CN115095545A - 核电站主泵的控制方法及控制系统 - Google Patents

核电站主泵的控制方法及控制系统 Download PDF

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王世鹏
唐彬嘉
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Abstract

本发明涉及一种核电站主泵的控制方法，其包括：根据主泵中静压轴封的结构尺寸和初始状态建立其初始固定域模型；获取静压轴封在使用过程中的工况参数；将工况参数输入初始固定域模型内，以计算静压轴封的液膜厚度；比较液膜厚度与预设液膜厚度的数值大小；根据数值大小的比较结果，控制主泵的运行状态。由于本方法只需要根据计算的液膜厚度与预设液膜厚度的大小来最终控制主泵的运行状态，因而当静压轴封的注入水异常断流且热屏冷却水故障，且没有在较短时间内恢复静压轴封的供水时，不需要直接停泵来检查。有效的减少了不必要的停泵次数，使得整个主泵的经济性较好，同时也能够有效减少多次骤然停机对主泵所造成的损害，主泵的使用寿命更长。

Description

核电站主泵的控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及核电主泵密封安全技术领域，特别是涉及核电站主泵的控制方法及控制系统。
背景技术
反应堆冷却剂泵简称主泵，是一回路系统中唯一的转动设备，其可靠性直接影响到反应堆是否可安全运行。主泵机械密封组件由三级机械密封串联组成，第一道轴封是可控制泄漏的液膜密封，也称静压轴封。第二和第三道轴封是摩擦面密封，三道密封串联布置，用于保证带放射剂的冷却剂不会沿着泵轴向上泄漏。
静压轴封的主要部件是一个随泵轴一起转动的动环和一个与密封外罩固定的静环。且静压轴封在运转的过程中，动环和静环的表面通过一层液膜隔离，以避免二者接触并发生磨损，从而导致静压轴封发生过量泄露的情况。现有技术中，当主泵在使用时，若出现静压轴封的注入水异常断流时，如果此时再叠加热屏冷却水故障，静压轴封的温度将出现快速上涨，此时则需要在较短时间内恢复静压轴封的供水，如若不能，则必须立即停泵检查静压轴封。然而此种操作方式则会使得整个主泵的经济性较差，且多次骤然停机也会对主泵的损害较大，使得主泵的使用寿命降低。
发明内容
基于此，有必要针对当主泵在使用过程中，若出现静压轴封的注入水异常断流且热屏冷却水故障时，如若不能在较短时间内恢复静压轴封的供水，则必须立即停泵检查静压轴封所导致的整个主泵经济性较差，同时多次骤然停机对主泵的损害也较大，主泵的使用寿命较低的技术问题，提供一种核电站主泵的控制方法。
一种核电站主泵的控制方法，其包括：根据所述主泵中静压轴封的结构尺寸和初始状态建立其初始固定域模型；获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数；将所述工况参数输入所述初始固定域模型内，以计算所述静压轴封的液膜厚度h；比较所述液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小；根据所述液膜厚度h与所述预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制所述主泵的运行状态。
在其中一个实施例中，所述根据所述液膜厚度h与所述预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制所述主泵的运行状态的步骤，具体包括：若所述液膜厚度h大于等于所述预设液膜厚度h0，则控制所述主泵继续运行；若所述液膜厚度h小于所述预设液膜厚度h0，则控制所述主泵停机。
在其中一个实施例中，所述预设液膜厚度h0的取值范围为8-10μm。
在其中一个实施例中，所述预设液膜厚度h0为8μm。
在其中一个实施例中，所述获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，具体包括：
获取所述静压轴封的密封泄漏量Q、所述静压轴封的端面半径方向变量R、流经所述静压轴封的液体粘度μ，以及所述静压轴封的注入压力p；
所述将所述工况参数输入所述初始固定域模型内，以计算所述静压轴封的液膜厚度h的步骤，具体包括：
根据以下公式获取所述静压轴封的液膜厚度h：
Figure BDA0003710058220000031
其中，Q为所述静压轴封的密封泄漏量，R为所述静压轴封的端面半径方向变量，μ为流经所述静压轴封的液体粘度，p为对所述静压轴封的注入压力。
