核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统，取消喷淋阀中的用于实现最小连续喷淋流量的挡块，对喷淋阀设置了用于产生最小连续喷淋流量的连续喷淋开度信号，让阀门在开度自动控制信号的基础上，保证阀门有一个最小开度进行连续喷淋，当自动控制信号小于连续喷淋开度信号时，阀门保持在最小连续喷淋流量，当自动控制信号大于连续喷淋开度信号时，阀门按照自控控制信号打开阀门，当极化运行投入时，如果极化运行开度信号大于自动控制信号，由极化运行开度信号控制阀门开度。该核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统通过电信号来设置最小连续喷淋流量，整体过程更加安全可靠和便捷。

Continuous spray flow control system of the pressurizer in nuclear power plant

【技术实现步骤摘要】
核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统
本专利技术是关于工业自动控制
，特别是关于一种核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统。
技术介绍
在核电站反应堆堆芯冷却系统设计有稳压器，反应堆堆芯冷却系统也称为核电站机组一回路，其主要功能是冷却反应堆堆芯，并将堆芯热量通过蒸发器传递给二回路，稳压器的主要功能是控制一回路的压力稳定。机组在稳态运行时，为防止堆芯冷却剂汽化，在正常功率变化及中、小事故工况下，稳压器将RCP系统(反应堆堆芯冷却系统)的压力变化控制在允许范围内，以保证反应堆安全，避免发生紧急停堆。在额定功率下，稳压器内下部是饱和水，上部是饱和蒸汽，稳压器底部(液体区)通过波动管与RCP系统一条环路的热管段相连，因为除稳压器之外，RCP系统是一个充满水的系统，所以稳压器的压力将传至整个系统。在稳定运行中的稳压器内，液相与汽相是处于平衡状态的，分别为饱和水及饱和蒸汽，因而稳压器内蒸汽和水的温度等于该压力下水的饱和温度。稳压器的压力等于一回路的压力，而一回路的水温低于饱和温度，因而低于稳压器内的温度。在RCP系统运行压力下(15.5MPa)，水的密度是蒸汽密度的6倍，因此，当稳压器电加热器加热水产生蒸汽时，将发生6倍体积的增长，所以蒸汽压力必然增加，使稳压器压力升高，反之如果蒸汽被来自冷管段的喷淋水凝结，其蒸汽的密度就要减小，从而使压力降低。总之，如果使用电加热器加热稳压器内的水，水将汽化使压力增加，如果用来自一回路温度较低的冷却剂从稳压器上部喷淋，蒸汽将出现部分冷凝，从而压力下降，这就是用电加热器和喷淋器调节稳压器压力的原理。所以稳压器压力是由喷淋阀以及电加热器共同控制的。图1是根据现有技术的稳压器压力控制系统的结构组成示意图，包括稳压器10、加热器11、加热器控制单元12、喷淋系统13、仪表组14、安全阀组15。其中，喷淋系统13由两条分别连接至两条冷管段的管线组成，喷淋管线上游接在RCP系统1、2号环路主泵的出口主管道上，两条支管到稳压器前连成一条公用喷淋母管，喷淋水在主泵出口压头13a的驱动下通过位于稳压器顶部的喷嘴13b注入到稳压器10的蒸汽空间，每条喷淋管线各安装1个喷淋阀(001/002VP)，通过控制其开度来实现喷淋流量控制。喷淋阀001/002VP设有下挡块，当喷淋阀门的开度为0时，下挡块使阀门微开，并不能全关，形成连续喷淋的流道，产生最小连续喷淋流量。连续喷淋的作用是：限制主喷淋开启式对管道和阀门的热冲击；保证稳压器内水温的均匀性；使稳压器内水与一回路的硼浓度和化学添加剂浓度一致；每条管线上设有一个温度探测器用于监督是否有喷淋流量。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现现有技术中存在如下问题：每次大修需校验阀门，需要执行阀门挡块拆除工作，造成校验工作流程较长，在每次大修期间，喷淋阀均需进行校验，在校验过程中，需要拆除阀门的最小连续喷淋流量挡块，并且校验完成之后需要回装挡块，挡块位置会发生偏离，难以恢复为原来的位置，机械人员在试验开度确定后，现场进行固定时，卡的过紧容易造成阀门开度变大，太松容易造成阀门开度不足，造成挡块固定失效，容易造成多次试验和操作；每次大修之后均需重新执行试验来设置挡块最小位置以及调整限位开关位置，每次试验均需花费大量时间，耗费机组关键路径时间，影响机组发电量；运行过程中，在阀门开关过程中，挡块容易松动、断裂，阀门和挡块之间的频繁撞击阀杆和挡块容易损坏，日常期间若挡块失效，需要进岛进行处理，或需机组临时停机进行处理，不利于人员安全及机组稳定运行，影响机组发电量；喷淋流量不一致，将导致两条喷淋管线温度不一致，两条喷淋管线温差过大，将导致喷淋管交汇处产生频繁热冲击，管线受到热应力；连续喷淋流量开度在日常运行期间由于挡块松动而降低，将增大阀门在自动开启时喷淋喷嘴和稳压器受到的热冲击和热应力。