CN117709501A - 一种压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法，包括如下步骤：建立凝汽器入口海水温度与机组出力参考值对比数据库，分析给出机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力参考值表；判断机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值是否超过设定值；如果机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值超过设定值，通过调门开度分析将机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值调整至参考值，出现偏差则实施机组出力寻优。本发明的分析诊断方法，通过海水温度与机组出力期望值分析，定位差距，进而进行核电厂机组热效率系统性寻优。
Description
技术领域
本发明涉及核电站机组热力性能技术领域，特别是涉及一种压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法。
背景技术
在机组满功率运行期间，通过收集常规岛热力特性数据，监测常规岛主要设备的运行情况，跟踪参数的变化趋势，能够及时发现系统异常，进一步确保机组出力正常，评估对电站的影响，从而采取相应的维护和改进措施，提升经济效益。
因此，有必要提供一种能够针对核电厂机组特点进行机组热效率寻优的分析方法，评估机组的出力是否最佳，相关热力性能参数是否有优化的空间，进而提高核电厂机组热效率，创造更多的机组经济效益。
发明内容
基于此，有必要为了提高核电厂机组热效率，提高热能的利用率，创造更多的机组经济效益，提供一种压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法，该方法通过大数据模型拟合进行海水温度与机组出力期望值分析，定位差距，进而进行核电厂机组热效率系统性寻优，提高核电厂机组热效率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法，包括如下步骤：
1、建立凝汽器入口海水温度与机组出力参考值对比数据库，分析给出机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力参考值表；
2、判断机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值是否超过设定值；
3、如果机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值超过设定值，通过调门开度分析，将机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值调整至参考值，出现偏差则实施机组出力寻优。
进一步地，步骤1中，海水温度与机组出力参考值对比数据库包括海水温度非波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据，以及海水温度波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据。
进一步地，海水温度非波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据通过海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线计算得到，海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线是根据海水温度非波动期间机组出力实际值与海水初始温度原始数据进行曲线拟合得到的。海水温度非波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线适用于机组正常运行状态，若机组运行状态发生变化时，如存在排污流量增大和机组辅汽对外供汽等影响机组出力的情况，应酌情降低机组出力参考值。
进一步地，海水温度波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据通过海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线计算得到，海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线是根据海水温度波动期间机组出力实际值与初始海水温度原始数据进行曲线拟合得到的。
进一步地，海水温度波动期间机组出力实际值为海水温度非波动期间机组出力实际值叠加海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值通过海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线计算得到，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线是根据初始海水温度上升6℃时机组出力修正量与初始海水温度原始数据进行曲线拟合得到。
进一步地，步骤3中，机组出力寻优包括进行主给水流量检查及流量孔板的标定，回热系统参数的平行对比分析，高、低压缸轴封间隙的优化，循环水泵运行方式的优化，真空系统完整检查，以及检查热力回路系统上紧急疏水阀以及旁排阀等机组正常运行期间的常闭阀门。
本发明的有益技术效果：
本发明的压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法，能够有效分析机组出力情况，通过海水温度与机组出力期望值分析，定位差距，进而通过主给水流量检查及流量孔板的标定、回热系统的参数的平行分析、循环水泵运行方式的优化、真空系统完整检查、热力边界阀门红外查漏进行核电厂机组热效率系统性寻优。
具体实施方式
