CN1252607A - 压水反应堆蒸汽发生器满功率范围内的给水控制 - Google Patents

压水反应堆蒸汽发生器满功率范围内的给水控制 Download PDF

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Abstract

一种用于压水反应堆蒸汽发生系统的给水控制系统及方法,包括第一输入信号,由下水管给水流量压差确定;第二输入信号,由反应堆功率电平确定;第一输出信号,由与蒸汽发生器水位所确定的第三输入信号相结合的所述第一和第二输入信号确定,当蒸汽发生器负荷和反应堆都以第一预定功率电平运行时,自动控制至少一个给水泵和调节从一个或多个给水泵到蒸汽发生器的水流量的指定阀;第二输出信号,由蒸汽发生器水位确定,当所述蒸汽发生器负荷和所述反应堆都以第二预定功率电平运行时,自动控制至少一个起动给水控制阀。

Description

压水反应堆蒸汽发生器满功率范围内的给水控制
当前系统80+给水控制系统(FWCS)在5％和100％功率之间自动控制蒸汽发生器的给水流量。但是，在5％功率以下的给水控制是手动操作的。当前FWCS利用蒸汽流量、给水流量和蒸汽发生器水位的输入信号形成控制给水阀位置和给水泵速度的输出信号。
存在有大型经济给水阀，小型下水管给水阀和极小型的起动给水阀。起动给水控制阀与下水管给水阀平行放置。大型经济给水阅在20％-100％功率之间由以上三个FWCS信号自动控制。此外，小型下水管给水阀在20％-100％功率之间由FWCS的蒸汽发生器水位信号自动控制。此外，极小型起动给水阀在功率电平为0％-5％之间时由操作人员手动控制。
本发明的一个目的是简化FWCS的设计，根据现有功率电平，FWCS以前有两个自动工作系统和一个手动工作系统。本发明的另一目的是提供一种比当前系统尤其是系统80+给水控制系统更可靠的给水系统，当功率电平为5％-20％之间时，通过利用附加输入信号和增加自动给水控制运行范围，从而使操作人员在低于5％的运行功率电平下不再对FWCS进行监视和操作。
上述以及其他需求通过一种压水反应堆蒸汽发生系统的给水控制系统得到满足，该系统包括第一输入信号，由下水管给水流量压差确定；第二输入信号，由反应堆功率电平确定；第一输出信号，由与蒸汽发生器水位所确定的第三输入信号相结合的所述第一和第二输入信号确定，当蒸汽发生器负荷和反应堆都以第一预定功率电平运行时，所述第一输出信号自动控制至少一个给水泵和调节从一个或多个给水泵到蒸汽发生器的水流量的指定阀；第二输出信号，由蒸汽发生器水位确定，当所述蒸汽发生器负荷和所述反应堆都以第二预定功率电平运行时，所述第二输出信号自动控制至少一个起动给水控制阀。
在本发明的最佳实施例中，第一预定功率电平为约5％到约20％之间，第二预定功率电平为0到约5％之间。此外，在本发明的最佳实施例中，第一指定阀包括至少一个经济给水控制阀，以及至少一个下水管给水控制阀。
此外，在本发明的最佳实施例中，起动给水控制阀在所述第一预定功率电平停止控制给水，给水控制系统包括与第二输出信号串联的延迟设备。延迟设备保证直到下水管阀到达打开状态为止起动给水控制阀不会到达闭合状态，从而保证了为蒸汽发生器提供连续给水。
上述目的以及其他还通过一种为压水反应堆中蒸汽发生器提供给水的控制方法来实现，所述方法包括以下步骤：提供第一输入信号，由下水管给水流量压差确定；提供第二输入信号，由反应堆功率电平确定。该方法还包括的步骤有：当蒸汽发生器蒸汽负荷和反应堆都以第一预定功率电平运行时，利用第一输出信号自动控制至少一个给水泵和调节从所述至少一个给水泵到蒸汽发生器的水流量的第一阀，所述第一输出信号由与蒸汽发生器电平所确定的第三输入信号结合的所述第一和第二输入信号确定；以及当所述蒸汽发生器负荷和所述反应堆都以第二预定功率电平运行时，利用由蒸汽发生器水位确定的第二输出信号自动控制至少一个起动给水控制阀。
如上所述，在本发明的最佳实施例中，第一预定功率电平为约5％到约20％之间，第二预定功率电平为0到约5％之间。此外在本发明的最佳实施例中，第一指定阀包括至少一个经济给水控制阀和至少一个下水管给水控制阀。该方法还包括以下步骤：在所述第一预定功率电平提供闭合起动给水控制阀的信号，为所述第二输出信号提供延迟器并自动运行所述延迟器，以保证直到所述下水管阀到达打开状态为止，所述起动给水控制阀不会到达闭合状态。
图1所示为根据本发明原理的扩展了范围的自动给水控制的功能性结构。
图2所示为根据本发明原理的具有流量和水位变送器的给水流量路径。
一种系统满足了上述需要，在这种系统中，在反应堆功率从0％-100％的整个范围内，能自动控制压水反应堆(PWR)蒸汽发生器的给水流量。图1所示为具有能实现这种控制的特征的核动力给水控制系统(FWCS)的功能性结构。
两个几乎同样的FWCS，一个用于蒸汽发生器A10，一个用于蒸汽发生器B11，它们都设有如ABB燃烧工程核动力(ABB-CENP)核蒸汽供应系统这样的蒸汽供应系统。图1简化了这两个FWCS。如图2所示，FWCS通过处理来自变送器的信号以及控制泵和阀来控制给水流量。
首先，每个FWCS从不同的信号源接收输入信号，信号在图1中用数字表示。这些信号传送的数据涉及：总给水流量压差(DP)16，下水管给水流量DP15，蒸汽流量DP12，蒸汽发生器水位13，反应堆功率14，以及反应堆冷却系统平均温度测量信道17。
一旦接收并处理这些信号，每个FWCS产生输出流量命令(FD)信号18。FD信号经处理变成分别由给水泵19、经济给水控制阀20和下水管给水控制阀21接收的输出信号27、28和29。
高速逻辑处理器22也接收来自每个FWCS的FD信号，并且将FD送入其他FWCS中。FD由高速逻辑处理器进行处理，用于确定泵速度命令。
当FWCS基于输入信号确定输出命令信号时，分别用于给水泵、下水管给水控制阀、经济控制阀的手动/自动控制站23、24、25置于自动模式。当手动/自动控制站23、24、25中的任何一个置于手动模式时，其输出信号由操作人员确定和控制。
当给水泵运行时每个FWCS都置于自动模式，控制阀控制给水流量以便使SG水位保持稳定。但是，对现有FWCS来说，例如ABB-CENPFWCS，反应堆功率和蒸汽负荷必须约为5％或者更多，一般是15-20％，以建立这些条件。
为了在反应堆功率和蒸汽负荷低于5％时自动控制SG水位，为每个起动给水控制阀26提供新的输出信号30。起动给水控制阀是基于SG水位自动控制的，从0％功率直到现有FWCS的低量程，在最佳实施例中约为5％，但发明原理也可应用于较低功率电平高于或低于5％的情况。但在该实施例中，在0和5％功率之间运行期间，恒速起动给水泵31是期望的流量源。因为泵31以恒速运行，所以不需自动控制信号。
在本发明最佳实施例中5％功率下，从起动给水控制阀26到下水管给水控制阀21的流量控制的传递发生在双稳态32输出的变化点上。此外，对起动阀26的输出信号30加入了时间延迟33，使得它们在下水管阀21打开之后关闭。因为在起动阀26完全关闭过程中存在时间延迟，保证了连续不断的给水流入蒸汽发生器10、11。
本发明还改进了为蒸汽发生器10、11提供5％-15％的功率的控制。在现有系统中，由反应堆功率电平信号14触发的双稳态将蒸汽流量12和总给水流量DP16输入信号引入FWCS逻辑中。使用带有蒸汽发生器水位信号13的这些信号有时称为3-元件控制。本发明利用了在现有FWCS中仅用于指示的下水管给水流量DP信号15。本发明还利用了在现有FWCS中用于传送和超前/滞后逻辑的反应堆功率输入信号14。利用这些可用的信号，在较低功率电平上提出了新的3-元件控制方案34。在15-20％的较高功率电平上，新3-元件控制方案34从新下水管给水流量-反应堆功率-蒸汽发生器水位组合切换到现有的总给水流量-蒸汽流量-蒸汽发生器水位方案。
已经对本发明的一个实施例进行了描述，但可以理解本发明本发明不限制于本文所述任何简明实施例。本领域的技术人员可以在不违背本发明所附权利要求的主题和范围的情况下对本发明作出改变和修改。

