一种核电站蒸发器水位监控系统及其监控方法
【专利摘要】本发明公开了一种核电站蒸发器水位监控系统及其监控方法。该系统包括用于偏差信号生成机构、与偏差信号生成机构相连的第一主控制器和第二主控制器、与第一主控制器相连并与大阀相连的第一副控制器、分别与第一主控制器和第一副控制器相连的失配信号生成机构、与第一副控制器相连的负偏置信号生成机构以及第一手动控制器、与第二主控制器相连并与小阀相连的第二副控制器、分别与第二主控制器和第二副控制器相连的前馈信号生成机构以及第二手动控制器。该核电站蒸发器水位监控系统及监控方法可实现在不影响自动控制的前提下优化手动控制以实现无扰切换，使得任何情况下，大阀和小阀之间的手动控制和自动控制互不影响，蒸发器水位控制更简单和平稳。
【专利说明】—种核电站蒸发器水位监控系统及其监控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核电站设备领域，尤其涉及一种核电站蒸发器水位监控系统及其监控方法。
【背景技术】
[0002]蒸发器是核电站重要的设备，蒸发器水位的控制对于核电站的设备保护和热量传输非常重要。蒸发器水位是可直接导致跳堆的关键参数，水位过高将淹没干燥器，使出口蒸汽湿度增加，加剧汽机叶片冲蚀现象，影响机组的寿命甚至使机组损坏；水位过低将引起一回路冷却剂温度升高，导致堆芯冷却不足，以及蒸汽发生器传热管损坏。
[0003]由于影响蒸发器水位控制的参数复杂，控制逻辑复杂，使得因蒸发器水位波动引起核电站发生跳堆事件，给核电站的设备带来安全风险，同时也给核电站的经济效益带来不利影响，因此蒸发器水位控制是核电站最复杂的控制系统之一。当前核电站蒸发器主要通过ARE系统进行水位控制，以维持蒸发器二次侧的水位在需求的整定值上。
[0004]ARE系统通过大小阀控制蒸发器的水位。采用大小阀控制，其目的是实现在负荷小、给水流量低的情况下，采用小阀控制使其具有更好的灵活性，减小大阀阀瓣的动作，以保护大阀；在负荷大、给水流量高的情况下，采用大阀控制，小阀保持全开，以使水位控制更迅速平稳。具体地，ARE系统包括一个主控制器、与主控制器相连的用于控制大阀开度的第一副控制器和第一手动控制器、与主控制器相连的用于控制小阀开度的第二副控制器和第二手动控制器以及相关信息采集设备。大阀与小阀的控制共用一个主控制器进行控制，而主控制器不能同时接收第一手动控制器和第二手动控制器发送的手动信号，现有技术中采用负荷小于20%时接收第二手动控制器的手动信号，负荷大于或等于20%接收第一手动控制器的手动信号。
[0005]这样的设计可实现在负荷小于20%时，主动控制大阀关闭，实现小阀自动控制与手动控制的无扰切换，保证蒸发器水位控制的稳定。但存在以下不足:在负荷大于20%时，大阀可实现自动控制与手动控制的无扰切换，而小阀不能实现自动控制与手动控制的无扰切换，容易导致水位波动而影响核电站的正常运行。具体地，在负荷大于20%时，大阀与小阀的水位控制存在以下情形:(I)在负荷大于20%时，可通过主控制器和第一副控制器、第二副控制器实现对大阀和小阀开度的自动控制。然而在蒸发器水位偏差大时，自动控制无法很好实现将蒸发器二次侧的水位在需求的整定值的目的，因此需要引入手动控制。(2)在负荷大于20%时，大阀自动控制的情况下，若通过第二手动控制器控制小阀开度，由于主控制器只接收来自第一手动控制器的手动信号，而不接收来自第二手动控制器的手动信号，此时第二副控制器与第二手动控制器的输出信号存在不一致，容易导致在从手动控制切换成自动控制时，由于信号的突变，不能实现小阀的无扰切换。(3)在负荷大于20%时，可通过主控制器与第一手动控制器配合以手动控制大阀开度，而通过主控制器与第二副控制器实现对自动控制小阀开度，在手动控制大阀时，水位波动较大，产生汽水失配信号，影响水位的平衡控制，导致小阀水位控制超调失控。(4)在负荷大于20%时，第一手动控制器和第二手动控制器分别发送控制大阀和小阀开度的手动信号，此时主控制器只接收第一手动控制器的手动信号，而不直接第二手动控制器的手动信号，而第二副控制器接收主控制器传送的信号与第二手动控制器的手动信号不一致，容易导致在从手动控制切换成自动控制时，由于信号的突变，不能实现小阀的无扰切换。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种核电站蒸发器水位监控系统及其监控方法。
