一种核电功率控制系统及核电功率控制方法技术方案

本发明专利技术涉及核电站汽轮机辅助系统的技术领域，提出了一种核电功率控制系统及核电功率控制方法，系统包括汽轮机功率控制系统和反应堆功率控制系统；汽轮机功率控制系统控制汽轮机功能单元的汽轮机有功功率；反应堆功率控制系统通过控制反应堆功能单元的功率棒和温度棒进而控制反应堆功率；反应堆功率控制系统接收来自汽轮机功率控制系统的表征汽轮机控制的关键参数，并利用该关键参数协调反应堆功率控制。控制方法包括汽轮机功率控制系统功率闭环控制模式和压力限制模式。本发明专利技术的技术方案应用在核电站机组，GRE‑RGL控制稳定，没有出现汽轮机甩负荷或者核岛超功率的情况，实现了反应堆‑汽轮机功率瞬态控制稳定以及堆机功率平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种核电功率控制系统及核电功率控制方法
本专利技术涉及核电站汽轮机辅助系统的
，具体涉及一种核电功率控制系统及核电功率控制方法。
技术介绍
汽轮机功率控制系统(GRE，汽轮机调节控制系统，汽轮机调节系统)与反应堆功率控制系统(RGL，反应堆功率棒控制系统)是核电厂功率控制的核心，现有技术的核电站容易发生瞬态控制不稳的事件，例如，国内核电站的汽轮机调节控制系统是参考法国电网设计，引进中国后存在部分设计缺陷，在电网故障瞬态或汽轮机效率瞬态时，易引起控制不稳而导致汽轮机甩负荷，汽轮机升功率而导致一回路过冷、反应堆功率超发等后果。自国内某核电站二期投运以来，在多次外部电网瞬态时，汽轮机调节控制系统意外降功率或者升功率，反应堆功率也跟随变化，对于电站内部热力系统瞬态，其汽轮机-反应堆控制响应也不符合预期。以下例举了一些影响较大的瞬态瞬态控制不稳事件。事件1：2013年3月30日，电网进行楚穗直流线路双极闭锁故障试验，试验造成电网5000MW电功率缺额，汽轮机甩负荷，机组有功、无功功率出现大幅波动，有功波动最大至1100MW、最小1070MW，频率最低到49.76Hz，波动持续5s左右。波动期间，L3的参数及部分控制系统模式发生变化，汽轮机转速最低降至1493r/min，其汽轮机调节系统转手动，汽轮机功率从故障前的1086MW下降到1074MW运行，反应堆功率控制系统的功率棒棒位定值下降至605步，棒组实际自动下插至610步。事件2：2013年11月18日，高压给水加热系统疏水阀故障全开，汽轮机效率下降，为维持电功率，GRE调节阀开度增大，汽轮机进汽压力增大到设定值，随之出现进汽压力波动较大，压力控制器与功率控制器交替控制汽轮机，RGL功率棒(G棒)定值频繁在压力定值与功率定值之间来回切换，威胁G棒的安全运行。如果压力定值低于功率定值，将会使得G棒下插，加剧堆机不平衡及一回路过冷。事件3：2013年12月24日，电网楚穗直流跳闸，L3发电机有功、无功功率出现瞬态波动，波动持续15s左右。波动期间，GRE进入蒸汽流量限制模式控制，L3的GRE负荷设定值从1091MW自动下降到1082MW，G棒棒位定值由615步降至611步。波动消失后，汽轮机甩负荷10MW运行。事件4：2014年08月6日，电网从木甲线开关跳闸并自动重合闸成功，引起有功、无功功率出现瞬态波动，波动持续10s左右，波动期间，GRE进入蒸汽流量限制模式和压力限制模式，某机组GRE负荷设定值自动从1072MW上升到1081MW，热功率上升25MWt达到2915MWt。电网故障消失后，汽轮机负荷定值自动提高9MW运行，核岛超功10MW运行，核岛一回路过冷。事件5：2015年4月28日，电网从直流跳闸，L3发电机有功、无功功率出现波动，波动持续8s左右，波动期间，GRE进入蒸汽流量限制模式和压力限制模式，机组负荷定值自动从1089MW上升到1096MW。波动消失后，汽轮机负荷定值自动提高7MW运行，核岛一回路热功率最高上升到2904MWt。上述5个事件均是由于瞬态工况下，电网频率波动，汽轮机控制模式由功率闭环控制转为手动控制；或者是电功率波动，汽轮机控制模式由功率闭环控制转为压力控制模式，引起汽轮机功率控制系统控制出现瞬态和反应堆功率控制系统G棒棒位定值改变。
