CN116641763A - 多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法及装置，其中，方法包括：在发生RB工况时，将汽轮机的调节阀的开度调整至与汽轮机当前输出功率对应的开度；根据压控方式调整所述调节阀的开度，并判断汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差是否超出偏差限值，若否切换为阀控方式，并根据阀控方式调整所述调节阀的开度；恢复为压控方式，根据压控方式调整所述调节阀的开度。通过上述技术方案，当多模块高温堆在一个或几个模块出现停堆情况时，能够实现对汽轮机前蒸汽压力的控制，避免汽轮机前蒸汽压力存在过大的波动。并且，能够减少反应堆模块的停运次数，降低安全风险。
Description
技术领域
本申请属于核电技术领域，具体涉及一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法及装置。
背景技术
在多模块高温气冷堆中，为了使蒸发器运行在压力比较稳定的工况下，汽轮机前蒸汽压力的控制策略是正常工况下使用压控，在RB工况(多模块高温堆汽轮机运行时，其中一个或多个模块紧急停堆)下采用DEH(汽轮机控制***)逻辑进行控制，通过控制调节阀开度来保证汽轮机前蒸汽压力稳定，从而实现蒸发器出口压力稳定。但是，DEH逻辑主要是按照一定的速率调整调节阀，直到将调节阀调整到固定的阀门开度。其中，为了降低蒸汽母管内蒸汽压力的波动，速率一般需要按照现场的实际情况进行调整，为了调整该速率需要不断的进行工况复现，会需要多次停运反应堆，而多次停运反应堆对核电厂的安全会提出很大的挑战。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法及装置。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法，包括：
步骤S1、在发生RB工况时，将汽轮机的调节阀的开度调整至与汽轮机当前输出功率对应的开度；
步骤S2、根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，并判断汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差是否超出偏差限值，若是，则完成控制，否则进入步骤S3；
步骤S3、切换为阀控方式，并根据阀控方式调整所述调节阀的开度，直至汽轮机前蒸汽压力趋于稳定；
步骤S4、恢复为压控方式，根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，若汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差未超出偏差限值，则完成控制，否则返回步骤S1。
可选地，在步骤S2中，所述根据压控方式调整所述调节阀的开度，具体包括：
获取汽轮机前蒸汽压力的测量值；
根据获取的所述测量值和所述压力设定值确定第一目标开度；
根据确定的所述第一目标开度调整所述调节阀的开度。
可选地，在步骤S3中，所述根据阀控方式调整所述调节阀的开度，具体包括：
获取汽轮机的蒸汽流量；
根据获取的所述蒸汽流量确定第二目标开度；
根据确定的所述第二目标开度调整所述调节阀的开度。
可选地，所述蒸汽流量由汽轮机给水流量的百分比之和来表征。
可选地，在步骤S3中，在所述根据阀控方式调整所述调节阀的开度的过程中，所述控制器的压力设定值跟踪汽轮机前蒸汽压力的实际测量值。
可选地，在步骤S4中，在所述根据压控方式调整所述调节阀的开度的过程中，所述压力设定值由汽轮机前蒸汽压力的实际测量值缓慢切换至额定值。
可选地，在所述压力设定值由汽轮机前蒸汽压力的实际测量值缓慢切换至额定值之后，在预设时间内，不允许修改所述压力设定值，所述预设时间为稳定汽轮机前蒸汽压力所需的最短时间。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制装置，包括控制模块，所述控制模块被配置为执行以下步骤：
步骤S1、在发生RB工况时，将汽轮机的调节阀的开度调整至与汽轮机当前输出功率对应的开度；
步骤S2、根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，并判断汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差是否超出偏差限值，若是，则完成控制，否则进入步骤S3；
步骤S3、切换为阀控方式，并根据阀控方式调整所述调节阀的开度，直至汽轮机前蒸汽压力趋于稳定；
步骤S4、恢复为压控方式，根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，若汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差未超出偏差限值，则完成控制，否则返回步骤S1。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被配置为实现前文所述多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法的步骤。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种介质，所述介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现前文所述多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法的步骤。