[0007]本发明通过以下技术方案予以实现:一种核电站蒸发器水位监控系统，用于控制设置在蒸发器上的大阀和小阀的开度，包括用于产生水位偏差信号的偏差信号生成机构、与所述偏差信号生成机构相连的用于将所述水位偏差信号处理成第一流量控制信号的第一主控制器、与所述第一主控制器相连并与所述大阀相连的用于自动控制所述大阀开度的第一副控制器、分别与所述第一主控制器和所述第一副控制器相连的用于产生汽水失配信号的失配信号生成机构、与所述第一副控制器相连的用于产生负偏置信号的负偏置信号生成机构、以及用于手动控制所述大阀开度的第一手动控制器；所述第一副控制器对接收到的所述第一流量控制信号、汽水失配信号和负偏置信号进行处理以形成自动控制所述大阀开度的第一开度控制信号；所述第一手动控制器手动控制大阀时产生用于使汽水失配信号输入至第一主控制器以形成第一手动跟随信号的第一状态信号；
[0008]还包括与所述偏差信号生成机构相连的用于将所述水位偏差信号处理成第二流量控制信号的第二主控制器、与所述第二主控制器相连并与小阀相连的用于自动控制所述小阀开度的第二副控制器、分别与所述第二主控制器和所述第二副控制器相连的用于产生小阀前馈信号的前馈信号生成机构、以及用于手动控制所述小阀开度的第二手动控制器；所述第二副控制器根对收到的所述第二流量控制信号和小阀前馈信号进行处理以形成自动控制所述小阀开度的第二开度控制信号；所述第二手动控制器手动控制小阀时产生用于使小阀前馈信号输入至第二主控制器以形成第二手动跟随信号的第二状态信号；并将所述第二状态信号输入至所述第二主控制器。
[0009]优选地，所述偏差信号生成机构包括用于探测蒸发器水位的水位实测值的若干水位变送器、用于生成蒸发器水位的水位整定值的整定值生成机构、分别与所述水位变送器和所述整定值生成机构相连的用于将所述水位实测值和所述水位整定值处理成水位偏差值的第一处理器。
[0010]优选地，所述整定值生成机构包括用于生成二回路负荷信号的负荷信号生成机构和与所述负荷信号生成机构相连的用于将所述二回路负荷信号处理成水位整定值的第二处理器。
[0011]优选地，所述负荷信号生成机构包括用于采集宽量程的第一蒸汽压力值的第一压力计、用于采集蒸汽旁路排放系统中的旁路蒸汽流量的第一流量计、用于采集给水除氧系统中的除氧蒸汽流量的第二流量计、以及分别与所述第一压力计、第一流量计和第二流量计相连的用于将所述第一蒸汽压力值、旁路蒸汽流量、和除氧蒸汽流量处理成二回路负荷信号的第三处理器。
[0012]优选地，所述前馈信号生成机构包括用于采集窄量程的第二蒸汽压力值的第二压力计、用于采集蒸汽旁路排放系统中的旁路蒸汽流量的第一流量计、用于采集给水除氧系统中的除氧蒸汽流量的第二流量计、以及分别与所述第二压力计、第一流量计和第二流量计相连的用于将所述第二蒸汽压力值、旁路蒸汽流量、和除氧蒸汽流量处理成小阀前馈信号的第四处理器。
[0013]优选地，所述负偏置信号生成机构包括与所述负荷信号生成机构相连的用于将所述二回路负荷信号处理成负偏置信号的负荷比较器，所述负荷比较器与所述第一副控制器相连。
[0014]优选地，所述失配信号生成机构包括用于采集所述蒸发器的进口给水流量的第三流量计、用于采集所述蒸发器的出口蒸汽流量的第四流量计、以及分别与所述第三流量计和第四流量计相连的用于将所述进口给水流量和出口蒸汽流量处理成汽水失配信号的第五处理器。
[0015]本发明还提供一种核电站蒸发器水位监控系统的监控方法，包括控制大阀开度的方法和控制小阀开度的方法，所述控制大阀开度的方法包括以下步骤:
[0016]Sll:第一主控制器接收来自偏差信号生成机构的水位偏差信号；
[0017]S12:判断第一主控制器是否接收到第一手动跟随信号，若是则不对所述水位偏差信号进行处理，并将所述第一手动跟随信号输入至第一副控制器；若否则将所述水位偏差信号处理成第一流量控制信号并发送到第一副控制器；
