CN1577636A - 考虑核电站中给水控制阀压降的给水控制***及控制方法 - Google Patents

Abstract

考虑核电站中给水控制阀压降的给水控制***及方法。在该***中，第一检测单元包括：产生对应蒸汽流量信号和给水流量信号之差的流量错误信号的流量错误信号发生器；和产生对应水位测量信号和流量错误信号之和的水位纠错信号的水位纠错信号发生器。第二检测单元包括：检测主给水控制阀和下水管给水控制阀中至少一个给水控制阀的前和后部分的压差并产生对应所检测压差的压降信号的压降传感器单元；产生对应前面设定的给水控制阀压降设定值的压降设定值信号的压降设定值信号发生器；和比较压降信号和压降设定值信号并且产生压降错误信号的压降错误信号发生器。控制单元根据从纠正控制信号发生器输出的纠正控制信号控制主给水泵。

Description

考虑核电站中给水控制阀压降的给水控制***及控制方法

本申请要求2003年7月19日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.2003-49539的优先权，在这里结合它的整体揭示作为参考。

技术领域

本发明涉及给水控制***及其控制方法，特别是，考虑核电站中给水控制阀压降的给水控制***及其控制方法，无论核反应堆动力或给水装置的种类和数量，它都能够保持给水控制阀的压降恒定。

背景技术

核电站通常包括具有100或更多个独立功能的***。这些***包括位于核反应堆中心的核供汽***(NSSS)，用来吸收蒸汽使发电机转动产生电流的涡轮/发电机***，以及其它附加设备。目前，在韩国核电站主要使用压水反应堆(PWR)，它包括位于核反应堆中心的主***，具有蒸汽发生器、涡轮、发电机和冷凝器的二级***，为意外事故准备的工程保险***，动力传输/分配***，测量/控制***，以及其它辅助***。

在核反应堆产生的热水通过由冷冻剂管与核反应堆相连的蒸汽发生器的热传送管循环。另外，热水通过另一条管道将热量传递给流入蒸汽发生器的水，然后返回到核反应堆。为了正常地执行这些操作，蒸汽发生器必须正确地保持水位。这些通常是通过核电站的给水控制***连续控制蒸汽发生器的水位来实现的。

图1说明了根据现有技术的核电站给水控制***中的电通路。参见图1，核电站的给水控制***包括产生水位纠错信号115c的检测模块110，和根据由比例积分器处理的流量请求信号131c控制主给水泵103、主给水控制阀105和下水管控制阀107的控制模块130。

检测模块110检测水位纠错并且包括用来产生流量错误信号111c的流量错误信号发生器111，和用来产生水位纠错信号115c的水位纠错信号发生器115。流量错误信号发生器111接收对应从蒸汽发生器排出的蒸汽流量的蒸汽流量信号111a，和对应被引入蒸汽发生器的给水流量的给水流量信号111b，然后产生流量错误信号111c。流量错误信号111c被输入到水位纠错信号发生器115。水位纠错信号发生器115对流量错误信号111c和水位测量信号求和，然后产生水位纠错信号115c。在此，水位测量信号是对应水位测量信号115a和水位设定信号115b之差的信号。水位测量信号115a对应所测量的蒸汽发生器的水位，而水位设定信号115b对应前面设定的蒸汽发生器水位。

控制模块120使水位纠错信号115c通过比例积分器131，从而产生流量请求信号131c。然后，主给水泵速度信号转换器133、主给水控制阀开启信号转换器138和下水管控制阀开启信号发生器139将流量请求信号131c转换成分别控制主给水泵103、主给水控制阀105和下水管给水控制阀107的控制信号。控制信号控制主给水泵103、主给水控制阀105和下水管给水控制阀107。因此，调节了蒸汽发生器的水位。由于主给水泵103通过共用汇集器管与两个蒸汽发生器相连，因此从比例积分器131到主给水泵103的流量请求信号131c在被输入到主给水泵速度信号转换器133之前通过高信号选择器132。流量请求信号131c与从另一个蒸汽发生器的给水控制***输出的另一个流量请求信号比较。选择高的流量请求信号，然后输出到主给水泵速度信号转换器133。