在其中一个实施例中，所述获取所述静压轴封在现场使用过程中的工况参数的步骤还包括：获取所述静压轴封的回路压力；在所述获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，和所述将所述工况参数输入所述初始固定域模型内，以计算所述静压轴封的液膜厚度h的步骤之间，所述核电站主泵的控制方法还包括：比较所述密封泄露量Q与第一预设值、第二预设值的数值大小；比较所述回路压力与第三预设值的数值大小；若所述密封泄漏量Q小于等于所述第一预设值，则控制所述主泵继续运行；若所述密封泄漏量Q大于所述第一预设值，则发出报警信息；若所述密封泄漏量Q大于所述第二预设值，且所述回路压力大于所述第三预设值时，则将所述工况参数输入所述初始固定域模型内，以计算所述静压轴封的所述液膜厚度h；其中，所述第一预设值小于所述第二预设值。
在其中一个实施例中，所述获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤之前，所述核电站主泵的控制方法还包括：获取所述静压轴封在使用过程中的密封腔温度参数T；比较所述密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小；根据所述密封腔温度参数T与所述预设温度T0的数值大小的比较结果，确定是否获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数。
在其中一个实施例中，所述根据所述密封腔温度参数T与所述预设温度T0的数值大小的比较结果，确定是否获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，具体包括：若所述密封腔温度参数T小于所述预设温度T0，则不获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数，并控制所述主泵继续运行；若所述密封腔温度参数T大于等于所述预设温度T0，则获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数。
在其中一个实施例中，所述预设温度T0为95℃。
本发明还提供一种核电站主泵的控制系统，能够解决上述至少一个技术问题。
本发明提供的核电站主泵的控制系统，其包括：传感器单元，所述传感器单元用于获取所述主泵中静压轴封在使用过程中的工况参数；控制器，所述控制器与所述传感器单元电连接；所述控制器用于将获取的所述工况参数输入初始固定域模型内，并计算所述静压轴封的液膜厚度h；所述控制器还用于比较所述液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小；并根据所述液膜厚度h与所述预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制所述主泵的运行状态。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种核电站主泵的控制方法，当其在核电站主泵上进行使用时，获取静压轴封在使用过程中的工况参数，并将获取到的工况参数输入到初始固定域模型内，进而计算静压轴封的液膜厚度，此时再将计算的液膜厚度与预设液膜厚度进行大小的比较，最终根据计算的液膜厚度与预设液膜厚度的数值大小的比较结果来控制主泵的运行状态。可见，通过本方法对主泵的可靠性评价时，其只需要根据计算的液膜厚度与预设液膜厚度的大小来最终控制主泵的运行状态，因而当静压轴封的注入水异常断流且热屏冷却水故障，且没有在较短时间内恢复静压轴封的供水时，也不需要直接停泵来检查静压轴封。而是可以通过本方法对液膜厚度进行计算和判断，并根据判断的结果来对主泵的运行状态进行控制，能够有效的减少不必要的停泵次数，使得整个主泵的经济性较好，同时也能够有效减少多次骤然停机对主泵所造成的损害，主泵的使用寿命也更长。
附图说明
图1为现有技术中的核电站主泵的静压轴封的局部示意图；
图2为本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法的流程图。
附图标记：100-泵轴；200-动环；300-静环。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1，图1示出了现有技术中的核电站主泵的静压轴封的局部示意图，静压轴封的主要部件是一个随泵轴100一起转动的动环200和一个与密封外罩固定的静环300。核电站主泵的静压轴封在主泵运行的使用过程中，会将具有一定压力的注入水从图1中的虚线箭头所指的路径流入静压轴封的动环200与静环300之间，而静压轴封的液膜厚度h则为动环200与静环300之间的液膜厚度。