[0018]S13:判断第一副控制器是否接收到来自负偏置信号产生的负偏置信号，若是则自动控制大阀关闭；若否则对接收到的来自失配信号生成机构的汽水失配信号和第二流量控制信号进行处理，形成第一开度控制信号以自动控制所述大阀的开度；
[0019]其中，第一手动控制器手动控制大阀开度时形成第一状态信号，以将所述汽水失配信号输入至第一主控制器以形成第一手动跟随信号；
[0020]所述控制小阀开度的方法包括以下步骤:
[0021]S21:第二主控制器接收来自偏差信号生成机构的水位偏差信号；
[0022]S22:判断第二主控制器是否接收到第二手动跟随信号，若是则不对所述水位偏差信号进行处理，并将所述第二手动跟随信号输入至第二副控制器；若否则将所述水位偏差信号处理成第二流量控制信号并发送至第二副控制器；
[0023]S23:第二副控制接收来自前馈信号生成机构的小阀前馈信号和第二流量控制信号进行处理，形成第二开度控制信号以自动控制小阀的开度；
[0024]其中，第二手动控制器手动控制小阀开度时形成第二状态信号，以将所述小阀前馈信号输入至第二主控制器以形成第二手动跟随信号，所述第二状态信号输入至第二主控制器。
[0025]优选地，所述水位偏差信号是水位变送器采集的水位实测值与整定值生成机构生成的水位整定值之差；所述汽水失配信号是所述第三流量计采集的进口给水流量和所述第四流量计采集的出口蒸汽流量之差；所述负前馈信号是所述负荷信号生成机构生成的二回路负荷信号与预设负荷值之差，所述预设负荷值为20%。
[0026]本发明与现有技术相比具有如下优点:实施本发明，采用第一主控制器和第二主控制器分别控制大阀和小阀，使得第一手动控制器手动控制大阀和第二手动控制器手动控制小阀时，第一手动跟随信号和第二手动跟随信号分别输入至第一主控制器和第二主控制器，在不影响自动控制的前提下优化手动控制以实现无扰切换，使得任何情况下，大阀和小阀之间的手动控制和自动控制互不影响，使得蒸发器水位控制简单和平稳。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0028]图1是本发明一实施例中核电站蒸发器水位监控系统的一原理框图。
[0029]图2是本发明一实施例中核电站蒸发器水位监控系统的另一原理框图。
[0030]图中:100、大阀；200、小阀；300、第一主控制器；310、第一副控制器；320、第一手动控制器；330、失配信号生成机构；331、第三流量计；332、第四流量计；333、第五处理器；340、负偏置信号生成机构；341、负荷比较器；400、第二主控制器；410、第二副控制器；420、第二手动控制器；430、前馈信号生成机构；431、第二压力计；432、第四处理器；500、偏差信号生成机构；510、水位变送器；520、整定值生成机构；521、负荷信号生成机构；5211、第一压力计；5212、第一流量计；5213、第二流量计；5214、第三处理器；522、第二处理器；530、第一处理器。
【具体实施方式】
[0031]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0032]图1示出本发明一实施例中的核电站蒸发器水位监控系统。该核电站蒸发器水位监控系统用于控制设置在蒸发器上的大阀100和小阀200的开度，以实现对蒸发器水位的监控。该核电站蒸发器水位监控系统包括用于产生水位偏差信号的偏差信号生成机构500、与偏差信号生成机构500相连的用于将水位偏差信号处理成第一流量控制信号的第一主控制器300、与第一主控制器300相连并与大阀100相连的用于自动控制大阀100开度的第一副控制器310、分别与第一主控制器300和第一副控制器310相连的用于产生汽水失配信号的失配信号生成机构330、与第一副控制器310相连的用于产生负偏置信号的负偏置信号生成机构340、以及用于手动控制大阀100开度的第一手动控制器320 ;第一副控制器310对接收到的第一流量控制信号、汽水失配信号和负偏置信号进行处理以形成自动控制大阀100的开度第一开度控制信号；第一手动控制器320手动控制大阀100时产生用于使汽水失配信号输入至第一主控制器300以形成第一手动跟随信号的第一状态信号。