技术实现思路
根据本申请的第一方面，提供一种核电功率控制系统，其包括汽轮机功率控制系统和反应堆功率控制系统；所述汽轮机功率控制系统通信连接至汽轮机功能单元，所述汽轮机功率控制系统用于控制所述汽轮机功能单元的汽轮机有功功率；所述反应堆功率控制系统通信连接至反应堆功能单元，所述反应堆功率控制系统用于通过控制所述反应堆功能单元的功率棒和温度棒进而控制反应堆功率；所述汽轮机功率控制系统与所述反应堆功率控制系统通信连接，所述反应堆功率控制系统接收来自所述汽轮机功率控制系统的表征汽轮机控制的关键参数，并利用该关键参数协调反应堆功率控制。根据本申请的第二方面，提供一种核电功率控制方法，其应用于上述核电功率控制系统，其包括汽轮机功率控制系统功率闭环控制模式：所述汽轮机功率控制系统采集所述汽轮机功能单元的实测负荷并将目标负荷与实测负荷做比例积分运算，输出与所述汽轮机功能单元的高压缸调节阀阀位具有对应关系的蒸汽流量指令；当实测负荷降低，则所述汽轮机功率控制系统进行比例积分运算并输出增大的蒸汽流量指令，使得所述汽轮机功能单元的高压缸调节阀阀门开大；将该蒸汽流量指令经所述手自动切换模块转变为上层自动控制负荷设定值；将该负荷设定值经转速回路及一次调频逻辑进行调整，生成阀位指令；控制该阀位指令经过隔离转变成用于控制所述汽轮机单元高压缸阀位的模拟量信号。本专利技术结合核电厂实际运行要求，提出了改进的技术方案，避免了电网故障时，负荷设定点自动切换到负荷测量值；避免了汽机甩负荷或者核岛超功率，避免了压力控制器本身出现不稳时影响核岛控制。本专利技术的技术方案应用在核电站机组，历经多次电网瞬态和电站内部热力系统瞬态，GRE-RGL控制稳定，没有再出现类似现有技术的各种事件导致汽轮机甩负荷或者核岛超功率的情况，保证了反应堆-汽轮机功率瞬态控制稳定以及堆机功率平衡。附图说明图1为实施例一的核电功率控制系统结构示意图；图2为实施例一的堆机接口信号简图GRE控制部分；图3为实施例一的堆机接口信号简图RGLG棒定值切换逻辑部分；图4为实施例一的汽轮机功率控制系统功率闭环控制模式流程图；图5为实施例一的压力限制模式流程图；图6为电网瞬态发电机功率典型变化示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。实施例一：如图1所示为本实施例的核电功率控制系统，其包括汽轮机功率控制系统10和反应堆功率控制系统20。汽轮机功率控制系统10通信连接至汽轮机功能单元30，汽轮机功率控制系统10用于控制汽轮机功能单元30的汽轮机有功功率；反应堆功率控制系统20通信连接至反应堆功能单元40，反应堆功率控制系统20用于通过控制反应堆功能单元40的功率棒401和温度棒402进而控制反应堆功率。汽轮机功率控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电功率控制系统，其特征在于，包括汽轮机功率控制系统(10)和反应堆功率控制系统(20)；所述汽轮机功率控制系统通信连接至汽轮机功能单元(30)，所述汽轮机功率控制系统用于控制所述汽轮机功能单元的汽轮机有功功率；所述反应堆功率控制系统通信连接至反应堆功能单元(40)，所述反应堆功率控制系统用于通过控制所述反应堆功能单元的功率棒和温度棒进而控制反应堆功率；所述汽轮机功率控制系统与所述反应堆功率控制系统通信连接，所述反应堆功率控制系统接收来自所述汽轮机功率控制系统的表征汽轮机控制的关键参数，并利用该关键参数协调反应堆功率控制。