当注入水流入静压轴封的动环200和静环300之间时，静环300靠近动环200的一侧会受到方向如图1所示的开启力F开，静环300远离动环200的一侧会受到方向如图1所示的闭合力F闭，开启力F开促使静环300远离动环200，使得二者之间的液膜厚度增大，闭合力F闭促使静环300靠近动环200，使得二者之间的液膜厚度减小，当开启力F开等于闭合力F闭时，静环300和动环200之间的液膜厚度则不变。需要说明的是，必须将静环300和动环200之间的液膜厚度保持在一定的范围内，方能使得静环300和动环200不会直接接触，避免二者发生磨损，从而发生过量泄露。
根据液体压强计算公式：
p＝ρgh
其中，P为压强，ρ为液体密度，g为重力加速度，h为深度。
通过上式可以计算出液体中某一处的压强。
根据压力压强计算公式：
F＝PS
其中，P为压强，S为液体面积。
通过上述的公式可以计算出静环300和动环200所受到的开启力F开和闭合力F闭的大小。
具体的，开启力F开的大小为图1中的虚线所围成的F2的面积大小加上A的面积，闭合力F闭的大小为图1中的实线所围成的F1的面积大小加上A的面积。由于A的面积二者均具有，因而此面积产生的力的大小抵消，所以开启力F开与闭合力F闭的的差值大小则为F2与F1的面积的差值大小。当F2>F1时，则说明开启力F开大于闭合力F闭，开启力F开促使静环300远离动环200，进而使得二者之间的液膜厚度增大；当F2<F1时，则说明开启力F开小于闭合力F闭，闭合力F闭促使静环300靠近动环200，进而使得二者之间的液膜厚度减小；而当F2＝F1时，则说明开启力F开等于闭合力F闭，静环300和动环200之间的液膜厚度不变。
请参阅图2，图2示出了本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法的流程图。本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法包括以下步骤：
步骤S1，根据主泵中静压轴封的结构尺寸和初始状态建立其初始固定域模型；
在现有技术中，主泵的机械密封包括第一密封、第二密封和第三密封，其中，第一密封是可控制泄露的液膜密封，也称静压轴封。静压轴封包括动环200座、静环300座、动环200、静环300及压紧环，主泵的机械密封的具体结构可以参考现有技术。具体地，例如可依据机械密封图纸，结合在现场利用三维测量仪测量静压轴封的外形尺寸数据；或者利用主泵机械密封的备件，采用三维轮廓测量仪(FRT)测量静压轴封等零部件的关键参数，该关键参数包括：动环200、静环300各自的内径、外径、高度、拐点半径、锥角值、以及静环300中的台阶的尺寸。通过测量的静压轴封的这些结构尺寸和初始状态建立静压轴封的初始固定域模型。
步骤S2，获取静压轴封在使用过程中的工况参数；
通过预先设置的控制器和传感器单元对静压轴封在使用过程中的工况参数进行获取。具体的，静压轴封的工况参数包括密封泄漏量、端面半径方向变量、液体粘度以及注入压力等。
步骤S3，将工况参数输入初始固定域模型内，以计算静压轴封的液膜厚度h；
通过将工况参数输入初始的固定域模型内，则能够计算静压轴封的液膜厚度h，进而使得使用者能够知晓此时静环300和动环200之间的液膜厚度h。
步骤S4，比较液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小；
对计算的液膜厚度h和预设液膜厚度h0的数值大小进行比较，进而知晓此刻静环300和动环200之间的液膜厚度h与预设液膜厚度h0的大小关系。
步骤S5，根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制主泵的运行状态。
根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，来控制主泵的运行状态。因而当静压轴封的注入水异常断流且热屏冷却水故障，且没有在较短时间内恢复静压轴封的供水时，不需要直接停泵来检查静压轴封，而是通过液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，来控制主泵的运行状态，能够有效的减少不必要的停泵次数。
本发明提供的一种核电站主泵的控制方法，当其在核电站主泵上进行使用时，获取静压轴封在使用过程中的工况参数，并将获取到的工况参数输入到初始固定域模型内，进而计算静压轴封的液膜厚度，此时再将计算的液膜厚度与预设液膜厚度进行大小的比较，最终根据计算的液膜厚度与预设液膜厚度的数值大小的比较结果来控制主泵的运行状态。可见，通过本方法对主泵的可靠性评价时，其只需要根据计算的液膜厚度与预设液膜厚度的大小来最终控制主泵的运行状态，因而当静压轴封的注入水异常断流且热屏冷却水故障，且没有在较短时间内恢复静压轴封的供水时，也不需要直接停泵来检查静压轴封。而是可以通过本方法对液膜厚度进行计算和判断，并根据判断的结果来对主泵的运行状态进行控制，能够有效的减少不必要的停泵次数，使得整个主泵的经济性较好，同时也能够有效减少多次骤然停机对主泵所造成的损害，主泵的使用寿命也更长。