[0033]工作时,若第一手动控制器320手动控制大阀100的开度时,产生第一状态信号；第一状态信号触发失配信号生成机构330将汽水失配信号输入至第一主控制器300以形成第一手动跟随信号，并将第一手动跟随信号输入至第一副控制器310，以使手动控制和自动控制时弟一副控制器310的输出彳目号一致，以避免在大阀100在手动控制和自动控制之间切换时，出现信号扰动。第一主控制器300接收到第一手动跟随信号后，停止对大阀100自动控制的相关信号进行处理。若第一手动控制器320没有手动控制大阀100的开度时，即第一主控制器300没有接收到第一手动跟随信号时，第一主控制器300对接收到的来自偏差信号生成机构500的水位偏差信号进行PID运算后得到第一流量控制信号输出至第一副控制器310。第一副控制器310对接收到的来自失配信号生成机构330的汽水失配信号、来自负偏置信号生成机构340的负偏置信号和来自第一主控制器300的第一流量控制信号进行处理，以形成用于自动控制大阀100开度的第一开度控制信号。
[0034]该核电站蒸发器水位监控系统还包括与偏差信号生成机构500相连的用于将水位偏差信号处理成第二流量控制信号的第二主控制器400、与第二主控制器400相连并与小阀200相连的用于自动控制小阀200开度的第二副控制器410、分别与第二主控制器400和第二副控制器410相连的用于产生小阀前馈信号的前馈信号生成机构430、以及用于手动控制小阀200开度的第二手动控制器420 ;第二副控制器410对接收到的第二流量控制信号和小阀前馈信号进行处理以形成自动控制小阀200开度的第二开度控制信号；第二手动控制器420手动控制小阀200时产生用于使小阀前馈信号输入至第二主控制器400以形成第二手动跟随信号的第二状态信号；并将第二状态信号输入至第二主控制器400。
[0035]工作时，若第二手动控制器420手动控制小阀200的开度时，产生第二状态信号第二状态信号输入至第二主控制器400 ;第二状态信号触发前馈信号生成机构430将小阀前馈信号输入至第二主控制器400以形成第二手动跟随信号，并将第二手动跟随信号输入至第二副控制器410，以使手动控制和自动控制时第二副控制器410的输出信号一致，以避免在小阀200从手动控制和自动控制之间切换时，出现扰动。弟_■王控制器400接收到弟_■手动跟随信号后，停止对小阀200自动控制的相关信号进行处理。若第二手动控制器420没有手动控制小阀200的开度时，即第二主控制器400没有接收到第二手动跟随信号时，第二主控制器400对接收到的来自偏差信号生成机构500的水位偏差信号进行PID运算后得到第二流量控制信号输出至第二副控制器410。第二副控制器410对接收到的来自前馈信号生成机构430的小阀前馈信号和来自第二主控制器400的第二流量控制信号进行处理，以形成用于自动控制小阀200开度的第二开度控制信号。
[0036]本实施例中，第一主控制器300和第二主控制器400均是PID控制系统，由于PID控制系统中存在P比例、I积分、D微分等环节的作用，使用自动控制过程中受到各种参数的影响，而且水位控制受多种环境因素的影响，容易出现信号扰动进行使得蒸发器水位出现波动，使用单靠自动控制调整蒸发器水位可能引起水位超限，因此在核电站蒸发器水位监控系统中需要引入手动控制。在核电站蒸发器水位监控系统从自动控制切换成手动控制，或从手动控制切换成自动控制时，其输出信号不一致容易导致信号扰动，本发明的目的在于提供一种蒸发器水位监控系统及其监控方法，用于实现手动控制与自动控制的无扰切换。
[0037]本发明中，采用第一主控制器300和第二主控制器400分别控制大阀100和小阀200，使得第一手动控制器320手动控制大阀100和第二手动控制器420手动控制小阀200时，第一手动跟随信号和第二手动跟随信号分别输入至第一主控制器300和第二主控制器400，在不影响自动控制的前提下优化手动控制以实现无扰切换，使得任何情况下，大阀100和小阀200之间的手动控制和自动控制互不影响，使得蒸发器水位控制简单和平稳。