上述方法是利用三个变量作为20％以上的核反应堆动力的高动力控制模式中的控制输入信号来产生作为控制信号的流量请求信号的三因子控制方法。这三个变量是水位测量信号、给水流量信号和蒸汽流量信号。但是，在20％以下的核反应堆动力的低动力模式中使用单因数控制方法。换句话说，因为给水流量信号和蒸汽流量信号的可靠性低，所以只利用水位测量信号产生流量请求信号。

产生的核动力决定了核电站中使用的给水设备的种类和数量。在20％以下的核反应堆动力的低动力模式下，关闭主给水控制阀，并且主给水泵以最低速度运行。因此，由下水管给水控制阀执行实际的给水流量控制功能。在20％以上的核反应堆动力的高动力模式下，打开下水管给水控制阀来传送整个给水流量的大约10％，并且由主给水控制阀105和主给水泵103执行给水流量控制功能。另外，在20％或以上的核反应堆动力中，只有一个主给水泵103在50％以下的核反应堆动力下运行。同时，在50％或以上的核反应堆动力中，运行两个主给水泵。在100％的核反应堆动力中，可以同时运行三个主给水泵。

根据现有技术的蒸汽发生器给水控制***没有考虑给水控制阀的压降。根据核反应堆动力或运行的给水设备的种类和数量无法保持压降恒定。

在核反应堆的低动力操作部分，要保持主给水泵的速度恒定。因此，当保持前下水管给水控制阀的前压力恒定时，下水管给水控制阀的后压力根据蒸汽发生器的压力变化而改变。各种因素，如核电站的控制方法或操作员的操作方式导致蒸汽发生器在低或高压力下运行。因此，在低动力运行部分，下水管给水控制阀的压降变化极大。这种压降变化对控制蒸汽发生器的水位很不利，它可以从下面的公式确定：

$Q=\mathrm{Cv}\×\sqrt{\frac{\mathrm{\ΔP}}{\mathrm{\γ}}}---\left(1\right)$

其中Q是给水流量，Cv是流量系数，γ是给定加权，ΔP是压降。

正如从公式(1)可以看出的，流经阀的给水流量是压降、流量系数、和给定加权的函数。在它们之中，给定加权是给水温度的函数，它是一个可预定值。流量系数是开启下水管给水控制阀的函数。流量系数影响下水管控制阀开启信号转换器，它是一个可预定值。但是，在低动力运行部分，蒸汽发生器的给水控制***只用蒸汽发生器的水位作为输入。这样，可能无法正确反映这种根据压力变化的流量改变。如果在核反应堆低动力下的蒸汽发生器压力不稳定，那么很难稳定地控制蒸汽发生器的水位。

图2说明了根据核电站常规给水控制***的主给水控制阀动力的主给水控制阀的压降变化。参见图2，在核反应堆的高动力运行部分，当运行一个主给水泵并且由于动力变成50％或以上而额外运行另一个主给水泵时，会极大地增加施加在主给水控制阀上的压降。主给水泵中压力差对流量的特征导致了这种现象。当运行一个主给水泵时，流经一个主给水泵的流量会减少，因此压力差会增加。迅速升高的压力差导致的给水流量的增加和蒸汽发生器水位的上升减小了流量请求信号。由于流量请求信号同时控制主给水泵速度和主给水控制阀的开启，因此降低了主给水控制阀的开启以及主给水泵的速度。因此，由于降低的主给水泵的速度不象压力差增加的那么多，因此主给水控制阀的前压力上升，于是增加了主给水控制阀的压降。另外，在三个主给水控制泵以100％的动力运行的核电站中会强烈地发生这种现象。如果根据动力改变主给水控制阀的压降，会产生一些问题。当主给水控制阀的压降很高时，控制可能变得不稳定。另一方面，当主给水控制阀的压降很低时，降低了水位控制能力，从而变得难以控制。