本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过上述技术方案，当多模块高温堆在一个或几个模块出现停堆情况时，能够实现对汽轮机前蒸汽压力的控制，避免汽轮机前蒸汽压力存在过大的波动。并且，能够减少反应堆模块的停运次数，降低安全风险。另外，还可以避免操作人员人为干预，能够减少人工干预的操作量，降低人工操作的失误概率。
附图说明
图1是本申请示例性实施例中一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法的流程图；
图2是本申请示例性实施例中正常工况下汽轮机前蒸汽压力的控制原理示意图；
图3是本申请示例性实施例中RB工况下汽轮机前蒸汽压力的控制原理示意图；
图4是执行本申请实施例多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法的电子设备的组成框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法，图1示出了一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法的流程，该流程包括以下步骤：
步骤S1、在发生RB工况时，将汽轮机的调节阀的开度调整至与汽轮机当前输出功率对应的开度。
在本实施例中，将汽轮机的调节阀的开度调整至与汽轮机当前输出功率对应的开度，作为RB工况下的初次调节，其可以由反应堆功率的前馈值来实现。例如，在正常运行过程中，汽轮机调节阀通过PID输出来控制汽轮机前蒸汽压力在额定值附近，而PID的压力调节算法带有前馈，可以将当前的反应堆功率值送往汽轮机控制***作为汽轮机前压力的前馈控制值，当发生一个反应堆停堆后，对应的目标负荷变为零，PID可以控制汽轮机调节阀的开度快速调整到剩余运行反应堆的目标负荷对应的阀位。
步骤S2、根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，并判断汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差是否超出偏差限值，若是，则完成控制，否则进入步骤S3。
在本实施例中，根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，作为RB工况下的第二次调节，其过程具体包括：获取汽轮机前蒸汽压力的测量值。根据获取的所述测量值和所述压力设定值确定第一目标开度。根据确定的所述第一目标开度调整所述调节阀的开度。
需要说明的是，在经过第二次调节后，由于蒸汽管道的压力下降趋势不明确，可能存在调节阀在调节后没有让压力稳定在预定的要求范围内的情况，为此，本申请实施例对调节阀的开度进行进一步调节。
步骤S3、切换为阀控方式，并根据阀控方式调整所述调节阀的开度，直至汽轮机前蒸汽压力趋于稳定。
在本实施例中，根据阀控方式调整所述调节阀的开度，作为RB工况下的第三次调节，其过程具体包括：获取汽轮机的蒸汽流量。根据获取的所述蒸汽流量确定第二目标开度。根据确定的所述第二目标开度调整所述调节阀的开度。
其中，在所述根据阀控方式调整所述调节阀的开度的过程中，所述控制器的压力设定值跟踪汽轮机前蒸汽压力的实际测量值。这样做的目的是在阀控方式下，使控制器的计算输出为0，使控制器的输出跟踪当前调节阀开度，从而能够实现两种控制方式的无扰切换。
其中，所述蒸汽流量由汽轮机给水流量的百分比之和来表征。给水流量表征蒸汽流量，而蒸汽流量又与调节阀开度有明确的对应关系，因此可以将给水流量的百分比直接作为第二目标开度的给定值。
需要说明的是，为了确保阀门有足够的时间进行动作，需要维持一定时间的阀控方式控制。另外，由于阀门动作比蒸汽压力变化快，需要留给蒸汽压力一定的稳定时间，来让蒸汽管道内的蒸汽初步达到一个平衡稳定状态，而维持一定时间的阀控方式控制可以满足上述工况要求。
步骤S4、恢复为压控方式，根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，若汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差未超出偏差限值，则完成控制，否则返回步骤S1。
在本实施例中，恢复为压控方式，并根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，作为RB工况下的第四次调节，在所述根据压控方式调整所述调节阀的开度的过程中，所述压力设定值由汽轮机前蒸汽压力的实际测量值缓慢切换至额定值。并且，在所述压力设定值由汽轮机前蒸汽压力的实际测量值缓慢切换至额定值之后，在预设时间内，不允许修改所述压力设定值，所述预设时间为稳定汽轮机前蒸汽压力所需的最短时间。这样做的目的是为了通过自动的手段稳定汽轮机前蒸汽压力，减少人为操作引入的控制波动。
其中，预设时间可以是60秒或者其他时长。
在上述过程结束后，若汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差未超出偏差限值，则汽轮机前蒸汽压力已经稳定，否则，需要重复上述步骤S1-步骤S4。
通过上述技术方案，当多模块高温堆在一个或几个模块出现停堆情况时，能够实现对汽轮机前蒸汽压力的控制，避免汽轮机前蒸汽压力存在过大的波动。并且，能够减少反应堆模块的停运次数，降低安全风险。另外，还可以避免操作人员人为干预，能够减少人工干预的操作量，降低人工操作的失误概率。
为了便于理解，以下举例介绍使用本申请实施例的汽轮机前蒸汽压力的控制方法对汽轮机进行控制的过程。
(一)、正常运行工况控制
在正常运行过程中，汽轮机调节阀通过PID输出来控制汽轮机前的蒸汽压力在额定值附近。PID的压力调节算法带有前馈，前馈控制的值来源于两个反应堆的功率控制模块产生的RB目标负荷值，PID可以将当前的反应堆功率值送往汽轮机控制***作为汽轮机前压力的前馈控制值。其控制原理如图2所示。
为了保证前馈的准确性，可以对反应堆功率目标负荷值与汽轮机调节阀的开度的对应关系进行校核，从而时刻保持两者比较精准的对应关系。
