防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法与流程

本发明属于核电站自动控制技术，具体涉及一种防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法。

背景技术：

辅助给水系统是压水堆核电站中的重要安全专设系统。它在蒸汽发生器失去主给水或启动给水的二次侧补水后，向蒸汽发生器补水，以排出堆芯余热。此系统配备2台电动泵，2台汽动泵和6台辅助给水流量调节阀，每台调节阀配备分别属于a列和b列的两个电磁阀。2台电动泵流量汇合后分成3路，经3台调节阀给3台蒸汽发生器补水；2台汽动泵流量汇合后分成3路经另外3台调节阀给同样的3台蒸汽发生器补水。每台蒸汽发生器的电动泵和汽动泵补水在对应的两台调节阀后汇成一条供水管线连接到蒸汽发生器，如附图1所示。

在以往的核电站设计中，辅助给水系统存在下列特点：

辅助给水流量调节阀的故障位为全开位。每个辅助给水流量调节阀都配有两个串联的分别由a列和b列供电和控制的电磁阀，如附图1所示，任意列电磁阀失电都会使辅助给水流量调节阀全开。只有当a列和b列电磁阀同时带电时，阀门才处于调节模式。当辅助给水启动后，由于给水量充足，操纵员必须时刻监测蒸汽发生器的水位，当蒸汽发生器水位过高时，需要手动使a列和b列的电磁阀带电，然后手动调节阀门开度，保证蒸汽发生器合适的补水量。在发生蒸汽传热管道破裂事故(sgtr)时，由于事故发生的紧迫性和不可预见性，可能在短时间内造成蒸汽发生器水位过高，而操纵员忙于应对紧急情况，无暇进行蒸汽发生器水位的观测和调节阀开度的跟踪调节，导致蒸汽发生器满溢，外溢介质携带的放射性污染厂房及其他设备，造成电站破坏和经济损失。

中国专利201310394890.4公开了“一种辅助给水系统安全补给方法”(公开号cn103474108b)，该方法将对应三台蒸汽发生器的六个调节阀分为a列和b列两组，其中三个调节阀由a列供电序列供电，另外三个调节阀由b列供电序列供电；同时相应的辅助给水电动泵和汽动泵也分别由a列、b列进行控制和供电。调节阀的调节信号由对应的蒸汽发生器液位信号闭环控制调节阀开度实现自动调节功能。该专利的技术方案中工艺流程相对简单，a列和b列完全独立，调节阀仅配置单列一个电磁阀，控制功能的实现相对更容易。该专利不适用于调节阀配备a列和b列两个电磁阀的控制方案，无法实现同时对a列和b列给水泵流量进行交叉控制的功能。

技术实现要素：

本发明的目的是针对核电站安全性设计的要求，提供了一种防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法。

本发明的技术方案如下：一种防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法，针对a列和b列辅助给水泵汇合后形成一条供水管线的辅助给水系统，对所述供水管线上配置的具有分别由a列、b列供电的两个电磁阀的调节阀进行控制，在任一列辅助给水泵启动后，都自动连锁打开对应调节阀进行补水，当补水量过多且a列和b列同时检测到蒸汽发生器液位高高信号时，通过自动联锁使辅助给水流量调节阀配置的两个分别由a列、b列供电的电磁阀带电，同时给定调节阀0％开度指令关闭调节阀，切断辅助给水流量，避免蒸汽发生器满溢。

进一步，如上所述的防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法，其中，所述辅助给水泵包括分别属于a列、b列的两台电动泵以及分别属于a列、b列的两台汽动泵，任意一台辅助给水泵(电动泵或汽动泵)启动同时检测到泵对应的蒸汽发生器高高液位信号时，即触发信号所在列的电磁阀带电进入准备隔离状态。

进一步，如上所述的防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法，其中，任一列未检测到蒸汽发生器液位高高信号时，对应列的电磁阀处于失电状态，相应的调节阀为打开状态。

进一步，如上所述的防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法，其中，所述的给定调节阀0％开度指令关闭调节阀是指同时使调节阀气路上由a列、b列供电的两个电磁阀带电，并触发0％的开度指令，调节进气量使阀门关闭。

进一步，如上所述的防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法，其中，当辅助给水调节阀触发自动关闭后，无论蒸汽发生器液位如何变化，都将一直处于关闭状态，直至操纵员对工况进行准确判断后再手动采取下一步措施。

更进一步，如果判断蒸汽发生器未发生sgtr事故而误隔离辅助给水功能，操纵员将调节阀的控制模式切换为手动模式后，将调节阀从0％开度调节到指定的开度，保证蒸汽发生器的正常补水。

本发明的有益效果如下：本发明针对a列和b列给水泵母线汇集的特点，通过配备a列和b列两个电磁阀的调节阀来实现辅助给水的隔离功能，该配置既可以在工况需要时隔离辅助给水，又可以在必要时对给水流量进行调节。当核电站发生sgtr事故时，可以自动隔离辅助给水功能，防止蒸汽发生器满溢，延长操纵员的响应时间，对工况进行合理的判断。如果操纵员分析不需要隔离辅助给水，可以通过手动功能将阀门调节到合适的开度。此方法的实施，解决了以往核电站辅助给水功能的潜在风险，提高了辅助给水系统的有效性和核电站运行的安全水平。与现有技术相比，本发明实现a列和b列设备交叉控制，工艺流程更加复杂，控制实现的难度更大。

