一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及电网稳定性仿真建模分析领域，具体涉及一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统与方法，本发明专利技术通过测试系统采集蒸汽发生器模型时间常数测试所需的压力、温度、位移、功率等测试数据，并采用本发明专利技术的测试方法对压水堆蒸汽发生器进行测试和仿真，在ADPSS上建立压水堆蒸汽发生器模型，并设置相同的工况，通过最小二乘法使仿真曲线与实测数据的一致，从而确定蒸汽发生器模型时间常数。本发明专利技术可以有效获取出压水堆蒸汽发生器模型时间常数，可以指导核电汽轮机对发电机组功率的调节节奏，防止发电机功率出现过调、调节量不足、以及调节过程不稳定等现象。

【技术实现步骤摘要】
一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统与方法
本专利技术涉及电网稳定性仿真建模分析领域，具体涉及一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统与方法。
技术介绍
核电机组蒸汽发生器是一回路热量传递给二回路的桥梁。蒸汽发生器模型由一回路冷却剂平均温度模型、U型金属管热量传递模型和二回路蒸汽压力模型三部分组成。蒸汽发生器模型时间常数反映反应堆能量转换为一回路蒸汽能量的响应情况，准确获取这些时间常数，对发电机组功率调节器节具有重要的作用。然而目前并没有对蒸汽发生器模型时间常数测试系统与方法的相关报导。核电机组容量大、二回路主蒸汽参数温度和压力均比较低，反应堆能源通过蒸汽发生器传递到二回路主蒸汽，准确地获取蒸汽发生器模型时间常数，可以指导核电汽轮机对发电机组功率的调节节奏，防止发电机功率出现过调、调节量不足、以及调节过程不稳定等现象。蒸汽发生器模型时间常数测试一方面提高了电网稳定性仿真计算的精确性，另一方面也可以作为核电机组进行发电机功率调节方式的参考依据。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统与方法，具体技术方案如下：一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统，其中，蒸汽发生器模型由一回路冷却剂平均温度模块、U型金属管热量传递模块和二回路蒸汽压力模块三部分依次连接组成，包括压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置、汽轮机调门开度测量装置、发电机功率测量装置、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置、数据采集装置；所述压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置用于测量压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口的温度，安装在蒸汽发生器冷却剂入口管道上；压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置用于测量压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口的温度，安装在蒸汽发生器冷却剂出口管道上；汽轮机调门开度测量装置用于测量汽轮机调门开度，安装在汽轮机调门油动机阀杆上；发电机功率测量装置用于测量发电机的功率；蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置用于测量蒸汽发生器出口二回路蒸汽的温度，安装在蒸汽发生器二回路蒸汽出口管道上；蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置用于测量蒸汽发生器二回路出口蒸汽的压力，安装在蒸汽发生器二回路出口管道上；所述数据采集装置用于采集压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置、汽轮机调门开度测量装置、发电机功率测量装置、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置的测量数据；所述数据采集装置分别与压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置、汽轮机调门开度测量装置、发电机功率测量装置、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置连接。优选地，所述压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置分别采用窄量程直接浸入式电阻温度计测量；所述窄量程直接浸入式电阻温度计垂直安装在对应管道上。优选地，所述蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置分别包括温度套管和温度测量元件；所述温度套管垂直安装在对应管道上，所述温度测量元件安装于温度套管内,所述温度测量元件采用E型热电偶。优选地，所述汽轮机调门开度测量装置采用位移传感器测量汽轮机调门开度。优选地，所述发电机功率测量装置包括电流互感器、电压互感器、功率变送器；所述电流互感器用于将发电机的定子输出的电流转换后输送至功率变送器；所述电压互感器用于将发电机的定子输出的电压转换后输送至功率变送器；所述功率变送器用于根据电流互感器、电压互感器输送的电流、电压数据计算发电机的功率。优选地，所述蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置包括压力取样管、压力变送器；所述压力取样管安装在蒸汽发生器二回路出口管道上，所述压力取样管用于将蒸汽发生器二回路出口蒸汽的压力信号传输至压力变送器；所述压力变送器用于将蒸汽发生器二回路出口蒸汽的压力信号转换成可测量的-5～+5V或+1～+5V的直流电信号。优选地，所述数据采集装置采用EIC-02L型数据采集系统。一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的测试方法包括以下步骤：(1)在反应堆无料，机组停运状态下安装好测量系统并调试仪表正常，具体包括安装在蒸汽发生器冷却剂入口管道上的压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置、安装在蒸汽发生器冷却剂出口管道上的压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置、安装在汽轮机调门油动机阀杆上的汽轮机调门开度测量装置、发电机功率测量装置、安装在蒸汽发生器二回路蒸汽出口管道上的蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置、安装在蒸汽发生器二回路出口管道上的蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置；(2)在反应堆填料后，核电机组启动并带负荷，汽轮机高压调门处于稳定状态，给高压调门一阶跃指令，使高压调门开度突变，发电机组功率也因而突变，高压调门开度突变后保持100毫秒的时间；试验过程中R棒和G棒行程保持不变，反应堆热功率也不变；(3)给高压调门一阶跃指令前200毫秒启动数据采集装置，记录压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度、汽轮机调门开度、发电机功率、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力；(4)高压调门突变导致二回路主蒸汽压力的突变，引发反应堆冷却剂入口温度和出口温度的变化，蒸汽发生器冷却剂入口温度和出口温度也相应发生变化，通过最小二乘法使仿真曲线与实测数据的一致，从而确定蒸汽发生器模型时间常数。优选地，所述步骤(4)中还包括在ADPSS软件上建立蒸汽发生器模型，并设置与实际核电机组相同的工况，通过最小二乘法使蒸汽发生器模型的仿真曲线与核电机组实测数据的一致，从而确定蒸汽发生器模型时间常数。优选地，所述确定蒸汽发生器模型时间常数具体为：通过对蒸汽发生器模型的数学式进行拉普拉斯变换，进而计算出蒸汽发生器模型时间常数。本专利技术的有益效果为：通过本专利技术的测试系统及测试方法，可以有效获取出压水堆蒸汽发生器模型时间常数，可以指导核电汽轮机对发电机组功率的调节节奏，防止发电机功率出现过调、调节量不足、以及调节过程不稳定等现象。