一种用于核电站汽轮机的控制系统及其操作方法与流程

本技术涉及核电站控制系统领域，具体涉及一种用于核电站汽轮机的控制系统及其操作方法。

背景技术：

1、随着核电技术的不断发展以及控制系统可靠性的不断提高，目前新建的第三代核电机组普遍采用数字化控制系统进行控制。核电厂的dcs(distributed control system，汽轮机数字电液控制系统)系统与deh(digital electro-hydraulic control system，分布式控制系统)系统均属于数字化控制系统。然而，由于汽轮发电机组(含deh设备)与全厂dcs控制系统分别采购，并且汽轮发电机组对于deh专用控制系统有更为苛刻的要求，同一项目所采购的dcs系统往往难以达到deh的性能要求。因此，deh系统与dcs系统往往采用不同厂商的设备。

2、当deh系统与dcs系统采用不同厂商的设备时，在主控制室中往往采用deh共享dcs操作员站的方式，即在dcs操作员站上设置deh软操作界面，进而达到控制及监视汽轮发电机组的目的。在此种方式下，deh控制系统与dcs系统之间存在大量的数据通信，而在数据通信的方式下，容易发生数据包延迟、阻塞，难以保证对汽轮发电机组控制和监视的实时性。尤其是在核电厂操作员通过dcs的共享操作站对deh控制范围内的相关设备进行操作过程中，控制指令通过通信方式下达到deh控制器不能保证及时性，甚至在发生网络丢包的情况下，操作指令无法下达；同时，由于网络通讯的延时性和不可靠性，deh控制范围内的设备状态反馈信号也难以及时反馈至dcs操作员站。因而，采用此种方式，汽轮发电机组的控制、和监视功能难以达到满意效果，甚至影响到机组的安全、稳定运行。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种用于核电站汽轮机的控制系统及其操作方法，可以确保对汽轮发电机组的控制指令能够高实时性下达，减少延迟，确保汽轮发电机组的监视信息能够及时反馈给操纵员。

2、本技术公开了一种用于核电站汽轮机的控制系统，包括：

3、分布式操作员站(1)，所述分布式操作员站(1)被配置为：监视及控制核电站主要工艺系统及设备；

4、分布式机组网络(11)，所述分布式机组网络(11)可通信地联接到所述分布式操作员站(1)；

5、汽轮机操作员站(2)，所述汽轮机操作员站(2)被配置为：汽轮机转速及负荷控制；

6、汽轮机机组网络(21)；所述汽轮机机组网络(21)可通信地联接到所述汽轮机操作员站(2)；

7、汽轮机机组控制柜(3)；以及

8、分布式机组控制柜(4)，所述分布式机组控制柜(4)可通信地联接到所述分布式机组网络(11)，所述汽轮机机组控制柜(3)可通信地联接到所述汽轮机机组网络(21)，所述分布式机组控制柜(4)还被配置为：

9、通过硬接线的方式连接到所述汽轮机机组控制柜(3)；

10、基于与所述汽轮机机组控制柜(3)的硬接线连接，与所述汽

11、轮机机组控制柜(3)相互传输保护信号和联锁信号；以及

12、基于所述保护信号和联锁信号，控制所述汽轮机机组控制柜(3)

13、执行操作。

14、在一个优选例中，还包括通讯网关(5)，所述分布式机组网络(11)与所述汽轮机机组网络(21)之间设有所述通讯网关(5)，所述通讯网关(5)被配置为：

15、使所述分布式机组网络(11)和所述汽轮机机组网络(21)网络互连；

16、所述汽轮机机组网络(21)基于互连的网络，向所述分布式机组网络(11)发送信息；以及

17、所述分布式操作员站(1)接收所述信息，并控制所述汽轮机机组控制柜(3)执行操作。

18、在一个优选例中，所述向所述分布式机组网络(11)发送信息中进一步包括：

19、向所述分布式机组网络(11)发送预警信息；以及

20、向所述分布式机组网络(11)发送显示信息。

21、在一个优选例中，所述与所述汽轮机机组控制柜(3)相互传输保护信号进一步包括：

22、所述分布式机组控制柜(4)向所述汽轮机机组控制柜(3)传输保护信号，所述保护信号采用双冗余硬接线传递方式；以及

23、所述汽轮机机组控制柜(3)向所述分布式机组控制柜(4)传输保护信号。

24、在一个优选例中，所述分布式机组控制柜(4)向所述汽轮机机组控制柜(3)传输的双冗余保护信号选自以下任意一种或几种：凝汽器故障触发汽轮机跳机、给水泵故障触发甩负荷、高压加热器抽汽止回阀保护关、低压加热器抽汽止回阀保护关以及除氧器抽汽止回阀保护关；