本发明提供一种压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法，包括如下步骤：
1、建立凝汽器入口海水温度与机组出力参考值对比数据库，分析给出机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力参考值表；
2、判断机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值是否超过设定值；
3、如果机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值超过设定值，通过调门开度分析，将机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值调整至参考值，出现偏差则实施机组出力寻优。
进一步地，步骤1中，海水温度与机组出力参考值对比数据库包括海水温度非波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据，以及海水温度波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据。潮汐作用造成凝汽器入口海水温度波动，导致机组出力实际值跟随波动，夏季尤为明显。
进一步地，海水温度非波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据通过海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线计算得到，海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线是根据海水温度非波动期间机组出力实际值与海水初始温度原始数据进行曲线拟合得到的。海水温度非波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线适用于机组正常运行状态，若机组运行状态发生变化时，如存在排污流量增大和机组辅汽对外供汽等影响机组出力的情况，应酌情降低机组出力参考值。
进一步地，海水温度波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据通过海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线计算得到，海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线是根据海水温度波动期间机组出力实际值与初始海水温度原始数据进行曲线拟合得到的。
进一步地，海水温度波动期间机组出力实际值为海水温度非波动期间机组出力实际值叠加海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值通过海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线计算得到，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线是根据初始海水温度上升6℃时机组出力修正量与初始海水温度原始数据进行曲线拟合得到的。
进一步地，步骤3中，机组出力寻优包括进行主给水流量对比分析及流量孔板的标定，避免机组热功率计算虚高。
主给水流量间接参与主蒸汽流量的计算，通过对影响主给水流量计算的差压、主给水温度等测点的检查以及流量孔板的标定，提高核蒸汽供应系统(NSSS)额定热功率输出数据的准确性，避免机组热功率虚高，从而间接提高热效率。
Gms＝Gfw-Gun
QNSSS＝(Gms×hms－Gfw×hfw)/k
式中，Gms为主蒸汽流量，单位为t/h；Gfw为实测的给水流量，单位为t/h；Gun为实测的不明漏流量，单位为t/h；C为流出系数(校验值)；β为工作状态下流量孔板喷嘴喉部直径与管道直径比；ε为流体的膨胀系数；d为工作状态下流量孔板喷嘴喉部直径，单位为mm；ΔP为流经流量孔板喷嘴的差压，单位为kPa；ρfl为流体的密度，单位为kg/m3；QNSSS为核蒸汽供应系统输出的额定热功率，单位为MWt；hms为主蒸汽焓，单位为kJ/kg；hfw为最终给水焓，根据实测的压力和温度计算得到，单位为kJ/kg；k为转换因子。
进一步地，步骤3中，机组出力寻优包括进行回热系统参数的平行对比分析。检查各级加热器的疏水温度、进汽温度、给水温度、温升和端差等回热系统参数，进行差异性对比分析，间接检查各加热器的传热性能及系统运行配置。
δt上＝t进汽－t出水
δt下＝t疏水－t进水
△t＝t出水－t进水
式中，δt上为加热器上部端差，单位为℃；t进汽为加热器进汽温度，单位为℃；t出水为加热器给水出口温度，单位为℃；δt下为加热器下部端差，单位为℃；t疏水为加热器疏水温度，单位为℃；t进水为加热器给水入口温度，单位为℃；△t为给水温升。
进一步地，步骤3中，机组出力寻优包括高、低压缸轴封间隙的优化。检查高压缸两端内轴封体和内外轴封体汽封块，调整汽封、轴封间隙，从而减小各级间的漏汽损失。检查低压缸各级汽封、轴封间隙是否在标准范围内，必要时进行调整，减小汽缸各级间的漏汽损失，提高汽缸效率。
进一步地，步骤3中，机组出力寻优包括循环水泵运行方式的优化。海水循环泵的运行方式对机组效率有影响。冷凝器是个热交换器，接收来自汽轮机低压缸的末级排气(乏汽)，经热交换后凝结为温度相等的水，继续在二回路循环，而多余的热量由海水循环带走。在冷凝器中设有真空系统将随蒸汽进入的不凝结气体和大气漏入的空气抽走，维持冷凝器真空度，冷凝器真空度即为水蒸汽饱和蒸汽压，它的大小由饱和蒸汽温度(TK)决定，而饱和蒸汽温度与循环水经过凝汽器的温升有关，夏季通过将循环水泵由低速切换成高速，有效提高凝汽器真空，从而提升机组效率。
TK＝tin+Δt+t1
式中，tin为循环水入口温度，单位为℃；Δt为循环水温升，单位为℃；t1为传热管端差，温度变化较小时，可以认为常数。