本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法中的根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制主泵的运行状态的步骤，也就是步骤5具体包括：
若液膜厚度h大于等于预设液膜厚度h0，则控制主泵继续运行；
如果静压轴封的注入水异常断流且热屏冷却水故障，且没有在较短时间内恢复静压轴封的供水时，当计算的液膜厚度h大于等于预设液膜厚度h0时，则控制主泵继续运行，不需要停泵来检查静压轴封。
若液膜厚度h小于预设液膜厚度h0，则控制主泵停机。
如果静压轴封的注入水异常断流且热屏冷却水故障，且没有在较短时间内恢复静压轴封的供水时，此时计算的液膜厚度h小于预设液膜厚度h0，则控制主泵立刻停机并进行检修，以免静环300和动环200之间的液膜厚度较小而导致二者产生磨损，最终使得静压轴封出现过量泄露的情况。
本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法中的预设液膜厚度h0的取值范围为8-10μm。通过实验计算得出，当预设液膜厚度h0的取值范围在8-10μm时，液膜厚度h小于预设液膜厚度h0，静环300和动环200二者之间则能够避免发生磨损。在其中一个具体的实施例中，预设液膜厚度h0取值为8μm。在其中另一个具体的实施例中，预设液膜厚度h0取值为10μm。在还有一个实施例中，预设液膜厚度h0取值为9μm。
本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法中的预设液膜厚度h0为8μm。因而如果静压轴封的注入水异常断流且热屏冷却水故障，且没有在较短时间内恢复静压轴封的供水时，此时计算的液膜厚度h大于等于8μm，则控制主泵继续运行，不需要停泵来检查静压轴封。但若计算的液膜厚度h小于8μm，则控制主泵立刻停机并进行检修，以免静环300和动环200之间的液膜厚度较小而导致二者产生磨损，最终使得静压轴封出现过量泄露的情况。
本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法的获取静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，也就是步骤S2具体包括：
获取静压轴封的密封泄漏量Q、静压轴封的端面半径方向变量R、流经静压轴封的液体粘度μ，以及静压轴封的注入压力p。
通过在静压轴封上安装流量计，进而获取静压轴封的密封泄漏量Q。通过依据机械密封图纸，结合在现场利用三维测量仪测量静压轴封的外形尺寸数据；或者利用主泵机械密封的备件，采用三维轮廓测量仪(FRT)测量静压轴封等零部件的关键参数，进而获取静压轴封的端面半径方向变量R。通过在静压轴封上安装测试液态粘度的传感器，进而获取流经静压轴封的液体粘度μ。通过在静压轴封的注水端上安装压力传感器，进而获取静压轴封的注入压力P。
将工况参数输入初始固定域模型内，以计算静压轴封的液膜厚度h的步骤，具体包括：
根据以下公式获取静压轴封的液膜厚度h：
Figure BDA0003710058220000111
其中，Q为静压轴封的密封泄漏量，R为静压轴封的端面半径方向变量，μ为流经静压轴封的液体粘度，p为对静压轴封的注入压力。
通过将获取的工况参数代入上述公式中，进而计算出来静压轴封的液膜厚度h。
本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法的获取静压轴封在现场使用过程中的工况参数的步骤，也就是步骤S2还包括：
获取静压轴封的回路压力；
通过在静压轴封的回路端安装压力传感器，进而获取静压轴封的回路压力。
在获取静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，和将工况参数输入初始固定域模型内，以计算静压轴封的液膜厚度h的步骤之间，也就是在步骤S2和步骤S3之间，核电站主泵的控制方法还包括：
比较密封泄露量Q与第一预设值、第二预设值的数值大小；
对获取的密封泄漏量Q与第一预设值、第二预设值的数值大小进行比较，进而知晓密封泄漏量与第一预设值、第二预设值的大小关系。
比较回路压力与第三预设值的数值大小；
对测量的回路压力与第三预设值的数值大小进行比较，进而知晓回路压力与第三预设值的大小关系。
若密封泄漏量Q小于等于第一预设值，则控制主泵继续运行；
