一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统的制作方法

本实用新型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。

背景技术：

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具有重要的作用。然而目前并没有对蒸汽发生器时间常数测试系统的相关报导。

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。而目前还未有一套测试蒸汽发生器模型时间常数的测试系统。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统，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，

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；

汽轮机调门开度测量装置用于测量汽轮机调门开度；

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；

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；

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，所述压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置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，蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置包括温度套管和温度测量元件；所述温度套管垂直安装在蒸汽发生器二回路蒸汽出口管道上，所述温度测量元件安装于温度套管内。

优选地，所述温度测量元件采用E型热电偶。

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直流电信号。

优选地，所述汽轮机调门开度测量装置包括位移传感器，所述位移传感器安装在汽轮机调门油动机阀杆上。

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，所述数据采集装置采用EIC-02L型数据采集系统。

本实用新型的有益效果为：本实用新型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，通过数据采集装置采集各个测量装置的测量数据，通过高压调门开度突变，采用数据采集装置记录高压调门突变前后的各个测量装置的测量数据，进而确定压水堆蒸汽发生器模型的时间常数。本实用新型可以准确获取压水堆蒸汽发生器模型的时间常数计算所需的参数，为准确获取压水堆蒸汽发生器模型的时间常数提供了所需参数，填补了目前技术上的空白。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

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；二回路蒸汽压力模块包括高压缸、冷凝系统、再热器、低压缸；冷却剂泵分别与核反应堆、稳压器、蒸汽发生器通过管道连接；稳压器分别与核反应堆、蒸汽发生器通过管道连接；蒸汽发生器分别与高压缸、冷凝系统通过管道连接；高压缸、再热器、低压缸相互通过管道连接；低压缸分别与冷凝系统、发电机连接。高压缸与蒸汽发生器的连接管道上设置高压调门。

一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统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。

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，压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度测量装置1采用窄量程直接浸入式电阻温度计测量；窄量程直接浸入式电阻温度计垂直安装在对应管道上。窄量程直接浸入式电阻温度计采用N9355S-1B温度计、KN615-S41CB-276S-S1温度计中的一种。

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；压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度测量装置2采用窄量程直接浸入式电阻温度计测量；窄量程直接浸入式电阻温度计垂直安装在对应管道上。窄量程直接浸入式电阻温度计采用N9355S-1B温度计、KN615-S41CB-276S-S1温度计中的一种。

汽轮机调门开度测量装置5用于测量汽轮机调门开度；汽轮机调门开度测量装置5包括位移传感器，位移传感器安装在汽轮机调门油动机阀杆上。其中，位移传感器的量程为0-500mm，输出电压为-5V~+5V或+1~+5V。

发电机功率测量装置6用于测量发电机的功率；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；电流互感器7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；电压互感器8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；功率变送器9用于根据电流互感器7、电压互感器8输送的电流、电压数据计算发电机的功率，功率变送器9采用FPWT-201型功率变送器。

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；蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度测量装置3包括温度套管和温度测量元件；温度套管垂直安装在蒸汽发生器二回路蒸汽出口管道上，温度测量元件安装于温度套管内，温度测量元件采用E型热电偶。

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；蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力测量装置4包括压力取样管、压力变送器；压力取样管安装在蒸汽发生器二回路出口管道上，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；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。压力变送器采用EJA系列压力变送器。

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，数据采集装置10采用EIC-02L型数据采集系统。

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通过有线或无线的方式连接。

本实用新型的工作原理为：

（1）在反应堆无料机组停运状态，安装好测量仪表并调试正常；

（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10，采集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。

本实用新型不局限于以上的具体实施方式，以上仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。