附图说明

图1为本发明的辅助给水工艺流程图；

图2为本发明的辅助给水流量隔离控制的实现方式示意图(电动泵部分，汽动泵或其它驱动泵类似)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的防止辅助给水系统造成蒸汽发生器满溢的控制方法，是用于a列和b列给水泵供水母线汇集成一条母管供水的辅助给水系统。其结构如图1所示，此系统配备2台电动泵，2台汽动泵和6台辅助给水流量调节阀，每台调节阀配备两个串联的分别属于a列和b列的电磁阀(即分别由a列和b列供电和控制)。2台电动泵流量汇合后分成3路，分别经3台调节阀给3台蒸汽发生器补水；2台汽动泵流量汇合后分成3路，分别经另外3台调节阀给同样的3台蒸汽发生器补水。每台蒸汽发生器的电动泵和汽动泵补水在对应的两台调节阀后汇成一条供水管线连接到蒸汽发生器。

在辅助给水系统投运后，控制系统根据蒸汽发生器的液位高高信号，自动联锁辅助给水调节阀的电磁阀带电，同时发出调节阀0％开度的指令，关闭调节阀，切换蒸汽发生器的供水。该方案在任一列辅助给水泵(电动泵或汽动泵)启动后，都自动连锁打开对应调节阀进行补水，当补水量过多且只有当a列和b列同时都检测到蒸汽发生器液位高高信号时，才通过自动联锁使辅助给水流量调节阀配置的两个分别由a列、b列供电的电磁阀带电，同时给定调节阀0％开度指令关闭调节阀，即同时使带电的由a列、b列供电的两个电磁阀关闭。该设计是为了在蒸汽发生器的补水过多达到高液位时，通过自动连锁及时关闭调节阀，停止补水，避免对其他设备造成不利影响。

由于每台辅助给水流量调节阀配置两个分别由a列和b列供电的电磁阀，当一列辅助给水泵启动同时出现蒸汽发生器高高液位信号时，本列的电磁阀带电，此时并不关闭调节阀，而是允许对应列电磁阀带电进入准备隔离状态，另一列电磁阀仍然处于失电状态，调节阀仍然打开。目的是两列均满足隔离条件才关闭调节阀，避免单列虚假的隔离信号触发补水隔离，影响蒸发器补水的安全功能。任一列故障导致单列电磁阀失电都会使调节阀全开，目的是在设备发生故障时，使设备处于对电厂更安全的位置。由于辅助给水的安全功能为提供蒸汽发生器补水，因此在设备故障时使调节阀打开，不影响工况要求时的补水，对核电厂来说更安全。

该控制方法在调节阀关闭后一直处于隔离的安全状态，直到操纵员对工况进行准确判断后再手动采取下一步措施。因此，本发明设计有手动复位功能，在调节阀关闭后可以手动对隔离状态进行复位，再根据蒸汽发生器的需水量对阀门开度调节。也就是说，当辅助给水调节阀触发自动关闭后，不论蒸汽发生器液位如何变化，都将一直处于关闭状态。从而避免sgtr事故蒸汽发生器中从一回路泄漏的放射性介质进入二回路，导致放射性外泄。此时通过未隔离的其他蒸汽发生器导出堆芯余热。如果判断蒸汽发生器未发生sgtr事故而误隔离辅助给水功能，操纵员可以将调节阀的控制模式切换为手动模式后，从0％开度调节到指定的开度，保证蒸汽发生器的正常补水。该设计是按照纵深防御的设计理念，为上述补水和隔离补水的自动功能提供必要的手动后备手段。

实施例

如图2所示，本附图仅以辅助给水电动泵流量调节阀的控制为例，进行简要概述，汽动泵的控制策略相同。

当001po或002po启动后表示辅助给水系统投运，此时如果出现蒸汽发生器液位高高信号，则会触发所在列的电磁阀带电。以a列为例，当001po或002po在a列的启动状态信号和a列的蒸汽发生器水位高高信号都出现时，如果没有自动开启指令，a列的电磁阀会被触发带电。同时，如果b列电磁阀也被触发带电，那么两列电磁阀同时带电，并触发*2的切换开关切换，强制调节阀开到0％开度。图中*2的控制模式是：当逻辑条件为1时，切换开关输出“强制0％开度”；当操纵员需要手动调节时，可以在任何逻辑条件下切换到手动模式设置调节阀开度。*1的控制模式是：当控制指令为1时，电磁阀失磁，2-3导通，阀门失气开启；当控制指令为0时，电磁阀励磁，1-2导通，阀门进气调节。

如果仅a列或b列中某一列电磁阀带电，则不会触发切换开关强制输出0％开度，调节阀仍然处于全开位。这样可以避免单列信号误触发导致调节阀误关闭。

当操纵员需要对调节阀开度进行调节时，分两种情况考虑：一种是电磁阀均处于失电状态，调节阀全开，可以分别采用a列和b列的手动复位信号使a列和b列的电磁阀带电，此时，切换开关默认处于手动调节状态，操纵员通过手动调节指令进行阀门开度调节；另一种情况是调节阀已经触发自动关闭，此时操纵员可以先复位切换开关的强制隔离信号，然后通过手动调节信号进行调节。

相关逻辑关系的实现可在数字化控制系统dcs内通过逻辑组态来完成，也可利用编程的原理，设计专门的程序模块来实现。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。