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统，其取消了挡块，通过电信号来设置最小连续喷淋流量，整体过程更加安全可靠和便捷。为实现上述目的，本专利技术提供了一种核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统，其包括：压力测量模块、差压控制信号生成模块、第一手动控制信号设定模块、第一选通模块、第一自动开度信号生成模块、极化运行开度信号生成模块、第一大选模块、第二手动控制信号设定模块、第二选通模块、第一连续喷淋开度信号设定模块、第二大选模块、第一阀门驱动模块、第一喷淋阀门。压力测量模块用于测量所述稳压器的压力值。差压控制信号生成模块与所述压力测量模块相连接，用于将所述稳压器的压力测量值与压力设定值进行比较，经过PID运算之后，输出差压控制信号。第一手动控制信号设定模块用于设定第一手动控制信号。第一选通模块与所述差压控制信号生成模块以及所述第一手动控制信号设定模块均相耦合，用于当接收到所述第一手动控制信号时，输出所述第一手动控制信号，且当未接收到所述第一手动控制信号时，输出所述差压控制信号。第一自动开度信号生成模块与所述第一选通模块相耦合，用于将所述第一选通模块的输出信号线性转化为第一自动开度信号。极化运行开度信号生成模块用于产生极化运行开度信号。第一大选模块与所述第一自动开度信号生成模块以及所述极化运行开度信号生成模块均相耦合，用于将所述第一自动开度信号和所述极化运行开度信号进行比较，并将其中数值较大的信号进行输出。第二手动控制信号设定模块用于设定第二手动控制信号。第二选通模块与所述第一大选模块以及所述第二手动控制信号设定模块均相耦合，用于当接收到所述第二手动控制信号时，输出所述第二手动控制信号，且当未收到所述第二手动控制信号时，输出所述第一大选模块的输出信号。第一连续喷淋开度信号设定模块用于设定第一连续喷淋开度信号。第二大选模块与所述第二选通模块以及所述第一连续喷淋开度信号设定模块均相耦合，用于比较所述第二选通模块的输出信号和所述第一连续喷淋开度信号的大小，并将其中数值较大的信号进行输出。第一阀门驱动模块与所述第二大选模块相耦合，用于根据所述第二大选模块的输出信号产生驱动信号。第一喷淋阀门与所述第一阀门驱动模块相耦合，所述第一喷淋阀门中不设置用于实现最小连续喷淋流量的挡块，所述第一喷淋阀门用于接收到所述第一阀门驱动模块输出的驱动信号后形成相应的开度。其中，当所述第二大选模块输出的信号为所述第一连续喷淋开度信号时，所述第一阀门驱动模块产生最小驱动信号使得所述第一喷淋阀门形成最小开度。在本专利技术的一实施方式中，所述差压控制信号生成模块包括：平均值运算单元和PID运算单元。平均值运算单元与所述压力测量模块相耦合，用于采集所述压力测量模块的多个测量值，并获取所述多个测量值的平均值。PID运算单元与所述平均值运算单元相耦合，用于将所述平均值与所述压力设定值进行比较，经过PID运算产生所述差压控制信号。在本专利技术的一实施方式中，所述核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统还包括：第二自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统，其特征在于，包括：/n压力测量模块，用于测量所述稳压器的压力值；/n差压控制信号生成模块，与所述压力测量模块相连接，用于将所述稳压器的压力测量值与压力设定值进行比较，经过PID运算之后，输出差压控制信号；/n第一手动控制信号设定模块，用于设定第一手动控制信号；/n第一选通模块，与所述差压控制信号生成模块以及所述第一手动控制信号设定模块均相耦合，用于当接收到所述第一手动控制信号时，输出所述第一手动控制信号，且当未接收到所述第一手动控制信号时，输出所述差压控制信号；/n第一自动开度信号生成模块，与所述第一选通模块相耦合，用于将所述第一选通模块的输出信号线性转化为第一自动开度信号；/n极化运行开度信号生成模块，用于产生极化运行开度信号；/n第一大选模块，与所述第一自动开度信号生成模块以及所述极化运行开度信号生成模块均相耦合，用于将所述第一自动开度信号和所述极化运行开度信号进行比较，并将其中数值较大的信号进行输出；/n第二手动控制信号设定模块，用于设定第二手动控制信号；/n第二选通模块，与所述第一大选模块以及所述第二手动控制信号设定模块均相耦合，用于当接收到所述第二手动控制信号时，输出所述第二手动控制信号，且当未收到所述第二手动控制信号时，输出所述第一大选模块的输出信号；/n第一连续喷淋开度信号设定模块，用于设定第一连续喷淋开度信号