鉴于这些问题，常规的核电站采用测量主给水控制阀的压降和控制给水泵速度的方法。但是，除蒸汽发生器的水位控制之外，这种方法由独立的控制***构成。由于只利用作为输入的阀压降来控制主给水泵的速度，因此很难正确处理蒸汽发生器水位中快速变换的状态。如果输入信号丢失，那么可能会发生快速变换的状态，因此该方法不是一种合适的解决方案。

在核电站的常规给水控制***及其方法中，给水控制阀压降的剧烈变化对控制蒸汽发生器水位极其不利。但是，由于不能正确反映根据这种压降的流量变化，因此很难稳定地控制蒸汽发生器的水位。特别地，如果主给水控制阀的压降很高，那么控制会变得不稳定。另外，如果主给水控制阀的压降很低，那么会降低蒸汽发生器的水位控制性能。因此，为了解决这些问题，很难选择给水控制***的设定值。另外，也很难优化控制设定值。

发明内容

本发明提供了考虑核电站中给水控制阀压降的给水控制***及其方法，其中无论核反应堆动力或给水设备的种类和数量都能保持给水控制阀的压降恒定，这样简化了选择给水控制***设定值的过程，并且能够对其进行优化。另外，可以解决可能由给水控制阀压降的高或低引起的控制不稳定或控制性能下降的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种考虑核电站中给水控制阀压降的给水控制***，给水控制***通过一个或多个主给水泵、主给水控制阀和下水管给水控制阀调整流入蒸汽发生器的给水流量来控制蒸汽发生器的水位。在给水控制***中，第一检测单元包括：流量错误信号发生器，用于产生对应蒸汽流量信号和给水流量信号之差的流量错误信号，其中蒸汽流量信号对应从蒸汽发生器排出的蒸汽流量，而给水流量信号对应引入蒸汽发生器的给水流量；以及水位纠错信号发生器，用于产生对应水位测量信号和流量错误信号之和的水位纠错信号，其中水位测量信号对应水位测量信号和水位设定信号之差，并且水位测量信号对应所测量的蒸汽发生器的水位，水位设定信号对应前面设定的蒸汽发生器的水位。第二检测单元包括：压降传感器单元，用于检测主给水控制阀和下水管给水控制阀中至少一个给水控制阀的前和后部分之间的压力差，并且产生对应所检测的压差的压降信号；压降设定值信号发生器，用于产生对应前面设定的给水控制阀的压降设定值的压降设定值信号；以及压降错误信号发生器，用于比较压降信号和压降设定值信号并且产生压降错误信号。控制单元包括：水位纠错信号通过的第一比例积分器；由第一比例积分器处理的流量请求信号通过的主给水泵速度信号转换器；压降错误信号通过的第二比例积分器；由第二比例积分器处理的偏离信号通过的给水泵速度偏离信号转换器；以及用从给水泵速度偏离信号转换器输出的辅助控制信号对从主给水泵速度信号转换器输出的主控制信号进行操作的纠正控制信号发生器，其中控制单元根据从纠正控制信号发生器输出的纠正控制信号控制主给水泵。

压降传感器单元可以包括：主给水共用汇集器头压力传感器，用于测量安装在主给水泵和给水控制阀之间的主给水共用汇集器头的压力；以及蒸汽汇集器压力传感器，用于测量从蒸汽发生器排出的蒸汽通过的蒸汽汇集器的压力，压降信号可以是分别从主给水共用汇集器头压力传感器和蒸汽汇集器压力传感器输出的主给水汇集器压力信号和蒸汽汇集器压力信号之差。

压降设定值信号发生器还可以包括用来产生低动力偏离信号的低动力偏离信号发生器，并且在当下水管给水控制阀单独运行而主给水控制阀不运行时的情况下，可以将低动力偏离信号累加到压降设定值信号上。

控制单元还可以包括第一高信号选择器，用于在流量请求信号输入到主给水泵速度信号转换器之前，比较由第一比例积分器处理的流量请求信号和从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个流量请求信号，并选择高流量请求信号。