通过上述的控制方式，可以保证在正常运行工况中实现汽轮机前蒸汽压力的稳定。
(二)、一个或多个反应堆停堆的工况控制
当一个反应堆停堆时，对应的蒸发器被隔离，主蒸汽母管及汽轮机前的蒸汽压力会出现巨大的波动。同时，反应堆保护***触发的停堆信号会触发RB信号，该信号的产生标志机组进入RB工况。这种工况下，需要通过RB工况下的蒸汽压力控制策略来实现蒸汽压力的控制，具体包括：
1、在发生RB工况后，对应的目标负荷变为零，为了维持汽机前蒸汽压力的稳定，PID根据前馈值(和汽轮机前蒸汽压力的测量值)控制汽轮机调节阀的开度，使其快速调整到与剩余运行反应堆的目标负荷对应的阀位。
2、在完成上述调节后，PID通过压控方式对蒸汽压力进行自动控制，将汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近。计算汽轮机前蒸汽压力的测量值与压力设定值的偏差，并判断该偏差是否小于或等于7.5％，若是则表示控制完成。
3、由于蒸汽管道的压力下降趋势不明确，可能存在汽轮机前蒸汽压力无法稳定在额定范围内的情况，即压力设定值与测量值的偏差大于7.5％时，此时会触发RB工况下的控制逻辑，汽轮机控制***转换为阀控方式，根据阀控方式调整所述调节阀的开度，直至汽轮机前蒸汽压力趋于稳定。其中，阀位指令来源于给水流量百分比之和，这是由于给水流量可以表征蒸汽流量，而蒸汽流量又与调节阀开度有明确的对应关系，因此可以将给水流量的百分比直接作为所述给定值。
转为阀控的时间是有一定的时间限值，时限到了后可以自动切至压控方式。时限的设置要确保阀门有足够的时间进行动作，并且由于阀门动作比蒸汽压力变化快，需要留给蒸汽压力一定的稳定时间，让蒸汽管道内的蒸汽初步达到一个平衡稳定状态。
在此过程中，PID处于手动状态，其压力设定值跟踪实际的压力测量值，PID的计算输出是0，而PID的AV输出则跟踪实际的阀门开度，这样做的目的是为了保持PID的输出在进行手自动切换的过程中，即汽轮机的压控模式与阀控模式进行切换的过程中能够实现无扰切换。
同时，在工作时间内不允许操作员对压力设定值进行修改，这样做的目的是为了通过自动的手段稳定汽轮机前蒸汽压力，减少人为操作引入的控制波动。
4、阀控的时限结束后，控制方式自动切至压控模式。PID再次通过压控方式对蒸汽压力进行自动控制，待汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近后，再次计算汽轮机前蒸汽压力的测量值与压力设定值的偏差，并判断该偏差是否小于或等于7.5％，若是则表示控制完成。
在此过程中，所述压力设定值由汽轮机前蒸汽压力的实际测量值缓慢切换至额定值。并且，在所述压力设定值由汽轮机前蒸汽压力的实际测量值缓慢切换至额定值之后，在预设时间(例如60s)内，不允许操作人员修改所述压力设定值，以避免人为操作引入的控制波动。在汽轮机前蒸汽压力稳定之后，汽轮机前压力的控制恢复至正常的压控模式，并且可以允许操作人员根据机组的工况修改压力设定值。
结束上述操作后，若汽轮机前的蒸汽压力仍不能稳定住，则可以重复上述步骤1-4，直至汽轮机前蒸汽压力可以稳定在额定范围内。
本申请实施例还提供了一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制装置，用于实现上述实施例提供的多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法。
本申请实施例提供的多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制装置的具体实现方法，可以参见本申请实施例提供的多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法所述，此处不再赘述。
应当说明的是，本申请实施例提供的汽轮机前蒸汽压力的控制装置与上文实施例中的方法实施例属于同一构思，在汽轮机前蒸汽压力的控制装置上可以运行方法实施例中提供的任一方法，其具体实现过程详见方法实施例，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备，用于执行前文记载的控制方法。图4示出了执行本申请实施例多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法的电子设备的组成框图。
图4所示，一种电子设备400，包括一个处理器410和存储器420。处理器410通信连接的存储器420。所述存储器420存储有可被所述处理器410执行的指令，所述指令被所述处理器410执行，能够使所述处理器410实现上述实施方式所述的方法。
存储器420和处理器410采用总线方式连接，通信总线除了可以将所述处理器410和所述存储器420连接在一起，还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。
处理器410负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时、***接口、电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器420可以被用于存储处理器410在执行操作时所使用的数据。示例性的，存储器420可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、任何类型的ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、闪存设备、硬盘、光盘等。更一般地，任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。