；/n第二大选模块，与所述第二选通模块以及所述第一连续喷淋开度信号设定模块均相耦合，用于比较所述第二选通模块的输出信号和所述第一连续喷淋开度信号的大小，并将其中数值较大的信号进行输出；/n第一阀门驱动模块，与所述第二大选模块相耦合，用于根据所述第二大选模块的输出信号产生驱动信号；以及/n第一喷淋阀门，与所述第一阀门驱动模块相耦合，所述第一喷淋阀门中不设置用于实现最小连续喷淋流量的挡块，所述第一喷淋阀门用于接收到所述第一阀门驱动模块输出的驱动信号后形成相应的开度，/n其中，当所述第二大选模块输出的信号为所述第一连续喷淋开度信号时，所述第一阀门驱动模块产生最小驱动信号使得所述第一喷淋阀门形成最小开度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统，其特征在于，包括：
压力测量模块，用于测量所述稳压器的压力值；
差压控制信号生成模块，与所述压力测量模块相连接，用于将所述稳压器的压力测量值与压力设定值进行比较，经过PID运算之后，输出差压控制信号；
第一手动控制信号设定模块，用于设定第一手动控制信号；
第一选通模块，与所述差压控制信号生成模块以及所述第一手动控制信号设定模块均相耦合，用于当接收到所述第一手动控制信号时，输出所述第一手动控制信号，且当未接收到所述第一手动控制信号时，输出所述差压控制信号；
第一自动开度信号生成模块，与所述第一选通模块相耦合，用于将所述第一选通模块的输出信号线性转化为第一自动开度信号；
极化运行开度信号生成模块，用于产生极化运行开度信号；
第一大选模块，与所述第一自动开度信号生成模块以及所述极化运行开度信号生成模块均相耦合，用于将所述第一自动开度信号和所述极化运行开度信号进行比较，并将其中数值较大的信号进行输出；
第二手动控制信号设定模块，用于设定第二手动控制信号；
第二选通模块，与所述第一大选模块以及所述第二手动控制信号设定模块均相耦合，用于当接收到所述第二手动控制信号时，输出所述第二手动控制信号，且当未收到所述第二手动控制信号时，输出所述第一大选模块的输出信号；
第一连续喷淋开度信号设定模块，用于设定第一连续喷淋开度信号；
第二大选模块，与所述第二选通模块以及所述第一连续喷淋开度信号设定模块均相耦合，用于比较所述第二选通模块的输出信号和所述第一连续喷淋开度信号的大小，并将其中数值较大的信号进行输出；
第一阀门驱动模块，与所述第二大选模块相耦合，用于根据所述第二大选模块的输出信号产生驱动信号；以及
第一喷淋阀门，与所述第一阀门驱动模块相耦合，所述第一喷淋阀门中不设置用于实现最小连续喷淋流量的挡块，所述第一喷淋阀门用于接收到所述第一阀门驱动模块输出的驱动信号后形成相应的开度，
其中，当所述第二大选模块输出的信号为所述第一连续喷淋开度信号时，所述第一阀门驱动模块产生最小驱动信号使得所述第一喷淋阀门形成最小开度。


2.如权利要求1所述的核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统，其特征在于，所述差压控制信号生成模块包括：
平均值运算单元，与所述压力测量模块相耦合，用于采集所述压力测量模块的多个测量值，并获取所述多个测量值的平均值；以及
PID运算单元，与所述平均值运算单元相耦合，用于将所述平均值与所述压力设定值进行比较，经过PID运算产生所述差压控制信号。


3.如权利要求1所述的核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统，其特征在于，所述核电站稳压器的连续喷淋流量控制系统还包括：
第二自动开度信号生成模块，与所述第一选通模块相耦合，用于将所述第一选通模块的输出信号线性转化为第二自动开度信号；
第三大选模块，与所述第二自动开度信号生成模块以及所述极化运行开度信号生成模块均相耦合，用于将所述第二自动开度信号和所述极化运行开度信号进行比较，并将其中数值较大的信号进行输出；
第三手动控制信号设定模块，用于设定第三手动控制信号；
第三选通模块，与所述第三大选模块以及所述第三手动控制信号设定模块均相耦合，用于当接收到所述第三手动控制信号时，输出所述第三手动控制信号，且当未收到所述第三手动控制信号时，输出所述第三大选模块的输出信号；
第二连续喷淋开度信号设定模块，用于设定第二连续喷淋开度信号；
第四大选模块，与所述第三选通模块以及所述第二连续喷淋开度信号设定模块均相耦合，用于比较所述第三选通模块的输出信号和所述第二连续喷淋开度信号的大小，并将其中数值较大的信号进行输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋永强，刘瑞峡，向绍斌，
申请(专利权)人：广西防城港核电有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45