[0038]具体地，偏差信号生成机构500包括用于探测蒸发器水位的水位实测值的若干水位变送器510、用于生成蒸发器水位的水位整定值的整定值生成机构520、分别与水位变送器510和整定值生成机构520相连的用于将水位实测值和水位整定值处理成水位偏差值的第一处理器530。可以理解地，第一处理器530对接收到的若干水位实测值进行运算，求到若干水位实测值的平均值，再将若干水位实测值的平均值与水位整定值相减，两者之差为水位偏差信号。
[0039]具体地，整定值生成机构520包括用于生成二回路负荷信号的负荷信号生成机构521和与负荷信号生成机构521相连的用于将二回路负荷信号处理成水位整定值的第二处理器522。可以理解地，二回路负荷信号是经第二处理器522运算得到的用于监控蒸发器水位的标准值。
[0040]更具体地，负荷信号生成机构521包括用于采集宽量程的第一蒸汽压力值的第一压力计5211、用于采集蒸汽旁路排放系统中的旁路蒸汽流量的第一流量计5212、用于采集给水除氧系统中的除氧蒸汽流量的第二流量计5213、以及分别与第一压力计5211、第一流量计5212和第二流量计5213相连的用于将第一蒸汽压力值、旁路蒸汽流量、和除氧蒸汽流量处理成二回路负荷信号的第三处理器5214。
[0041]前馈信号生成机构430包括用于采集窄量程的第二蒸汽压力值的第二压力计431、用于采集蒸汽旁路排放系统中的旁路蒸汽流量的第一流量计5212、用于采集给水除氧系统中的除氧蒸汽流量的第二流量计5213、以及分别与第二压力计431、第一流量计5212和第二流量计5213相连的用于将第二蒸汽压力值、旁路蒸汽流量、和除氧蒸汽流量处理成小阀前馈信号的第四处理器432。
[0042]负偏置信号生成机构340包括与负荷信号生成机构521相连的用于将所回路负荷信号处理成负偏置信号的负荷比较器341,负荷比较器341与第一副控制器310相连。可以理解地，负荷比较器341用于对负荷信号生成机构521生成的二回路负荷信号与预设负荷值进行比较运算，两者之差作为负偏置信号输出。具体地，预设负荷值为20%，若负荷信号生成机构521输出的二回路负荷信号小于预设负荷值(20% )，则负荷比较器341给第一副控制器310输出一个8.5%的负偏置信号,第一副控制器310对负偏置信号、第一流量控制信号和汽水失配信号进行处理时，由于8.5%的负偏置信号远大于第一流量控制信号和汽水失配信号，故第一副控制器310产生控制大阀100全关闭的第一开度控制信号。若负荷信号生成机构521输出的二回路负荷信号小于预设负荷值(20%)时，负荷比较器341不向第一副控制器310输出负偏置信号,此时第一副控制器310对第一流量控制信号和汽水失配信号进行处理，以形成控制大阀100开度的第一开度控制信号。
[0043]失配信号生成机构330包括用于采集蒸发器的进口给水流量的第三流量计331、用于采集蒸发器的出口蒸汽流量的第四流量计332、以及分别与第三流量计331和第四流量计332相连的用于将进口给水流量和出口蒸汽流量处理成汽水失配信号的第五处理器333。可以理解地，第五处理器333将第三流量计331采集的进口给水流量和第四流量计332采集的出口蒸汽流量相减，两者之差作为汽水失配信号输出。
[0044]更具体地，在大阀100自动控制过程，第一副控制器310对接收到的第一流量控制信号、汽水失配信号和负前馈信号进行处理，以控制大阀100的开度。第一流量控制信号越大，大阀100的开度越大；汽水失配信号越大,大阀100的开度越大；负偏置信号用于保证二回路负荷信号小于预设负荷值(20% )时，控制大阀100全关闭，不参与蒸发器水位控制，以避免大阀100打开时，导致蒸发器给水过量，从而导致蒸发器水位过高而跳堆。在小阀200自动控制过程，第二副控制器410对接收到的第二流量控制信号、小阀前馈信号进行处理，以控制小阀200的开度。第二流量控制信号越大，小阀200的开度越大；小阀前馈信号越大，小阀200的开度越大。
[0045]一种前述的核电站蒸发器水位监控系统的监控方法，包括控制大阀100开度的方法和控制小阀200开度的方法，控制大阀100开度的方法包括以下步骤:
