的运行工况。

判断单元702，用于根据蒸汽发生器液位控制系统的运行工况判断蒸汽发生器液位控制系统是否进入预设工况。

调节单元703，用于若是，结合预设工况并采用预设开环控制方法调节蒸汽发生器的液位。

本发明采用了开环的控制策略，可在蒸汽发生器的液位大幅偏离整定值后切除正常的闭环控制系统，辅助操作员大幅度、快速改变控制指令，快速恢复蒸汽发生器的液位，降低了蒸汽发生器的液位人为介入干预风险，提高了人机交互性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (19)

1.一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取蒸汽发生器液位控制系统的运行工况；

根据所述蒸汽发生器液位控制系统的运行工况判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入预设工况；

若是，结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位。

2.根据权利要求1所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述预设开环控制方法包括：第一开环控制模式、第二开环控制模式和第三开环控制模式；

所述第一开环控制模式包括：给水调节阀开环控制；

所述第二开环控制模式包括：主给水泵转速开环控制；

所述第三开环控制模式包括：给水调节阀开环控制和主给水泵转速开环控制。

3.根据权利要求2所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，若液位控制系统为无差压修正的蒸汽发生器液位控制系统，则采用第一开环控制模式、第二开环控制模式和第三开环控制模式中的任意一种；

若液位控制系统为有差压修正的蒸汽发生器液位控制系统，则采用第一开环控制模式或者第三开环控制模式。

4.根据权利要求2所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述预设工况包括：实测液位大于高触发阈值工况、实测液位小于低触发阈值工况、主给水泵切换工况和失去一台主给水泵甩负荷工况中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取蒸汽发生器的液位实测数据；

将所述液位实测数据与液位设定值进行比较，获得液位偏差值；

根据所述液位偏差值判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况。

6.根据权利要求5所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述根据所述液位偏差值判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况包括：

将所述液位偏差值与偏差设定值进行比较；

根据所述液位偏差值与偏差设定值的比较结果，判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况。

7.根据权利要求6所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述比较结果包括：所述液位偏差值与所述偏差设定值的差值大于高触发阈值和所述液位偏差值与所述偏差设定值的差值小于低触发阈值。

8.根据权利要求7所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述根据所述液位偏差值与偏差设定值的比较结果，判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入实测液位大于高触发阈值工况或者实测液位小于低触发阈值工况包括：

若所述比较结果为：所述液位偏差值与所述偏差设定值的差值大于高触发阈值，则判断所述蒸汽发生器液位控制系统进入实测液位大于高触发阈值工况；

若所述比较结果为：所述液位偏差值与所述偏差设定值的差值小于低触发阈值，则判断所述蒸汽发生器液位控制系统进入实测液位小于低触发阈值工况。

9.根据权利要求8所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，若所述预设工况为实测液位大于高触发阈值工况，且所述预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用实测液位高辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位；

若所述预设工况为实测液位小于低触发阈值工况，且所述预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用实测液位低辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位。

10.根据权利要求9所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述采用实测液位高辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

根据当前功率、当前给水需求量以及给水调节阀的目标开度，输出偏小开度指令以调节所述蒸汽发生器的液位；

所述采用实测液位低辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

根据所述当前功率、所述当前给水需求量以及所述给水调节阀的目标开度，输出偏大开度指令以调节所述蒸汽发生器的液位。

11.根据权利要求8所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，若所述预设工况为实测液位大于高触发阈值工况，且所述预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用实测液位高辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位；

若所述预设工况为实测液位小于低触发阈值工况，且所述预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用实测液位低辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位。

12.根据权利要求11所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述采用实测液位高辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

根据当前功率和主给水泵的目标转速，输出偏小转速指令以调节所述蒸汽发生器的液位；

所述采用实测液位低辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

根据所述当前功率和所述主给水泵的目标转速，输出偏大转速指令以调节所述蒸汽发生器的液位。

13.根据权利要求4所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，若所述预设工况为主给水泵切换工况，且所述预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用给水调节阀开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位；

若所述预设工况为主给水泵切换工况，且所述预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用主给水泵切换阀门开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位。

14.根据权利要求13所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述采用给水调节阀开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

在启泵信号后，降低给水调节阀开度；

在停泵信号后，增加给水调节阀开度。

15.根据权利要求13所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述采用主给水泵切换阀门开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

调节主给水泵转速，以控制所述主给水泵转速返回至切换前的数值；

切换至由汽水差压PI控制器控制主给水泵转速。

16.根据权利要求4所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，若所述预设工况为失去一台主给水泵甩负荷工况，且所述预设开环控制方法为第一开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用给水调节阀开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位；

若所述预设工况为失去一台主给水泵甩负荷工况，且所述预设开环控制方法为第二开环控制模式，则结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位包括：

采用失去一台主给水泵辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位。

17.根据权利要求16所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述采用给水调节阀开环逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

将给水调节阀切换至开环控制并输出增加阀门开度指令；

在输出增加阀门开度指令后，监测所述给水调节阀的实际开度；

判断所述给水调节阀的实际开度是否与所述增加阀门开度指令对应的开度一致；

若是，控制所述给水调节阀切换至蒸汽发生器液位自动控制。

18.根据权利要求16所述的核电站蒸汽发生器液位辅助控制方法，其特征在于，所述采用失去一台主给水泵辅助控制逻辑调节所述蒸汽发生器的液位包括：

输出最高转速调节指令，以调节主给水泵转速；

在输出最高转速调节指令后，通过汽水差压PI控制器监测主给水泵的实际转速；

判断所述实际转速是否与所述最高转速调节指令对应的转速一致；

若是，切换至油汽水差压PI控制器控制主给水泵转速。

19.一种核电站蒸汽发生器液位辅助控制系统，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取蒸汽发生器液位控制系统的运行工况；

判断单元，用于根据所述蒸汽发生器液位控制系统的运行工况判断所述蒸汽发生器液位控制系统是否进入预设工况；

调节单元，用于若是，结合所述预设工况并采用预设开环控制方法调节所述蒸汽发生器的液位。

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