附图说明图1为本专利技术的测试系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中蒸汽发生器模型的实际的、仿真的发电机功率的对比示意图；图3为本专利技术实施例中蒸汽发生器模型的实际的、仿真的压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度的对比示意图；图4为本专利技术实施例中蒸汽发生器模型的实际的、仿真的压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度的对比示意图；图5为本专利技术实施例中蒸汽发生器模型的实际的、仿真的汽轮机调门开度的对比示意图；图6为本专利技术实施例中蒸汽发生器模型的实际的、仿真的蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力的对比示意图。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明：如图1所示，蒸汽发生器模型由一回路冷却剂平均温度模块、U型金属管热量传递模块和二回路蒸汽压力模块三部分依次连接组成，一回路冷却剂平均温度模块包括核反应堆、稳压器、冷却剂泵；U型金属管热量传递模块包括蒸汽发生器；二回路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统，其中，蒸汽发生器模型由一回路冷却剂平均温度模块、U型金属管热量传递模块和二回路蒸汽压力模块三部分依次连接组成，其特征在于：包括压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）、汽轮机调门开度测量装置（5）、发电机功率测量装置（6）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置（3）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置（4）、数据采集装置（10）；所述压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）用于测量压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口的温度，安装在蒸汽发生器冷却剂入口管道上；压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）用于测量压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口的温度，安装在蒸汽发生器冷却剂出口管道上；汽轮机调门开度测量装置（5）用于测量汽轮机调门开度，安装在汽轮机调门油动机阀杆上；发电机功率测量装置（6）用于测量发电机的功率；蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置（3）用于测量蒸汽发生器出口二回路蒸汽的温度，安装在蒸汽发生器二回路蒸汽出口管道上；蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置（4）用于测量蒸汽发生器二回路出口蒸汽的压力，安装在蒸汽发生器二回路出口管道上；所述数据采集装置（10）用于采集压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）、汽轮机调门开度测量装置（5）、发电机功率测量装置（6）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置（3）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置（4）的测量数据；所述数据采集装置（10）分别与压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）、汽轮机调门开度测量装置（5）、发电机功率测量装置（6）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置（3）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置（4）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统，其中，蒸汽发生器模型由一回路冷却剂平均温度模块、U型金属管热量传递模块和二回路蒸汽压力模块三部分依次连接组成，其特征在于：包括压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）、汽轮机调门开度测量装置（5）、发电机功率测量装置（6）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置（3）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置（4）、数据采集装置（10）；所述压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）用于测量压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口的温度，安装在蒸汽发生器冷却剂入口管道上；压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）用于测量压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口的温度，安装在蒸汽发生器冷却剂出口管道上；汽轮机调门开度测量装置（5）用于测量汽轮机调门开度，安装在汽轮机调门油动机阀杆上；发电机功率测量装置（6）用于测量发电机的功率；蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置（3）用于测量蒸汽发生器出口二回路蒸汽的温度，安装在蒸汽发生器二回路蒸汽出口管道上；蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置（4）用于测量蒸汽发生器二回路出口蒸汽的压力，安装在蒸汽发生器二回路出口管道上；所述数据采集装置（10）用于采集压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）、汽轮机调门开度测量装置（5）、发电机功率测量装置（6）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置（3）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置（4）的测量数据；所述数据采集装置（10）分别与压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）、汽轮机调门开度测量装置（5）、发电机功率测量装置（6）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置（3）、蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统，其特征在于：所述压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置（1）、压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置（2）分别采用窄量程直接浸入式电阻温度计测量；所述窄量程直接浸入式电阻温度计垂直安装在对应管道上。3.根据权利要求1所述的一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统，其特征在于：所述蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置(3)分别包括温度套管和温度测量元件；所述温度套管垂直安装在对应管道上，所述温度测量元件安装于温度套管内,所述温度测量元件采用E型热电偶。4.根据权利要求1所述的一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统，其特征在于：所述汽轮机调门开度测量装置（5）采用位移传感器测量汽轮机调门开度。5.根据权利要求1所述的一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统，其特征在于：所述发电机功率测量装置（6）包括电流互感器（7）、电压互感器（8）、功率变送器（9）；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：文立斌，刘光时，吴健旭，雷亭，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广西,45