[0046]Sll:第一主控制器300接收来自偏差信号生成机构500的水位偏差信号。具体地，水位偏差信号是通过第一处理器530对水位变送器510采集的水位实测值与整定值生成机构520生成的水位整定值进行减法运算，两者之差为水位偏差信号。水位整定值是二回路负荷信号是经第二处理器522运算得到的用于监控蒸发器水位的标准值。二回路负荷信号是通过第三处理器5214将第一流量计5212采集的旁路蒸汽流量、第二流量计5213采集的除氧蒸汽流量和第一压力计5211采集的第一蒸汽压力值进行运算所得。
[0047]S12:判断第一主控制器300是否接收到第一手动跟随信号，若是则不对水位偏差信号进行处理，并将第一手动跟随信号输入至第一副控制器310 ;若否则将水位偏差信号处理成第一流量控制信号并发送到第一副控制器310。其中，第一手动控制器320手动控制大阀100开度时形成第一状态信号，以将汽水失配信号输入至第一主控制器300以形成第一手动跟随信号。可以理解地，第一手动控制器320手动控制大阀100的开度时，产生的第一状态信号触发失配信号生成机构330将汽水失配信号输入至第一主控制器300以形成第一手动跟随信号，并将第一手动跟随信号输入至第一副控制器310，以使手动控制和自动控制时弟一副控制器310的输出彳目号一致，以避免在大阀100在手动控制和自动控制之间切换时，出现扰动。第一主控制器300接收到第一手动跟随信号后，停止对大阀100自动控制的相关信号进行处理。若第一手动控制器320没有手动控制大阀100的开度时，即第一主控制器300没有接收到第一手动跟随信号时，第一主控制器300对接收到的来自偏差信号生成机构500的水位偏差信号进行PID运算后得到第一流量控制信号输出至第一副控制器310。
[0048]S13:判断第一副控制器310是否接收到来自负偏置信号产生的负偏置信号，若是则自动控制大阀100关闭；若否则对接收到的来自失配信号生成机构330的汽水失配信号和第二流量控制信号进行处理，形成第一开度控制信号以自动控制大阀100的开度。其中，负前馈信号是负荷信号生成机构521生成的二回路负荷信号与预设负荷值之差，预设负荷值为20%。负偏置信号用于保证二回路负荷信号小于预设负荷值(20%)时，控制大阀100全关，不参与蒸发器水位控制，以避免大阀100打开时，导致蒸发器给水过量，从而导致蒸发器水位过高而跳堆。在大阀100自动控制过程，接收到的第一流量控制信号越大，大阀100的开度越大；汽水失配信号越大,大阀100的开度越大。
[0049]控制小阀200开度的方法包括以下步骤:
[0050]S21:第二主控制器400接收来自偏差信号生成机构500的水位偏差信号。可以理解地，步骤S21与步骤Sll —致。
[0051]S22:判断第二主控制器400是否接收到第二手动跟随信号，若是则不对水位偏差信号进行处理，并将第二手动跟随信号输入至第二副控制器410 ;若否则将水位偏差信号处理成第二流量控制信号并发送至第二副控制器410。其中，第二手动控制器420手动控制小阀200开度时形成第二状态信号，以将汽水失配信号输入至第二主控制器400以形成第二手动跟随信号，可以理解地，第二手动控制器420产生的第二状态信号输入至第二主控制器400。可以理解地，第二手动控制器420手动控制小阀200的开度时，产生的第二状态信号触发失配信号生成机构330将汽水失配信号输入至第二主控制器400以形成第二手动跟随信号，并将第二手动跟随信号输入至第二副控制器410，以使手动控制和自动控制时第二副控制器410的输出信号一致，以避免在小阀200在手动控制和自动控制之间切换时，出现扰动。第二主控制器400接收到第二手动跟随信号后，停止对小阀200自动控制的相关信号进行处理。若第二手动控制器420没有手动控制小阀200的开度时，即第二主控制器400没有接收到第二手动跟随信号时，第二主控制器400对接收到的来自偏差信号生成机构500的水位偏差信号进行PID运算后得到第二流量控制信号输出至第二副控制器410。