Claims (11)

1.一种用于压水蒸汽发生系统的给水控制系统，包括：
第一输入信号，由下水管给水流量压差确定；
第二输入信号，由反应堆功率电平确定；
第一输出信号，由与蒸汽发生器水位所确定的第三输入信号相结合的所述第一和第二输入信号确定，当蒸汽发生器负荷和反应堆都以第一预定功率电平运行时，所述第一输出信号自动控制至少一个给水泵和调节从所述至少一个给水泵到蒸汽发生器的水流量的第一阀。
第二输出信号，由蒸汽发生器水位确定，当所述蒸汽发生器负荷和所述反应堆都以第二预定功率电平运行时，所述第二输出信号自动控制至少一个起动给水控制阅。
2.根据权利要求1所述的给水控制系统，其中，所述第一阀包括至少一个经济给水控制阀，以及至少一个下水管给水控制阀。
3.根据权利要求2所述的给水控制系统，其中，所述起动给水控制阀在所述第一预定功率电平停止控制给水，其中所述给水控制系统还包括加到所述第二输出信号上的延迟器，它保证直到所述下水管阀到达打开状态为止，所述起动给水控制阀不会到达闭合状态。
4.根据权利要求1所述的给水控制系统，其中，所述第一预定功率电平为约5％到约20％之间。
5.根据权利要求1所述的给水控制系统，其中，所述第二预定功率电平为0到约5％之间。
6.一种为压水反应堆中蒸汽发生器提供给水的控制方法，所述方法包括以下步骤：
提供第一输入信号，其由下水管给水流量压差确定；
提供第二输入信号，其由反应堆功率电平确定；
当蒸汽发生器蒸汽负荷和反应堆都以第一预定功率电平运行时，利用第一输出信号自动控制至少一个给水泵和调节从所述至少一个给水泵到蒸汽发生器的水流量的第一阀，所述第一输出信号由与蒸汽发生器电平所确定的第三输入信号结合的所述第一和第二输入信号确定；以及
当所述蒸汽发生器负荷和所述反应堆都以第二预定功率电平运行时，利用由蒸汽发生器水位确定的第二输出信号自动控制至少一个起动给水控制阀。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一阀包括至少一个经济给水控制阀，以及至少一个下水管给水控制阀。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括步骤：
在所述第一预定功率电平提供闭合起动给水控制阀的信号。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括步骤：
为所述第二输出信号提供延迟器；以及
自动运行所述延迟器，以保证直到所述下水管阀到达打开状态为止，所述起动给水控制阀不会到达闭合状态。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一预定功率电平为约5％到约20％之间。
11.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第二预定功率电平为0到约5％之间。
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