一种核电站凝结水泵系统及其控制方法技术方案

本申请涉及核电站自动控制领域，公开了一种核电站凝结水泵系统及其控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种核电站凝结水泵系统及其控制方法


[0001]本申请涉及核电站自动控制领域，特别涉及核电站凝结水泵系统的控制技术
。

技术介绍

[0002]目前，国内核电站凝结水系统通常配置三台工频凝结水泵，通过除氧器液位调节阀的节流来调整进入除氧器的凝结水流量，以此确保除氧器液位维持在设定值
。
而采用工频凝结水泵全力输送且通过除氧器液位调节阀的调节进入除氧器的凝结水流量的做法，存在以下技术缺点：
①
由于调节阀的节流影响使得管线存在较大的节流损失；
②
由于在不同负荷条件下，凝结水泵均以额定转速运行，造成除氧器液位调节阀的调节负担，频繁动作且当低负荷时其工作在小开度区间，使得流体极易产生漩涡
、
回流
、
二次流等不稳定涡流，造成管线流体紊乱且影响阀体使用寿命；
③
凝结水泵不管系统运行状态，均以额定转速满负荷运行，偏离其经济运行曲线，将造成电能的极大浪费，并且这种源头大释放，终端再收缩的做法是不协调和不经济的，造成系统的动荡和能源的浪费
。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种核电站凝结水泵系统及其控制方法，可以使得除氧器液位调阀工作在性能区域佳的区域，减少其节流损失及液位调阀和凝结水泵的频繁动作，能够有效提高凝结水系统运行的经济性和稳定性
。
[0004]本申请公开了一种核电站凝结水泵系统的控制方法，所述系统包括依次连接的凝汽器
、
凝水泵组
、
加热器与管线组件和除氧器，所述凝水泵组中的每台变频凝结水泵配置单独的变频器，所述除氧器的入口处设置有液位调节阀；所述控制方法包括以下步骤：
[0005]检测所述除氧器的当前液位值，若所述当前液位值小于第一预定值或大于第二预定值，则执行以下操作：
[0006]S1
：计算所述当前液位值与该预定值的差值，将该差值送到第一
PID
控制器进行计算得到第一控制指令并输出到所述液位调节阀以指导其调节除氧器的液位；
[0007]S2
：计算当前所述液位调节阀的前压力与后压力的差值，将该差值与预定差值进行比较并将比较结果送入第二
PID
控制器进行计算得到第二控制指令并输出到所述变频器以指导其调节对应变频凝结水泵的频率
。
[0008]在一个优选例中，所述控制方法还包括：
[0009]根据当前机组负荷确定对应的机组负荷系数
K1
，并根据该机组负荷系数
K1
和所述第一控制指令计算得到前馈分量；
[0010]将所述前馈分量与所述除氧器液位调节阀的前压力与后压力的预定差值进行叠加后输出给所述第二
PID
控制器
。
[0011]在一个优选例中，所述机组负荷系数
K1
是基于预设的负荷
‑
系数分段函数根据当前机组负荷来确定，其中所述负荷
‑
系数分段函数根据机组负荷参数和项目现场调试数据拟定
。
[0012]在一个优选例中，所述控制方法还包括：
[0013]检测所述凝汽器热井的当前液位值；
[0014]若该当前液位值小于第三预定值，则步骤
S1
中将所述第一控制指令乘以
K2
后再输出到所述除氧器液位调节阀以指导其调节除氧器的液位；以及，步骤
S2
中将所述第二控制指令乘以
K3
后再输出到所述变频器以指导其调节对应变频凝结水泵的频率，
K2、K3
均小于
1。
[0015]在一个优选例中，所述凝水泵组包含三台变频凝结水泵并且其中一台变频凝结水泵作为备用；
[0016]所述控制方法还包括以下步骤：
[0017]计算当前机组负荷，若当前机组负荷小于预定负荷，则启动非备用的单台凝结水泵运行，否则启动非备用的两台凝结水泵运行且该两台凝结水泵的运行频率相同
。
[0018]在一个优选例中，所述第二
PID
控制器分别与每个变频器连接以将控制指令同时下发至每个变频器；
[0019]所述每个变频器与所述第二
PID
控制器之间设置有选择模块，所述选择模块被配置为将该控制指令旁路，使得处于运行状态的凝结水泵的变频器接收该控制指令后直接进行动作，以及处于停运状态的凝结水泵一旦启动，其对应的变频器将无扰接收到该控制指令
。
[0020]在一个优选例中，每台所述凝结水泵侧设置独立的手操站，在手动状态下，能够对其独立进行操作
。
[0021]本申请还公开了一种核电站凝结水泵系统，包括依次连接的凝汽器
、
凝水泵组
、
加热器与管线组件和除氧器，所述凝水泵组中的每台变频凝结水泵配置单独的变频器，所述除氧器的入口处设置有液位调节阀；