应当说明的是，本申请实施例提供的电子设备与上文实施例中的方法实施例属于同一构思，在电子设备上可以运行方法实施例中提供的任一方法，其具体实现过程详见方法实施例，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例所述的方法。
其中，计算机可读存储介质可是任何包含或存储程序的有形介质，其可以是电、磁、光、电磁、红外线、半导体的***、装置、设备，更具体的例子包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、光纤、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件，或它们任意合适的组合。
应当说明的是，本申请实施例提供的介质与上文实施例中的方法实施例属于同一构思，在介质上可以存储方法实施例中提供的任一方法，其具体实现过程详见方法实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“目标”、“当前”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“等”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本申请的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本申请对此不做限制。
Claims (10)
1.一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法，其特征在于，包括：
步骤S1、在发生RB工况时，将汽轮机的调节阀的开度调整至与汽轮机当前输出功率对应的开度；
步骤S2、根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，并判断汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差是否超出偏差限值，若是，则完成控制，否则进入步骤S3；
步骤S3、切换为阀控方式，并根据阀控方式调整所述调节阀的开度，直至汽轮机前蒸汽压力趋于稳定；
步骤S4、恢复为压控方式，根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，若汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差未超出偏差限值，则完成控制，否则返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述根据压控方式调整所述调节阀的开度，具体包括：
获取汽轮机前蒸汽压力的测量值；
根据获取的所述测量值和所述压力设定值确定第一目标开度；
根据确定的所述第一目标开度调整所述调节阀的开度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述根据阀控方式调整所述调节阀的开度，具体包括：
获取汽轮机的蒸汽流量；
根据获取的所述蒸汽流量确定第二目标开度；
根据确定的所述第二目标开度调整所述调节阀的开度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述蒸汽流量由汽轮机给水流量的百分比之和来表征。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，在所述根据阀控方式调整所述调节阀的开度的过程中，所述控制器的压力设定值跟踪汽轮机前蒸汽压力的实际测量值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，在所述根据压控方式调整所述调节阀的开度的过程中，所述压力设定值由汽轮机前蒸汽压力的实际测量值缓慢切换至额定值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述压力设定值由汽轮机前蒸汽压力的实际测量值缓慢切换至额定值之后，在预设时间内，不允许修改所述压力设定值，所述预设时间为稳定汽轮机前蒸汽压力所需的最短时间。
8.一种多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制装置，其特征在于，包括控制模块，所述控制模块被配置为执行以下步骤：
步骤S1、在发生RB工况时，将汽轮机的调节阀的开度调整至与汽轮机当前输出功率对应的开度；
步骤S2、根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，并判断汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差是否超出偏差限值，若是，则完成控制，否则进入步骤S3；
步骤S3、切换为阀控方式，并根据阀控方式调整所述调节阀的开度，直至汽轮机前蒸汽压力趋于稳定；
步骤S4、恢复为压控方式，根据压控方式调整所述调节阀的开度，使汽轮机前蒸汽压力稳定在压力设定值附近，若汽轮机前蒸汽压力的测量值与所述压力设定值的偏差未超出偏差限值，则完成控制，否则返回步骤S1。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被配置为实现如权利要求1-7中任一项所述多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法的步骤。
10.一种介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述多模块高温堆汽轮机前蒸汽压力的控制方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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