如果密封泄露量Q小于等于第一预设值，则说明整个静压轴封的密封泄漏量较小，整个静压轴封的使用非常安全，因而控制主泵继续运行。不需要额外再将工况参数输入初始固定域模型内，来计算静压轴封的液膜厚度h。
若密封泄漏量Q大于第一预设值，则发出报警信息；
如果密封泄露量Q大于第一预设值，则说明整个静压轴封的密封泄漏量较大，整个静压轴封具有一定的泄露危险，此时发出报警信息，提醒使用者注意静压轴封的使用情况。具体的，报警信息包括警报声、警报灯闪烁或者在屏幕上显示相关信息字幕等一种或多种形式的组合。
若密封泄漏量Q大于第二预设值，且回路压力大于第三预设值时，则将工况参数输入初始固定域模型内，以计算静压轴封的液膜厚度h；
如果密封泄漏量Q大于第二预设值，且回路压力大于第三预设值时，则说明整个静压轴封的密封泄露量非常大，且回路压力较大，因而整个静压轴封具有较大的泄露危险，此时需要立即明确静环300和动环200之间的液膜厚度，因而必须将工况参数输入初始固定域模型内，计算静压轴封的液膜厚度h，并根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，来控制主泵的运行状态。
其中，第一预设值小于第二预设值。在其中一个具体的实施例中，第一预设值为1.2m3/h，第二预设值为1.4m3/h，第三预设值为13.9MPa。
本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法的获取静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤之前，也就是在步骤S2之前，核电站主泵的控制方法还包括：
获取静压轴封在使用过程中的密封腔温度参数T；
通过在静压轴封的密封腔内安装温度计，进而能够获取静压轴封在使用过程中的密封腔温度参数T。
比较密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小；
对获取到的密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小进行比较，进而知晓此刻密封腔温度参数T与预设温度T0的大小关系。
根据密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小的比较结果，确定是否获取静压轴封在使用过程中的工况参数。
根据密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小的比较结果，确定是否获取静压轴封在使用过程中的工况参数。进而使得静压轴封在使用过程中的工况参数不需要实时获取，有效减少整个控制过程的冗余步骤。
本发明一实施例提供的核电站主泵的控制方法的根据密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小的比较结果，确定是否获取静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，具体包括：
若密封腔温度参数T小于预设温度T0，则不获取静压轴封在使用过程中的工况参数，并控制主泵继续运行；
如果密封腔温度参数T小于预设温度T0，则说明静压轴封的密封腔温度较低，其使用过程较为安全，因而控制主泵继续运行即可。
若密封腔温度参数T大于等于预设温度T0，则获取静压轴封在使用过程中的工况参数。
如果密封腔温度参数T大于等于预设温度T0，则说明静压轴封的密封腔温度较高，其使用过程可能存在一定的危险，需要立即明确静环300和动环200之间的液膜厚度。因而需要获取静压轴封在使用过程中的工况参数，并将工况参数输入初始固定域模型内，计算静压轴封的液膜厚度h，最终根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，来控制主泵的运行状态。
在其中一个具体的实施例中，预设温度T0为95℃。因而当密封腔温度参数T小于95℃时，则控制主泵继续运行即可。而当密封腔温度参数大于等于95℃时，则获取静压轴封在使用过程中的工况参数，并将获取的工况参数输入初始固定域模型内，计算静压轴封的液膜厚度h，最终根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，来控制主泵的运行状态。
本发明一实施例还提供一种核电站主泵的控制系统，其包括传感器单元和控制器。传感器单元用于获取主泵中静压轴封在使用过程中的工况参数；控制器与传感器单元电连接；控制器用于将获取的工况参数输入初始固定域模型内，并计算静压轴封的液膜厚度h；控制器还用于比较液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小；并根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制主泵的运行状态。