[0022]所述系统还包括控制电路，所述控制电路包括除氧器液位调节回路和凝结水泵频率调节回路和计算与判断单元，所述除氧器液位调节回路包含第一
PID
控制器以及所述凝结水泵频率调节回路包含第二
PID
控制器；
[0023]所述计算与判断单元被配置为检测所述除氧器的当前液位值，若所述当前液位值小于第一预定值或大于第二预定值，则计算所述当前液位值与该预定值的差值，将该差值送到所述第一
PID
控制器进行计算得到第一控制指令并输出到所述液位调节阀以指导其调节除氧器的液位，以及计算当前所述液位调节阀的前压力与后压力的差值，将该差值与预定差值进行比较并将比较结果送入所述第二
PID
控制器进行计算得到第二控制指令并输出到所述变频器以指导其调节对应变频凝结水泵的频率
。
[0024]在一个优选例中，所述控制电路还包括前馈子电路；
[0025]所述前馈子电路包括机组负荷系数计算模块
、
前馈分量计算模块和叠加模块，所述机组负荷系数计算模块根据当前机组负荷确定对应的机组负荷系数
K1
，所述前馈分量计算模块根据该机组负荷系数
K1
和所述第一控制指令计算得到前馈分量，所述叠加模块将所述前馈分量与所述除氧器液位调节阀的前压力与后压力的预定差值进行叠加后输出给所述第二
PID
控制器
。
[0026]在一个优选例中，所述计算与判断单元还被配置为检测所述凝汽器热井的当前液位值，若该当前液位值小于第三预定值，则将所述第一控制指令乘以
K2
后再输出到所述除
氧器液位调节阀以指导其调节除氧器的液位，以及将所述第二控制指令乘以
K3
后再输出到所述变频器以指导其调节对应变频凝结水泵的频率，
K2、K3
均小于
1。
[0027]本申请实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种核电站凝结水泵系统的控制方法，其特征在于，所述系统包括依次连接的凝汽器
、
凝水泵组
、
加热器与管线组件和除氧器，所述凝水泵组中的每台变频凝结水泵配置单独的变频器，所述除氧器的入口处设置有液位调节阀；所述控制方法包括以下步骤：检测所述除氧器的当前液位值，若所述当前液位值小于第一预定值或大于第二预定值，则执行以下操作：
S1
：计算所述当前液位值与该预定值的差值，将该差值送到第一
PID
控制器进行计算得到第一控制指令并输出到所述液位调节阀以指导其调节除氧器的液位；
S2
：计算当前所述液位调节阀的前压力与后压力的差值，将该差值与预定差值进行比较并将比较结果送入第二
PID
控制器进行计算得到第二控制指令并输出到所述变频器以指导其调节对应变频凝结水泵的频率
。2.
如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：根据当前机组负荷确定对应的机组负荷系数
K1
，并根据该机组负荷系数
K1
和所述第一控制指令计算得到前馈分量；将所述前馈分量与所述除氧器液位调节阀的前压力与后压力的预定差值进行叠加后输出给所述第二
PID
控制器
。3.
如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述机组负荷系数
K1
是基于预设的负荷
‑
系数分段函数根据当前机组负荷来确定，其中所述负荷
‑
系数分段函数根据机组负荷参数和项目现场调试数据拟定
。4.
如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：检测所述凝汽器热井的当前液位值；若该当前液位值小于第三预定值，则步骤
S1
中将所述第一控制指令乘以
K2
后再输出到所述除氧器液位调节阀以指导其调节除氧器的液位；以及，步骤
S2
中将所述第二控制指令乘以
K3
后再输出到所述变频器以指导其调节对应变频凝结水泵的频率，
K2、K3
均小于
1。5.
如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述凝水泵组包含三台变频凝结水泵并且其中一台变频凝结水泵作为备用；所述控制方法还包括以下步骤：计算当前机组负荷，若当前机组负荷小于预定负荷，则启动非备用的单台凝结水泵运行，否则启动非备用的两台凝结水泵运行且该两台凝结水泵的运行频率相同
。6.
如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第二
PID
控制器分别与每个变频器连接以将控制指...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海翠，侯新建，张翼，马成喜，薛颖，朱平，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：