【技术特征摘要】
1.一种核电功率控制系统，其特征在于，包括汽轮机功率控制系统(10)和反应堆功率控制系统(20)；所述汽轮机功率控制系统通信连接至汽轮机功能单元(30)，所述汽轮机功率控制系统用于控制所述汽轮机功能单元的汽轮机有功功率；所述反应堆功率控制系统通信连接至反应堆功能单元(40)，所述反应堆功率控制系统用于通过控制所述反应堆功能单元的功率棒和温度棒进而控制反应堆功率；所述汽轮机功率控制系统与所述反应堆功率控制系统通信连接，所述反应堆功率控制系统接收来自所述汽轮机功率控制系统的表征汽轮机控制的关键参数，并利用该关键参数协调反应堆功率控制。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括反应堆功能单元(40)；所述反应堆功能单元包括功率棒(401)、温度棒(402)和反应堆；所述反应堆功率控制系统通信连接至所述功率棒和所述温度棒，通过控制所述功率棒和所述温度棒进而控制反应堆功率。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括汽轮机功能单元(30)；所述汽轮机功能单元包括高压缸调节阀(301)以及与之连接的高压缸(302)、中压缸(303)、高压给水系统(304)、低压给水系统(305)、汽轮机(306)；所述汽轮机功率控制系统通信连接至所述高压缸调节阀并控制所述汽轮机有功功率，控制高压缸、中压缸的压力状况，控制高压给水系统、低压给水系统的给水状况。4.如权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述汽轮机功率控制系统包括功率控制器(101)、压力控制器(102)和转速控制器(103)；所述功率控制器用于控制所述汽轮机功能单元的汽轮机有功功率；所述压力控制器用于控制所述汽轮机功能单元的高压缸、中压缸压力；所述转速控制器用于控制所述汽轮机功能单元的汽轮机的转速。5.一种核电功率控制方法，其应用于如权利要求1-4任一项所述的核电功率控制系统，其特征在于，包括汽轮机功率控制系统功率闭环控制模式：采集所述汽轮机功能单元的实测负荷并将目标负荷与实测负荷做比例积分运算，输出与所述汽轮机功能单元的高压缸调节阀阀位具有对应关系的蒸汽流量指令；若实测负荷降低，则进行比例积分运算并输出增大的蒸汽流量指令，使得所述汽轮机功能单元的高压缸调节阀阀门开大；将该蒸汽流量指令经所述手自动切换模块或切手动逻辑；若手自动切换模块或切手动逻辑未满足切手动指令产生的条件，则所述手自动切换模块或切手动逻辑跟踪该蒸汽流量指令并将其转变为上层自动控制负荷设定值；若手自动切换模块或切手动逻辑满足切手动指令产生的条件，则所述手自动切换模块或切手动逻辑不跟踪该蒸汽流量指令，将其转变为上层自动控制负荷设定值；将该负荷设定值经转速回路及一次调频逻辑进行调整，生成阀位指令；控制该阀位指令经过隔离转变成用于控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔毓鸣，夏红卫，彭超，王博，罗健，李振，李宇生，
申请(专利权)人：广东核电合营有限公司，岭东核电有限公司，大亚湾核电运营管理有限责任公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44