控制单元还可以包括第二高信号选择器，用于在纠正控制信号发生器中操作辅助控制信号之前，比较从给水泵速度偏离信号发生器输出的辅助控制信号和从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个辅助控制信号，并选择高辅助控制信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种考虑核电站中给水控制阀压降的给水控制方法，给水控制方法是通过控制一个或多个主给水泵、主给水控制阀和下水管给水控制阀来调整流入蒸汽发生器的给水流量来控制蒸汽发生器的水位。给水控制方法包括：(a)测量蒸汽发生器的水位并且产生对应于所测量的水位的水位测量信号；产生对应水位测量信号和水位设定信号差的水位测量信号，其中水位设定信号对应前面设定的蒸汽发生器的水位；测量蒸汽发生器排出的蒸汽流量并且产生对应于所测量的蒸汽流量的蒸汽流量信号；测量引入蒸汽发生器的给水流量并且产生对应于所测量的蒸汽流量的给水流量信号；产生对应于蒸汽流量信号和给水流量信号差的流量错误信号；以及产生对应于水位测量信号和流量错误信号之和的水位纠错信号；(b)检测主给水控制阀和下水管给水控制阀中至少一个给水控制阀的前和后部分之间的压差，并且产生对应于所检测的压差的压降信号；和比较压降信号和前面设定的压降设定值信号，并且产生压降错误信号；以及(c)通过使流量请求信号通过主给水泵速度信号转换器来产生主控制信号，通过使水位纠错信号通过第一比例积分器来产生流量请求信号；通过使偏离信号通过给水泵速度偏离信号转换器来产生辅助控制信号，通过使压降错误信号通过第二比例积分器来产生偏离信号；通过执行主控制信号和辅助控制信号的操作来产生纠正控制信号；并且根据纠正控制信号控制主给水泵。

可以通过下列方法获得操作(b)中的压降信号：测量安装在主给水泵和给水控制阀之间的主给水共用汇集器头的压力；测量从蒸汽发生器排出的蒸汽通过的蒸汽汇集器的压力；以及操作主给水共用汇集器头的压力和蒸汽汇集器的压力之差。

当下水管给水控制阀单独运行而主给水控制阀不运行时，压降设定值信号可以是加入了预定义低动力偏离信号的信号。

操作(c)还可以包括：在流量请求信号输入到主给水泵速度信号转换器之前，比较由第一比例积分器处理的流量请求信号和从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个流量请求信号；和选择高流量请求信号。

操作(c)还可以包括：在纠正控制信号发生器中操作辅助控制信号之前，比较从给水泵速度偏离信号发生器输出的辅助控制信号和从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个辅助控制信号；和选择高辅助控制信号。

附图说明

本发明上述和其它特征和优点将通过参考附图详细描述实施例变得更加明显。

图1说明了根据现有技术的核电站给水控制***的电通路图；

图2说明了在核电站的常规给水控制***中根据主给水控制阀的动力变化的主给水控制阀的压降变化；

图3说明了核电站中给水控制***的功能结构；

图4说明了根据本发明实施例的考虑核电站中给水控制阀的压降的给水控制***的电通路图；和

图5是说明根据现有技术和本发明关于主给水控制阀的动力的主给水控制阀压降比较的示意图。

具体实施方式

现在将参考显示了本发明实施例的附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以用许多不同形式实施，并且不受这里提出的实施例的限制；更确切地说，提供这些实施例使得本揭示更加全面和完整，并且向本领域技术人员全面表达了本发明的概念。在附图中，为了清楚起见，各层和区域的厚度被夸大了。附图中相同部件用相同标号表示，因此忽略了对它们的描述。

图3说明了核电站中给水控制***的功能结构。参见图3，从三个主给水泵3提供的给水流量通过主给水共用汇集器头分配给两个蒸汽发生器2，并且通过安装在蒸汽发生器2前面的主给水控制阀5和下水管给水控制阀7。然后，给水流量被引入到蒸汽发生器2中。从蒸汽发生器2排出的蒸汽流量通过蒸汽汇集器并且被引入到主蒸汽轮机。主给水共用汇集器头压力传感器22安装在主给水共用汇集器头中。主给水共用汇集器头压力传感器22测量并且指示主给水共用汇集器头的压力。蒸汽汇集器压力传感器23被安装在蒸汽汇集器中，并且测量用作蒸汽旁路控制***(SBCS)输入的蒸汽汇集器的压力。