[0052]S23:第二副控制接收来自前馈信号生成机构430的小阀前馈信号和第二流量控制信号进行处理，形成第二开度控制信号以自动控制小阀200的开度。具体地，小阀前馈信号是通过第四处理器432对第二压力计431采集到的第二蒸汽压力值、第一流量计5212采集的旁路蒸汽流量和第二流量计5213采集的除氧蒸汽流量进行处理后得到的。在小阀200自动控制过程，第二副控制器410对接收到的第二流量控制信号、小阀前馈信号进行处理，以控制小阀200的开度。第二流量控制信号越大，小阀200的开度越大；小阀前馈信号越大，小阀200的开度越大。
[0053]本发明所提供的核电站蒸发器水位监控系统的监控方法，可在不影响自动控制的前提下优化手动控制以实现无扰切换，使得任何情况下，大阀和小阀之间的手动控制和自动控制互不影响，使得蒸发器水位控制简单和平稳。
[0054]本发明是通过一个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
【权利要求】
1.一种核电站蒸发器水位监控系统，用于控制设置在蒸发器上的大阀(100)和小阀(200)的开度，其特征在于:包括用于产生水位偏差信号的偏差信号生成机构(500)、与所述偏差信号生成机构(500)相连的用于将所述水位偏差信号处理成第一流量控制信号的第一主控制器(300)、与所述第一主控制器(300)相连并与所述大阀(100)相连的用于自动控制所述大阀(100)开度的第一副控制器(310)、分别与所述第一主控制器(300)和所述第一副控制器(310)相连的用于产生汽水失配信号的失配信号生成机构(330)、与所述第一副控制器(310)相连的用于产生负偏置信号的负偏置信号生成机构(340)、以及用于手动控制所述大阀(100)开度的第一手动控制器(320);所述第一副控制器(310)对接收到的所述第一流量控制信号、汽水失配信号和负偏置信号进行处理以形成自动控制所述大阀(100)开度的第一开度控制信号；所述第一手动控制器(320)手动控制大阀(100)时产生用于使汽水失配信号输入至第一主控制器(300)以形成第一手动跟随信号的第一状态信号； 还包括与所述偏差信号生成机构(500)相连的用于将所述水位偏差信号处理成第二流量控制信号的第二主控制器(400)、与所述第二主控制器(400)相连并与小阀(200)相连的用于自动控制所述小阀(200)开度的第二副控制器(410)、分别与所述第二主控制器(400)和所述第二副控制器(410)相连的用于产生小阀前馈信号的前馈信号生成机构(430)、以及用于手动控制所述小阀(200)开度的第二手动控制器(420);所述第二副控制器(410)根对收到的所述第二流量控制信号和小阀前馈信号进行处理以形成自动控制所述小阀(200)开度的第二开度控制信号；所述第二手动控制器(420)手动控制小阀(200)时产生用于使小阀前馈信号输入至第二主控制器(400)以形成第二手动跟随信号的第二状态信号；并将所述第二状态信号输入至所述第二主控制器(400 )。
2.根据权利要求1所述的核电站蒸发器水位监控系统，其特征在于:所述偏差信号生成机构(500)包括用于探测蒸发器水位的水位实测值的若干水位变送器(510)、用于生成蒸发器水位的水位整定值的整定值生成机构(520)、分别与所述水位变送器(510)和所述整定值生成机构(520)相连的用于将所述水位实测值和所述水位整定值处理成水位偏差值的第一处理器(530)。
3.根据权利要求2所述的核电站蒸发器水位监控系统，其特征在于:所述整定值生成机构(520)包括用于生成二回路负荷信号的负荷信号生成机构(521)和与所述负荷信号生成机构(521)相连的用于将所述二回路负荷信号处理成水位整定值的第二处理器(522)。
4.根据权利要求3所述的核电站蒸发器水位监控系统，其特征在于:所述负荷信号生成机构(521)包括用于采集宽量程的第一蒸汽压力值的第一压力计(5211)、用于采集蒸汽旁路排放系统中的旁路蒸汽流量的第一流量计(5212)、用于采集给水除氧系统中的除氧蒸汽流量的第二流量计(5213)、以及分别与所述第一压力计(5211)、第一流量计(5212)和第二流量计(5213)相连的用于将所述第一蒸汽压力值、旁路蒸汽流量、和除氧蒸汽流量处理成二回路负荷信号的第三处理器(5214)。
