[發明專利]核電站電動給水泵轉速調節的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201210535548.7
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103867456B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 范海英;鄧天;黃新年;李竟成
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣東核電集團有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司44217
• 代理人: 蔡曉紅,易釗

技術領域

本發明屬于核電技術領域。更具體地，本發明涉及核電站電動給水泵轉速調節的控制系統及方法。

背景技術

核電站電動給水泵的功能是將除氧器的水抽出，升壓后經高壓加熱器送到蒸汽發生器。主給水泵轉速控制的目的是保證蒸汽發生器的給水母管和蒸汽母管之間的壓差等于一個隨負荷變化的整定值，以使給水流量控制系統調節閥前后壓差近似維持恒定，從而消除三臺蒸汽發生器之間給水的耦合影響，滿足蒸汽發生器的供水流量要求。核電工程采用數字化控制系統(digital controlsystem，DCS)對核電站儀表控制系統進行控制后，客觀上為將給水泵系統控制納入DCS創造了條件。其中，給水泵的轉速調節過程通過DCS和可編程邏輯控制器(PLC)的邏輯處理共同完成(如圖1所示)。DCS將其內的主給水流量控制系統(ARE)調節器的轉速給定值信號傳遞給PLC，同時利用測速變送器將給水泵的轉速反饋信號也傳遞給PLC，PLC隨后依據設定的PID控制算法輸出電流信號，通過勺管執行機構調解液力耦合器的油位，因此實現給水泵的轉速調節。

上述現有技術的方案中，DCS和PLC之間的信號交換如圖2所示，從DCS送至PLC的信號有：轉速控制狀態(AUTO或MANUAL)、手動升轉速指令、手動降轉速指令、轉速控制指令(從ARE調節器發出)、給水泵運行狀態反饋和給水泵轉速信號。從PLC送至DCS的信號有：給水泵轉速信號、給水泵轉速<200r/min、給水泵轉速<6r/min、轉速大于設定值、給水泵反轉信號、給水泵轉速自動控制狀態、給水泵處于最小轉速位置、控制系統正常和控制系統故障。顯而易見，DCS和PLC兩種控制系統之間信號交換較多，而控制系統的響應時間為DCS和PLC響應時間之和。因此上述信號交換過程導致了過多中間環節，因此使得轉速調節的響應時間增加。另外，采用上述控制系統時系統配置復雜，潛在設備故障點較多，運行和維護的成本均較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中DCS和PLC之間信號交換過多而導致的轉速調節響應時間增加、系統配置復雜的問題，提供一種實現了響應時間段且配置簡單的控制系統和方法；在本發明的技術方案中通過減少中間控制環節簡化了給水泵轉速調節的控制過程。

本發明要解決的技術問題通過以下技術方案得以實現：提供一種核電站電動給水泵轉速調節的控制系統，包括依次連接的數字化控制系統、勺管執行機構、液力耦合器和給水泵；

所述數字化控制系統包括轉速信號獲取單元以及中央處理單元，所述轉速信號獲取單元用于獲取轉速給定值信號和轉速反饋信號；所述中央處理單元還根據對所述轉速給定值信號和所述轉速反饋信號進行的邏輯處理得到勺管開度信號，以便所述勺管執行機構根據所述勺管開度信號調節所述液力耦合器的油位以控制所述給水泵的轉速。

在上述核電站電動給水泵轉速調節的控制系統中，所述數字化控制系統還包括控制模式判斷單元，用于判斷控制所述給水泵的轉速時采用的是自動控制模式或是手動控制模式。

在上述核電站電動給水泵轉速調節的控制系統中，所述數字化控制系統包括主給水流量控制調節器；在采用所述自動控制模式控制所述給水泵的轉速時，所述轉速給定值信號是所述主給水流量控制調節器產生的、待傳遞給所述轉速信號獲取單元的第一轉速給定值信號。

在上述核電站電動給水泵轉速調節的控制系統中，所述數字化控制系統包括手動定值單元；在采用所述手動控制模式控制所述給水泵的轉速時，所述轉速給定值信號是所述手動定值單元獲取的、待傳遞給所述轉速信號獲取單元的第二轉速給定值信號。

在上述核電站電動給水泵轉速調節的控制系統中，所述數字化控制系統還包括限幅單元；若所述勺管開度信號在所述限幅單元的信號幅度范圍內，則向所述勺管執行機構傳遞所述勺管開度信號。

在上述核電站電動給水泵轉速調節的控制系統中，所述數字化控制系統還包括用于接收所述勺管執行機構的閥位反饋信號的勺管執行機構閥位信號獲取單元。

根據本發明的另一方面，提供一種核電站電動給水泵轉速調節的控制方法，包括以下步驟：

數字化控制系統獲取轉速給定值信號和來自測速變送器的轉速反饋信號；

數字化控制系統根據對所述轉速給定值信號和所述轉速反饋信號進行的邏輯處理得到勺管開度信號，以便勺管執行機構根據所述勺管開度信號調節液力耦合器的油位以控制所述給水泵的轉速。

在上述核電站電動給水泵轉速調節的控制方法中，在獲取轉速給定值信號之前，所述方法還包括以下步驟：