高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制方法及控制系统与流程

本发明属于高温气冷堆自动控制，具体涉及一种高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制方法及控制系统。

背景技术：

1、压水堆核电厂机组控制采用堆跟机控制模式，汽轮机机前蒸汽压力处于滑压运行模式，不进行单独的蒸汽压力控制，蒸汽压力跟随机组的负荷变化而变化。高温堆采用机跟堆控制模式，即反应堆控制机组功率，汽轮机控制机前蒸汽压力，通过汽轮机控制系统(deh)的压力控制器实现汽轮机机前蒸汽压力定压运行，发电机输出电功率随反应堆功率的改变而变化。高温堆为双模块设置，双堆带一机运行，两台蒸发器均为直流式，蓄能很小，蒸发器出口蒸汽压力在启动阶段由启停堆系统的分离器入口调节阀进行控制，在功率运行阶段由汽轮机旁路阀维持压力稳定。蒸汽采用母管制，双堆功率运行期间2台蒸发器通过蒸汽母管与汽轮机直连，汽轮机机前蒸汽压力变化即可直接反映在蒸发器出口压力上，蒸发器出口压力剧变对蒸发器运行危害较大，因此在任何工况下均需保证汽轮机机前蒸汽压力的稳定。

2、正常工况下汽轮机机前蒸汽压力变化较瞬态工况下的压力变化小，投入压控方式后，汽轮机调门根据压力控制器的闭环控制输出进行蒸汽压力调节。

3、双堆均带功率运行过程中发生某个反应堆紧急停堆时，称为快卸动作工况，发生此瞬态工况时，汽轮机进汽量突然降低，压力控制器的反馈控制作用难以应对机前蒸汽压力突变，将机前蒸汽压力稳定在设定值附近，且实际压力与压力设定值的偏差超过额定压力50％后，蒸汽压力将不可进行闭环自动控制，将导致汽轮机调门振荡，发电机负荷不稳定。机前蒸汽压力的稳定同时关系着蒸发器的安全运行，是高温堆稳定运行必不可少的条件，因此解决在瞬态工况下汽轮机机前蒸汽压力的控制问题非常关键。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制方法及控制系统。

2、本发明的一方面，提出一种高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制方法，所述控制方法包括：

3、在其中一个反应堆发生紧急停堆的快卸动作工况时，形成开环控制指令；

4、将所述开环控制指令与压力控制器的闭环控制指令相叠加，形成汽轮机阀门的总调门指令；

5、根据所述总调门指令提前调节汽轮机阀门开度。

6、可选地，所述形成开环控制指令，包括：

7、获取汽轮机机前的实际蒸汽压力与压力设定值的实际偏差；

8、在所述实际偏差小于等于预设偏差时，根据所述实际偏差得出汽轮机调门预期需要减少的开度，形成开环控制指令。

9、可选地，所述汽轮机调门开度与蒸汽流量百分数具有对应关系。

10、可选地，所述形成开环控制指令，还包括：

11、对汽轮机调门开度性能与高温气冷堆汽轮机机前蒸汽流量的实际偏差进行修正。

12、可选地，所述控制方法还包括：

13、所述开环控制指令随着实际偏差减小而减小，且在所述开环控制指令小于预设指令时，延时切除开环控制。

14、可选地，所述开环控制指令为蒸汽流量百分数，所述预设指令为0.5。

15、可选地，在所述实际偏差大于预设偏差时，压力控制器退出闭环控制。

16、本发明的另一方面，提出一种高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制系统，所述控制系统包括：

17、开环控制指令形成单元，用于在其中一个反应堆发生紧急停堆的快卸动作工况时，形成开环控制指令；

18、总调门指令形成单元，用于将所述开环控制指令与压力控制器的输出指令相叠加，形成汽轮机阀门的总调门指令；

19、阀门开度调节单元，根据所述总调门指令提前调节汽轮机阀门开度。

20、可选地，所述开环控制指令形成单元，具体用于：

21、获取汽轮机机前的实际蒸汽压力与压力设定值的实际偏差；

22、在所述实际偏差小于等于预设偏差时，根据所述实际偏差得出汽轮机调门预期需要减少的开度，形成开环控制指令。

23、可选地，所述控制系统还包括：开环控制切除单元，用于在所述开环控制指令小于预设指令时，延时切除开环控制。

24、本发明提出一种高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制方法与控制系统，控制方法包括：在其中一个反应堆发生紧急停堆的快卸动作工况时，形成开环控制指令；将所述开环控制指令与压力控制器的闭环控制指令相叠加，形成汽轮机阀门的总调门指令；根据所述总调门指令提前调节汽轮机阀门开度。本发明的控制方法将开环控制的快速粗调加上精细化闭环自动调节，可以保证汽轮机前蒸汽压力维持在压力设定值附近，减小蒸汽压力的大幅波动，从而使机组的设备安全和稳定运行。

技术特征：

1.一种高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述形成开环控制指令，包括：

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述汽轮机调门开度与蒸汽流量百分数具有对应关系。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述形成开环控制指令，还包括：

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述开环控制指令为蒸汽流量百分数，所述预设指令为0.5。

7.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述实际偏差大于预设偏差时，压力控制器退出闭环控制。

8.一种高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述开环控制指令形成单元，具体用于：

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：开环控制切除单元，用于在所述开环控制指令小于预设指令时，延时切除开环控制。

技术总结
本发明提出一种高温气冷堆汽轮机机前蒸汽压力的控制方法与控制系统，属于高温气冷堆自动控制技术领域。控制方法包括：在其中一个反应堆发生紧急停堆的快卸动作工况时，形成开环控制指令；将所述开环控制指令与压力控制器的闭环控制指令相叠加，形成汽轮机阀门的总调门指令；根据所述总调门指令提前调节汽轮机阀门开度。本发明的控制方法将开环控制的快速粗调加上精细化闭环自动调节，可以保证汽轮机前蒸汽压力维持在压力设定值附近，减小蒸汽压力的大幅波动，从而使机组的设备安全和稳定运行。

技术研发人员：高红,姜子琪,李卓,王韬,刘燕,姜一鸣,闫唐诗,姜峰
受保护的技术使用者：华能山东石岛湾核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15