5.根据权利要求4所述的核电站蒸发器水位监控系统，其特征在于:所述前馈信号生成机构(430)包括用于采集窄量程的第二蒸汽压力值的第二压力计(431)、用于采集蒸汽旁路排放系统中的旁路蒸汽流量的第一流量计(5212)、用于采集给水除氧系统中的除氧蒸汽流量的第二流量计(5213)、以及分别与所述第二压力计(431)、第一流量计(5212)和第二流量计(5213)相连的用于将所述第二蒸汽压力值、旁路蒸汽流量、和除氧蒸汽流量处理成小阀前馈信号的第四处理器(432)。
6.根据权利要求4所述的核电站蒸发器水位监控系统，其特征在于:所述负偏置信号生成机构(340)包括与所述负荷信号生成机构(521)相连的用于将所述二回路负荷信号处理成负偏置信号的负荷比较器(341)，所述负荷比较器(341)与所述第一副控制器(310)相连。
7.根据权利要求1所述的核电站蒸发器水位监控系统，其特征在于:所述失配信号生成机构(330)包括用于采集所述蒸发器的进口给水流量的第三流量计(331)、用于采集所述蒸发器的出口蒸汽流量的第四流量计(332)、以及分别与所述第三流量计(331)和第四流量计(332)相连的用于将所述进口给水流量和出口蒸汽流量处理成汽水失配信号的第五处理器(333)。
8.—种权利要求1?7任一项所述的核电站蒸发器水位监控系统的监控方法,其特征在于:包括控制大阀(100)开度的方法和控制小阀(200)开度的方法，所述控制大阀(100)开度的方法包括以下步骤: 511:第一主控制器(300)接收来自偏差信号生成机构(500)的水位偏差信号； 512:判断第一主控制器(300)是否接收到第一手动跟随信号，若是则不对所述水位偏差信号进行处理，并将所述第一手动跟随信号输入至第一副控制器(310);若否则将所述水位偏差信号处理成第一流量控制信号并发送到第一副控制器(310); 513:判断第一副控制器(310)是否接收到来自负偏置信号产生的负偏置信号，若是则自动控制大阀(100)关闭；若否则对接收到的来自失配信号生成机构(330)的汽水失配信号和第二流量控制信号进行处理，形成第一开度控制信号以自动控制所述大阀(100)的开度； 其中，第一手动控制器(320)手动控制大阀(100)开度时形成第一状态信号，以将所述汽水失配信号输入至第一主控制器(300)以形成第一手动跟随信号； 所述控制小阀(200)开度的方法包括以下步骤: 521:第二主控制器(400)接收来自偏差信号生成机构(500)的水位偏差信号； 522:判断第二主控制器(400)是否接收到第二手动跟随信号，若是则不对所述水位偏差信号进行处理，并将所述第二手动跟随信号输入至第二副控制器(410);若否则将所述水位偏差信号处理成第二流量控制信号并发送至第二副控制器(410); 523:第二副控制接收来自前馈信号生成机构(430)的小阀前馈信号和第二流量控制信号进行处理，形成第二开度控制信号以自动控制小阀(200)的开度； 其中，第二手动控制器(420)手动控制小阀(200)开度时形成第二状态信号，以将所述小阀前馈信号输入至第二主控制器(400)以形成第二手动跟随信号，所述第二状态信号输入至第二主控制器(400)。
9.根据权利要求8所述的核电站蒸发器水位监控系统的监控方法，其特征在于:所述水位偏差信号是水位变送器(510)采集的水位实测值与整定值生成机构(520)生成的水位整定值之差；所述汽水失配信号是所述第三流量计(331)采集的进口给水流量和所述第四流量计(332)采集的出口蒸汽流量之差；所述负前馈信号是所述负荷信号生成机构(521)生成的二回路负荷信号与预设负荷值之差，所述预设负荷值为20%。
【文档编号】F22D5/34GK104165352SQ201410392842
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】蒋永强, 赵盛凯, 刘瑞峡, 史政林 申请人:广西防城港核电有限公司, 中国广核电力股份有限公司