进一步地，步骤3中，机组出力寻优包括对真空系统边界阀门进行完整检查。冷凝器是在一定的真空度下运行，其本身带有抽气系统，运行工作时真空系统仍然对其抽气，微小的泄漏存在，一般不会影响其工作真空度，但是比较严重的泄漏会破坏设备的平衡压力，使得系统真空度降低，影响机组效率。真空系统阀门外漏检查，在被检设备或系统在真空条件下，将氦气(示漏气体)施于被检区域，当被检区域存在泄漏时，氦气通过泄漏点进入设备或系统内部，利用与氦质谱检漏仪相连的吸枪在分子泵排气口处嗅吸，就可检测出被检区域有无漏点，从而提高系统真空严密性，提高机组热效率。
进一步地，步骤3中，机组出力寻优包括对常规岛热力边界阀门进行红外查漏。常规岛热力边界阀门包括热力回路系统上的紧急疏水阀以及旁排阀等机组正常运行期间的常闭阀门。热力边界阀门红外查漏如果被检测阀体的温度远高于环境温度，并且下游阀体(或管道)温度明显高于环境温度或与参照温度(上游阀体温度)接近，则被检测阀门有内漏。
下面结合实施例对本发明做进一步详细地描述。
实施例1
本实施例提供一种压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法，应用于某压水堆核电厂2号机组，包括如下步骤：
1、建立凝汽器入口海水温度与机组出力参考值对比数据库，分析给出机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力参考值表；
2、判断机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值是否超过设定值；
3、如果机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值超过设定值，通过调门开度分析，将机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值调整至参考值。
进一步地，步骤1中，海水温度与机组出力参考值对比数据库包括海水温度非波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据，以及海水温度波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据。潮汐作用造成凝汽器入口海水温度波动，导致机组出力实际值跟随波动，夏季尤为明显。
进一步地，海水温度非波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据通过海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线计算得到，海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线是根据海水温度非波动期间机组出力实际值与海水初始温度原始数据进行曲线拟合得到的，海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线为：
y＝-0.0025885479x3+0.0470546206x2-0.0182404991x+1095.3913042295 (1)
式中，y为机组出力参考值，单位为MW；x为初始海水温度，单位为℃，x在10-35℃；曲线拟合相关系数R2＝0.9923829729。
在海水温度非波动期间，海水温度波动不超过2℃，机组日常运行时平均热功率为2879MW。海水温度非波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线适用于机组正常运行状态，若机组运行状态发生变化时，如存在排污流量增大和机组辅汽对外供汽等影响机组出力的情况，应酌情降低机组出力参考值。
进一步地，海水温度波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据通过海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线计算得到，海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线是根据海水温度波动期间机组出力实际值与初始海水温度原始数据进行曲线拟合得到的，海水温度波动期间机组出力参考值与海水温度关系曲线为：
y＝-0.0040347175x3+0.0894997538x2-1.4227456445x+1,109.238422267 (3)
式中，y为机组出力参考值，单位为MW；x为初始海水温度，单位为℃，x在10-35℃；曲线拟合相关系数R2＝0.9987。在海水温度波动期间，海水温度波动超过2℃(包括2℃)。
进一步地，海水温度波动期间机组出力实际值为海水温度非波动期间机组出力实际值叠加海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值通过海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线计算得到，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线是根据初始海水温度上升6℃时机组出力修正量与初始海水温度原始数据进行曲线拟合得到，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线为：
y＝0.0002x5-0.0221x4+1.0233x3-23.186x2+257.77x-1124.4 (2)
式中，y为机组出力修正量参考值，单位为MW；x为初始海水温度，单位为℃，x在10-35℃；曲线拟合相关系数R2＝0.9987。
通过海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线可以看出，初始海水温度越高，机组出力修正量参考值越大，初始海水温度在32℃以后机组出力修正量参考值呈现明显上升趋势。