图4说明了根据本发明实施例的考虑核电站中给水控制阀的压降的给水控制***的电通路图。参见图4，根据本发明实施例的蒸汽发生器的给水控制***包括用于产生水位纠错信号15c的第一检测单元10，用于产生压降错误信号29a的第二检测单元20，以及控制单元30，用于根据基于水位纠错信号15c的流量请求信号31c控制主给水控制阀5和下水管给水控制阀7，根据压降错误信号29a，通过操作辅助控制信号产生对于主控制信号33a的纠正控制信号34a，并且根据纠正控制信号34a控制主给水泵3。

第一检测单元10检测水位纠错，并且包括用于产生流量错误信号11c的流量错误信号发生器11，和用于产生水位纠错信号15c的水位纠正信号发生器15。流量错误信号发生器11接收对应于从蒸汽发生器排出的蒸汽流量的蒸汽流量信号11a，和对应于引入到蒸汽发生器的给水流量的给水流量信号11b，然后产生对应于蒸汽流量信号11a和给水流量信号11b之差的流量错误信号11c。水位纠错信号发生器15对水位测量信号和流量错误信号11c求和并且产生水位纠错信号15c。这里，水位测量信号对应于水位测量信号15a和水位设定信号15b之差。水位测量信号15a对应于所测量的蒸汽发生器水位，而水位设定信号15b对应于先前设定的蒸汽发生器水位。

第二检测器20包括用于检测主给水控制阀5和下水管给水控制阀7的前和后部分之间的压差并且输出相应压降信号21a的压降传感器单元21，用于输出对应于给水控制阀5和7的先前设定的压降设定值的压降设定值信号25a的压降设定值信号发生器25，以及用于比较压降信号21a和压降设定值信号25a，并且产生压降错误信号29a的压降错误信号发生器29。

在核反应堆的低动力操作模式下，主要使用下水管给水控制阀7的压降信号，而在20％或以上的高动力操作模式下，最好使用主给水控制阀5的压力信号。因此，为了获得压降传感器单元21的压降信号21a可以提供两种结构。第一种结构是额外提供一个压力传感器来测量通过给水控制阀的流体稳定的给水控制阀前部和后部的压力。第二种结构是利用先前在核电站测量到的信号来计算压降。这种结构可以无需安装任何额外的硬件来实现。在本实施例中，压力传感器单元21具有后一种结构。压力传感器单元21包括用于测量排列在主给水泵3和给水控制阀之间的主给水共用汇集器头压力的蒸汽汇集器压力传感器23，和用于测量蒸汽发生器排出的流量通过的蒸汽汇集器的压力的蒸汽汇集器压力传感器23。在这种结构中，压力传感器单元21检测蒸汽汇集器压力信号22a和主给水共用汇集器头压力信号23a之间的差，并且输出压降信号21a。蒸汽汇集器压力信号22a是用作SBCS输入的信号，而主给水共用汇集器头压力信号23a是只用作简单指示符的信号。

压降设定值信号发生器25通过先前利用蒸汽流量信号11a编程的压降设定值信号转换器27输出压降设定值信号25a。当给水控制***以低于20％的核反应堆动力只运行下水管给水控制阀7时，应考虑下水管给水管道的压降并且将低动力偏离累加到压降设定值上。压降错误信号发生器29a比较压降信号21a和压降设定值信号25a，并且输出给水控制阀的压降错误信号29a。参考标号26a表示核反应堆动力，而参考标号26b表示“双稳态”。

控制单元30包括水位纠错信号15c通过的第一比例积分器31，由第一比例积分器31处理的流量请求信号31c通过的主给水泵速度信号转换器33，压降错误信号29a通过的第二比例积分器35，由第二比例积分器35处理的偏离信号通过的主给水泵速度偏离信号转换器37，以及用从给水泵速度偏离信号转换器37输出的辅助控制信号37a操作从主给水泵速度信号转换器33输出的主控制信号33a的纠正控制信号发生器34。控制单元30根据纠正控制信号发生器34输出的纠正控制信号34a控制主给水泵3。另外，流量请求信号31c被发送到主给水控制阀开启信号转换器38和下水管控制阀开启信号转换器39，然后分别被转换成控制主给水控制阀5和下水管给水控制阀7的信号。