通过传感器单元获取静压轴封在使用过程中的工况参数，具体的，工况参数包括静压轴封的密封泄漏量Q、静压轴封的端面半径方向变量R、流经静压轴封的液体粘度μ，以及静压轴封的注入压力p。并通过控制器将获取的工况参数输入至初始固定域模型内，以计算液膜厚度h，具体的，液膜厚度h的计算公式如上述方法中所述。最终再通过控制器比较液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小，当液膜厚度h大于等于预设液膜厚度h0时，则控制器控制主泵继续运行，而当液膜厚度h小于预设液膜厚度h0时，则控制器控制主泵立刻停机并进行检修，以免静环300和动环200之间的液膜厚度较小而导致二者产生磨损，最终使得静压轴封出现过量泄露的情况。
在其中一个具体的实施例中，传感器单元包括流量计，用于获取静压轴封的密封泄漏量Q，传感器单元还包括测试液态粘度的传感器，用于获取流经静压轴封的液体粘度μ。传感器单元还包括注水端的压力传感器，用于获取静压轴封的注入压力P。
本发明一实施例提供的一种核电站主泵的控制系统的传感器单元还包括在回路端设置的压力传感器，用于获取静压轴封的回路压力。通过对获取的密封泄漏量Q与第一预设值和第二预设值的数值大小进行比较，进而知晓密封泄漏量与第一预设值、第二预设值的大小关系。对测量的回路压力与第三预设值的数值大小进行比较，进而知晓回路压力与第三预设值的大小关系。
本发明一实施例提供的一种核电站主泵的控制系统还包括报警装置。如果密封泄露量Q小于等于第一预设值，则说明整个静压轴封的密封泄漏量较小，整个静压轴封的使用非常安全，因而控制主泵继续运行。如果密封泄露量Q大于第一预设值，则说明整个静压轴封的密封泄漏量较大，整个静压轴封具有一定的泄露危险，此时控制器控制报警装置发出报警信息，提醒使用者注意静压轴封的使用情况。具体的，报警信息包括警报声、警报灯闪烁或者在屏幕上显示相关信息字幕等一种或多种形式的组合，报警装置则可以为报警灯、报警铃或报警显示屏。如果密封泄漏量Q大于第二预设值，且回路压力大于第三预设值时，则说明整个静压轴封的密封泄露量非常大，且回路压力较大，因而整个静压轴封具有较大的泄露危险，此时需要立即明确静环300和动环200之间的液膜厚度，因而控制器将工况参数输入初始固定域模型内，计算静压轴封的液膜厚度h，并根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，来控制主泵的运行状态。
本发明一实施例提供的一种核电站主泵的控制系统的传感器单元还包括密封腔内的温度计，用于获取静压轴封在使用过程中的密封腔温度参数T。控制器对获取到的密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小进行比较，进而知晓此刻密封腔温度参数T与预设温度T0的大小关系。并跟据密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小的比较结果，确定是否获取静压轴封在使用过程中的工况参数。进而使得静压轴封在使用过程中的工况参数不需要实时获取，有效减少整个控制过程的冗余步骤。
具体的，如果密封腔温度参数T小于预设温度T0，则说明静压轴封的密封腔温度较低，其使用过程较为安全，因而控制器控制主泵继续运行即可。如果密封腔温度参数T大于等于预设温度T0，则说明静压轴封的密封腔温度较高，其使用过程可能存在一定的危险，需要立即明确静环300和动环200之间的液膜厚度，因而需要获取静压轴封在使用过程中的工况参数，并通过控制器将工况参数输入初始固定域模型内，计算静压轴封的液膜厚度h，最终根据液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，来控制主泵的运行状态。
以上所述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。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述核电站主泵的控制方法包括：
根据所述主泵中静压轴封的结构尺寸和初始状态建立其初始固定域模型；
获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数；
将所述工况参数输入所述初始固定域模型内，以计算所述静压轴封的液膜厚度h；
比较所述液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小；