根据海水温度非波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线以及海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线，建立海水温度与机组出力参考值对比数据库，分析给出机组日常运行时海水温度对应的机组出力参考值表参见表1。
表1某电厂机组日常运行时海水温度对应的机组出力参考值表
表1中，机组出力参考值P1根据海水温度非波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线计算得到；机组出力参考值P2根据海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线计算得到；机组出力修正量参考值(P1-P2)根据海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线计算得到。
进一步地，步骤3中，机组出力寻优分析包括如下步骤：
1、进行主给水流量对比分析及流量孔板的标定，避免热功率计算虚高；
2、回热系统的参数的平行偏差分析，检查各级加热器的疏水温度、进汽温度，给水温度、端差、给水温升，等检查系统运行设置正常；
3、高、低压缸轴封间隙的检查，减小各级间的漏汽损失；
4、循环水泵运行方式的优化；
5、梳理真空系统边界阀门，对真空系统阀门进行氦质谱检漏；
6、梳理常规岛热力边界阀门，对热力边界阀门进行红外查漏；
某压水堆核电厂2号机组通过本实施例的压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法，发现因主给水流量孔板参数设置问题导致热功率虚高，大修期间进行了更正，机组满功率后对2号机组大修前后的热力参数进行对比，经计算因孔板参数更改使机组出力提升11MW；对汽机旁排阀及疏水器进行了检查及缺陷处理，检修前后汽机旁排阀后温度变化，其中2GCT001PU、2GCT002PU、2GCT114VV、2GCT006PU、2GCT010PU检修后对应旁排阀后温度下降明显，有效降低了主蒸汽的泄漏损失，提升了机组效率。
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本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 (11)
1.一种压水堆核电厂机组热效率系统性寻优的分析诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、建立凝汽器入口海水温度与机组出力参考值对比数据库，分析给出机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力参考值表；
(2)、判断机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值是否超过设定值；
(3)、如果机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值与参考值的差值绝对值超过设定值，通过调门开度分析，将机组日常运行时凝汽器入口海水温度对应的机组出力实际值调整至参考值，出现偏差则实施机组出力寻优。
2.根据权利要求1要求所述的分析诊断方法，其特征在于，步骤1中，海水温度与机组出力参考值对比数据库包括海水温度非波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据，以及海水温度波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据。
3.根据权利要求2要求所述的分析诊断方法，其特征在于，海水温度非波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据通过海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线计算得到，海水温度非波动期间机组出力参考值与海水初始温度关系曲线是根据海水温度非波动期间机组出力实际值与海水初始温度原始数据进行曲线拟合得到的。
4.根据权利要求2要求所述的分析诊断方法，其特征在于，海水温度波动期间海水温度对应的机组出力参考值数据通过海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线计算得到，海水温度波动期间机组出力参考值与初始海水温度关系曲线是根据海水温度波动期间机组出力实际值与初始海水温度原始数据进行曲线拟合得到的。
5.根据权利要求4要求所述的分析诊断方法，其特征在于，海水温度波动期间机组出力实际值为海水温度非波动期间机组出力实际值叠加海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值通过海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线计算得到，海水温度上升6℃时机组出力修正量参考值与初始海水温度关系曲线是根据初始海水温度上升6℃时机组出力修正量与初始海水温度原始数据进行曲线拟合得到。
6.根据权利要求1-5任意一项要求所述的分析诊断方法，其特征在于，步骤3中，机组出力寻优包括进行主给水流量检查及流量孔板的标定。
7.根据权利要求1-5任意一项要求所述的分析诊断方法，其特征在于，步骤3中，机组出力寻优包括进行回热系统参数的平行对比分析。
8.根据权利要求1-5任意一项要求所述的分析诊断方法，其特征在于，步骤3中，机组出力寻优包括高、低压缸轴封间隙的优化。
9.根据权利要求1-5任意一项要求所述的分析诊断方法，其特征在于，步骤3中，机组出力寻优包括循环水泵运行方式的优化。
10.根据权利要求1-5任意一项要求所述的分析诊断方法，其特征在于，步骤3中，机组出力寻优包括真空系统完整检查。
11.根据权利要求1-5任意一项要求所述的分析诊断方法，其特征在于，机组出力寻优包括检查热力回路系统上紧急疏水阀以及旁排阀等机组正常运行期间的常闭阀门。
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