压降错误信号29a通过第二积分器35发送到给水泵速度偏离信号转换器37。辅助控制信号37a被输入到第二高信号选择单元36并且与从另一个给水控制***输出的另一个辅助控制信号比较。然后，将从中所选的高信号累加到主控制信号33a中，或者从主控制信号33a中减去所选的高信号，然后发送到主给水泵3。换句话说，为了不管核反应堆动力或运行的给水设备的种类和数量都能保持给水控制阀5和7的压降恒定，由纠错信号34a控制主给水泵3，纠错信号34a是基于压降错误信号29a由辅助控制信号37a纠正后的主控制信号33a的。这里，辅助控制信号37a是偏离信号。因此，如果需要，可以不输出辅助控制信号37a。

现在描述根据本发明考虑给水控制阀的压降的核电站的给水控制方法。

首先，测量蒸汽发生器的水位并且产生对应水位的水位测量信号15a。然后，产生对应于水位测量信号15a和水位设定信号15b之间的差的水位测量信号。以同样的方式，测量从蒸汽发生器排出的给水流量并且产生对应于蒸汽流量的蒸汽流量信号11a。测量引入蒸汽发生器的给水流量并且产生对应于给水流量的给水流量信号11b。然后，产生对应于蒸汽流量信号11a和给水流量信号11b之间的差的流量错误信号11c。第一检测单元10产生对应于水位测量信号和流量错误信号11c之和的水位纠错信号15c。

测量主给水共用汇集器头和蒸汽汇集器的压力，然后产生对应于压力差的压降信号21a。比较压降信号21a和先前设定的压降设定值信号25a以产生压降错误信号29a。

然后，在控制单元30中，水位纠错信号15c通过第一比例积分器31以产生流量请求信号31c。流量请求信号31c被发送到主给水控制阀开启信号转换器38和下水管控制阀开启信号转换器39。从主给水控制阀开启信号转换器38和下水管控制阀开启信号转换器39输出的控制信号控制主给水控制阀5和下水管给水控制阀7。通过第一比例电路积分31的流量请求信号31c被发送到主给水泵速度信号转换器33。由于主给水泵3通过共用汇集器管道连接到两个蒸汽发生器，因此流量请求信号31c在被输入到主给水泵速度信号转换器33之前，通过第一高信号选择单元32。在此，流量请求信号31c与从另一个蒸汽发生器的给水控制***输出的另一个流量请求信号比较。选择它们之中高的流量控制信号31c，然后输出到主给水泵速度信号发生器33。为了在控制主给水泵3之前考虑给水控制泵的压降，用从主给水泵速度信号转换器33输出的主控制信号33a操作从给水泵速度偏离信号转换器37输出的辅助控制信号37a。

下面将详细描述产生纠正控制信号34a的过程。比较压降信号21a和先前设定的压降设定值信号25a以产生压降错误信号29a。压降错误信号29a通过第二比例积分器35和给水泵速度偏离信号转换器37，从而被转换成辅助控制信号37a。辅助控制信号37a在纠正控制信号发生器34中与主控制信号33a组合，从而产生纠正控制信号34a。主给水泵速度信号转换器33根据从第一比例积分器31输出的流量请求信号31c处理主控制信号33a。

控制单元30根据纠正控制信号34a控制主给水泵3。在此，在第二高信号选择单元36中，在纠正控制信号发生器34中用从给水泵速度偏离信号转换器37输出的辅助控制信号37a对主控制信号33a进行操作之前，从给水泵速度偏离信号转换器37输出的辅助控制信号37a与从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个辅助控制信号比较。从中选择高辅助控制信号。

图5是说明根据现有技术和本发明关于主给水控制阀动力的主给水控制阀压降的比较。正如所看到的，在根据现有技术的核电站的给水控制***b的情况下，当主给水控制阀的核反应堆动力每分钟下降5％时，那么主给水控制阀的压降会有极大的变化。相反，在根据本发明核电站的给水控制***a的情况下，主给水控制阀的压降可以基本保持恒定。