根据所述液膜厚度h与所述预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制所述主泵的运行状态。
2.根据权利要求1所述的核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述根据所述液膜厚度h与所述预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制所述主泵的运行状态的步骤，具体包括：
若所述液膜厚度h大于等于所述预设液膜厚度h0，则控制所述主泵继续运行；
若所述液膜厚度h小于所述预设液膜厚度h0，则控制所述主泵停机。
3.根据权利要求2所述的核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述预设液膜厚度h0的取值范围为8-10μm。
4.根据权利要求1所述的核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述预设液膜厚度h0为8μm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，具体包括：
获取所述静压轴封的密封泄漏量Q、所述静压轴封的端面半径方向变量R、流经所述静压轴封的液体粘度μ，以及所述静压轴封的注入压力p；
所述将所述工况参数输入所述初始固定域模型内，以计算所述静压轴封的液膜厚度h的步骤，具体包括：
根据以下公式获取所述静压轴封的液膜厚度h：
Figure FDA0003710058210000021
其中，Q为所述静压轴封的密封泄漏量，R为所述静压轴封的端面半径方向变量，μ为流经所述静压轴封的液体粘度，p为对所述静压轴封的注入压力。
6.根据权利要求5所述的核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述获取所述静压轴封在现场使用过程中的工况参数的步骤还包括：
获取所述静压轴封的回路压力；
在所述获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，和所述将所述工况参数输入所述初始固定域模型内，以计算所述静压轴封的液膜厚度h的步骤之间，所述核电站主泵的控制方法还包括：
比较所述密封泄露量Q与第一预设值、第二预设值的数值大小；
比较所述回路压力与第三预设值的数值大小；
若所述密封泄漏量Q小于等于所述第一预设值，则控制所述主泵继续运行；
若所述密封泄漏量Q大于所述第一预设值，则发出报警信息；
若所述密封泄漏量Q大于所述第二预设值，且所述回路压力大于所述第三预设值时，则将所述工况参数输入所述初始固定域模型内，以计算所述静压轴封的所述液膜厚度h；
其中，所述第一预设值小于所述第二预设值。
7.根据权利要求6所述的核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤之前，所述核电站主泵的控制方法还包括：
获取所述静压轴封在使用过程中的密封腔温度参数T；
比较所述密封腔温度参数T与预设温度T0的数值大小；
根据所述密封腔温度参数T与所述预设温度T0的数值大小的比较结果，确定是否获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数。
8.根据权利要求7所述的核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述根据所述密封腔温度参数T与所述预设温度T0的数值大小的比较结果，确定是否获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数的步骤，具体包括：
若所述密封腔温度参数T小于所述预设温度T0，则不获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数，并控制所述主泵继续运行；
若所述密封腔温度参数T大于等于所述预设温度T0，则获取所述静压轴封在使用过程中的工况参数。
9.根据权利要求8所述的核电站主泵的控制方法，其特征在于，所述预设温度T0为95℃。
10.一种核电站主泵的控制系统，其特征在于，包括：
传感器单元，所述传感器单元用于获取所述主泵中静压轴封在使用过程中的工况参数；
控制器，所述控制器与所述传感器单元电连接；
所述控制器用于将获取的所述工况参数输入初始固定域模型内，并计算所述静压轴封的液膜厚度h；
所述控制器还用于比较所述液膜厚度h与预设液膜厚度h0的数值大小；并根据所述液膜厚度h与所述预设液膜厚度h0的数值大小的比较结果，控制所述主泵的运行状态。
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