25、所述汽轮机机组控制柜(3)向所述分布式机组控制柜(4)传输的保护信号为：汽轮机跳闸。

26、在一个优选例中，所述与所述汽轮机机组控制柜(3)相互传输联锁信号进一步包括：

27、所述分布式机组控制柜(4)向所述汽轮机机组控制柜(3)传输联锁信号；以及

28、所述汽轮机机组控制柜(3)向所述分布式机组控制柜(4)传输联锁信号。

29、在一个优选例中，所述分布式机组控制柜(4)向所述汽轮机机组控制柜(3)传输的联锁信号选自以下任意一种或几种：高压加热器抽汽止回阀允许开、低压加热器抽汽止回阀允许开以及除氧器抽汽止回阀允许开；

30、所述汽轮机机组控制柜(3)向所述分布式机组控制柜(4)传输的联锁信号选自以下任意一种或几种：高压加热器抽汽止回阀全开、高压加热器抽汽止回阀全关、低压加热器抽汽止回阀全开、低压加热器抽汽止回阀全关、除氧器抽汽止回阀全开、除氧器抽汽止回阀全关以及凝汽器热井水位。

31、在一个优选例中，所述汽轮机操作员站(2)还被配置为对汽轮发电机组及其辅助系统进行监视、调节、控制、联锁和保护。

32、在一个优选例中，所述分布式机组控制柜(4)向所述汽轮机机组控制柜(3)传输联锁信号的所述联锁信号选自以下任意一种或几种：仪用压缩空气母管压力不低、凝结水系统流量不低、主蒸汽暖管已完成、闭式冷却水泵已投运、凝汽器抽真空已运行。

33、本技术还公开了一种核电站汽轮机控制系统的操作方法，包括以下步骤：

34、将分布式机组网络(11)可通信地联接到分布式操作员站(1)；

35、将汽轮机机组网络(21)可通信地联接到汽轮机操作员站(2)；

36、将分布式机组控制柜(4)可通信地联接到所述分布式机组网络(11)；

37、将汽轮机机组控制柜(3)可通信地联接到所述汽轮机机组网络(21)；

38、将所述分布式机组控制柜(4)通过硬接线的方式连接到所述汽轮机机组控制柜(3)；

39、所述分布式机组控制柜(4)基于与所述汽轮机机组控制柜(3)的硬接线连接，与所述汽轮机机组控制柜(3)相互传输保护信号和联锁信号；

40、所述分布式机组控制柜(4)基于相互传输的信号，控制所述汽轮机机组控制柜(3)执行操作。

41、在一个优选例中，还包括：

42、将所述分布式机组网络(11)与所述汽轮机机组网络(21)通过通讯网关(5)联接；

43、所述汽轮机机组网络(21)基于所述通讯网关(5)建立的联接，向所述分布式机组网络(11)发送信息；

44、所述分布式操作员站(1)接收所述信息，控制所述汽轮机机组控制柜(3)执行操作。

45、本技术的实施方式中，采用分布式机组控制柜与汽轮机机组控制柜结合硬接线和通讯线连接的方式，要求高实时性的信号通过硬接线的方式传输，不要求实时性的信号通过通讯线的方式传输，可以确保对汽轮发电机组的控制指令能够以高实时性下达，确保汽轮发电机组的监视信息能够及时反馈给操纵员，防止由于通讯数据量过大而导致的信息延迟。

46、进一步地，采用上述方式，可以使汽轮机操作员站对汽轮发电机组及其辅助系统进行全部监视、调节、控制、联锁和保护工作，且不会造成信息延迟。

47、上述
技术实现要素：
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。