如上所述，基于压降错误信号29c的辅助控制信号37a累加到基于流量请求信号31c的主控制信号33a，或从基于流量请求信号31c的主控制信号33a中减去基于压降错误信号29c的辅助控制信号37a，从而产生纠正控制信号34a。纠正控制信号34a控制主给水泵3。在这种方式中，无论何种核反应堆动力或运行的给水设备的种类和数量，核电站给水控制阀的压降保持恒定。因此，简化了给水控制***的设定值的选择过程并且可以对其进行优化。这样可以解决由于给水控制阀高或低的压降可能引起的控制不稳定或控制性能降低的问题。另外，由于从下水管给水控制阀7到主给水控制阀5的阀开关或从主给水控制阀5到下水管给水控制阀7的阀开关中，阀总是被置于开启状态，因此可以明显地降低发生在阀开关的变换状态。可以在运行中实时监测给水控制阀的压降，并且阀的压降可以在整个输出阶段保持某种恒定程度。这样就可以保护阀的机械稳定性并且很容易处理运行时的给水设备的改变或蒸汽发生器水位的快速变换状态。即使当压降测量信号丢失，主给水泵3的速度也在偏离信号的限制内变化。因此，变换状态可以最小。如果需要，可以不产生基于压降错误信号29a的辅助控制信号37a。

在该实施例中，压降传感器单元21包括主给水共用汇集器头压力传感器22和蒸汽汇集器压力传感器23。如上所述，压降信号21a是主给水共用汇集器头压力信号与蒸汽汇集器的压力信号之间的差。压降传感器单元21配备了多个安装在与主给水控制阀5和下水管给水控制阀7相邻的前和后部分的传感器。在核反应堆动力为20％或更低的情况下，即，当下水管给水控制阀7单独运行时，压降信号21a可以是下水管给水控制阀7的前和后部分之间的压力差。在核反应堆动力为20％或更高的情况下，压降信号21a可以是主给水控制阀5的前和后部分之间的压力差。

虽然通过参考本发明的典型实施例特别给出并描述了本发明，本领域技术人员应该理解，在不脱离以下权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节的改动。

Claims (10)

1.一种考虑核电站中给水控制阀的压降的给水控制***，该给水控制***通过一个或多个主给水泵、主给水控制阀和下水管给水控制阀的控制来调整流入蒸汽发生器的给水流量来控制蒸汽发生器的水位，该给水控制***包括：

第一检测单元，包括：流量错误信号发生器，用于产生对应于蒸汽流量信号和给水流量信号之间的差的流量错误信号，其中蒸汽流量信号对应于从蒸汽发生器排出的蒸汽流量，而给水流量信号对应于引入蒸汽发生器的给水流量；以及水位纠错信号发生器，用于产生对应于水位测量信号和流量错误信号之和的水位纠错信号，其中水位测量信号对应于水位测量信号和水位设定信号之间的差，水位测量信号对应于所测量的蒸汽发生器的水位，水位设定信号对应于先前设定的蒸汽发生器的水位；

第二检测单元，包括：压降传感器单元，用于检测主给水控制阀和下水管给水控制阀中的至少一个给水控制阀的前和后部分之间的压力差，并产生对应有所检测的压差的压降信号；压降设定值信号发生器，用于产生对应于先前设定的给水控制阀的压降设定值的压降设定值信号；和压降错误信号发生器，用于比较压降信号和压降设定值信号并且产生压降错误信号；以及

控制单元，包括：水位纠错信号通过的第一比例积分器；由第一比例积分器处理的流量请求信号通过的主给水泵速度信号转换器；压降错误信号通过的第二比例积分器；由第二比例积分器处理的偏离信号通过的给水泵速度偏离信号转换器；以及用从给水泵速度偏离信号转换器输出的辅助控制信号对从主给水泵速度信号转换器输出的主控制信号进行操作的纠正控制信号发生器，其中控制单元根据从纠正控制信号发生器输出的纠正控制信号来控制主给水泵。

2.根据权利要求1所述的给水控制***，其中压降传感器单元包括：

主给水共用汇集器头压力传感器，用于测量安装在主给水泵和给水控制阀之间的主给水共用汇集器头的压力；以及

蒸汽汇集器压力传感器，用于测量从蒸汽发生器排出的蒸汽通过的蒸汽汇集器的压力，

其中压降信号是分别从主给水共用汇集器头压力传感器和蒸汽汇集器压力传感器输出的主给水汇集器头压力信号和蒸汽汇集器压力信号之间的差。

3.根据权利1所述的给水控制***，其中压降设定值信号发生器还包括用来产生低动力偏离信号的低动力偏离信号发生器，并且当下水管给水控制阀单独运行而主给水控制阀不运行时，将低动力偏离信号累加到压降设定值信号上。

4.根据权利1所述的给水控制***，其中控制单元还包括第一高信号选择器，用于在流量请求信号输入到主给水泵速度信号转换器之前，比较由第一比例积分器处理的流量请求信号和从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个流量请求信号，和选择高流量请求信号。

5.根据权利1所述的给水控制***，其中控制单元还包括第二高信号选择器，用于在纠正控制信号发生器中操作辅助控制信号之前，比较从给水泵速度偏离信号发生器输出的辅助控制信号和从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个辅助控制信号，和选择高辅助控制信号的。

6.一种考虑核电站中给水控制阀的压降的给水控制方法，该给水控制方法通过一个或多个主给水泵、主给水控制阀和下水管给水控制阀的控制来调整流入蒸汽发生器的给水流量的调节来控制蒸汽发生器的水位，该给水控制方法包括：

(a)测量蒸汽发生器的水位并且产生对应于所测量的水位的水位测量信号；产生对应于水位测量信号和水位设定信号之间的差的水位测量信号，其中水位设定信号对应先前设定的蒸汽发生器的水位；测量从蒸汽发生器排出的蒸汽流量并且产生对应于所测量的蒸汽流量的蒸汽流量信号；测量引入蒸汽发生器的给水流量并且产生对应于所测量的蒸汽流量的给水流量信号；产生对应于蒸汽流量信号和给水流量信号之差的流量错误信号；以及产生对应于水位测量信号和流量错误信号之和的水位纠错信号；

(b)检测主给水控制阀和下水管给水控制阀中的至少一个给水控制阀的前和后部分之间的压差，并且产生对应所检测的压差的压降信号；和比较压降信号和先前设定的压降设定值信号，并且产生压降错误信号；以及

(c)通过使流量请求信号通过主给水泵速度信号转换器来产生主控制信号，通过使水位纠错信号通过第一比例积分器来产生流量请求信号；通过使偏离信号通过给水泵速度偏离信号转换器产生辅助控制信号，通过使压降错误信号通过第二比例积分器来产生偏离信号；通过执行主控制信号和辅助控制信号的操作来产生纠正控制信号；并且根据纠正控制信号控制主给水泵。

7.根据权利要求6所述的给水控制方法，其中可以通过下列方法获得步骤(b)中的压降信号：

测量安装在主给水泵和给水控制阀之间的主给水共用汇集器头的压力；

测量从蒸汽发生器排出的蒸汽通过的蒸汽汇集器的压力；以及

操作主给水共用汇集器头的压力和蒸汽汇集器的压力之差。

8.根据权利要求6所述的给水控制方法，其中当下水管给水控制阀单独运行而主给水控制阀不运行时，压降设定值信号是加入了预定低动力偏离信号的信号。

9.根据权利要求6所述的给水控制方法，其中操作步骤(c)还包括：

在流量请求信号输入到主给水泵速度信号转换器之前，比较由第一比例积分器处理的流量请求信号和从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个流量请求信号；和

选择高流量请求信号。

10.根据权利要求6所述的给水控制方法，其中步骤(c)还包括：

在纠正控制信号发生器中操作辅助控制信号之前，比较从给水泵速度偏离信号发生器输出的辅助控制信号和从另一个蒸汽发生器的另一个给水控制***输出的另一个辅助控制信号；和

选择高辅助控制信号。

Images