[發(fā)明專利]根據(jù)蒸汽發(fā)生器的水位變化控制增益的設(shè)備和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310727012.X
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN103900074A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭時(shí)采;李周澣;孫鐘柱;宋明俊;樸贊億
• 申請（專利權(quán)）人: 韓國電力技術(shù)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F22D5/00
• 分類號(hào): F22D5/00;G21D3/14
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 楊靜

相關(guān)申請

本申請要求2012年12月26日在韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局遞交的韓國專利申請No.10-2012-0153703的權(quán)益，其全部公開內(nèi)容通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及核電站中控制蒸汽發(fā)生器的水位的方法，并且更具體地，涉及低功率操作模式下減輕低溫給水引起的蒸汽發(fā)生器水位的非線性行為的方法。

背景技術(shù)

一般的蒸汽發(fā)生器水位控制系統(tǒng)通過執(zhí)行利用蒸汽發(fā)生器水位、給水流量、和蒸汽流量作為輸入信號(hào)來執(zhí)行比例積分(PI)控制器中實(shí)現(xiàn)的控制邏輯，驅(qū)動(dòng)降水管給水控制閥、節(jié)流(economizer)給水控制閥和主給水泵，從而控制將蒸汽發(fā)生器的降水管水位保持在設(shè)定點(diǎn)附近。

圖1是核電站的一般給水控制系統(tǒng)(FWCS)的控制邏輯電路的示意圖。FWCS控制模式以20％的反應(yīng)堆功率在低功率操作模式和高功率操作模式之間轉(zhuǎn)換。在高功率模式下，降水管給水控制閥位于恒定位置處，以包括10％速率的給水流量，并且通過使用節(jié)流給水控制閥來控制水位。在低功率模式下，節(jié)流給水控制閥完全關(guān)閉，并且通過僅使用降水管給水控制閥來控制水位。在低功率模式下，由于給水流量和蒸汽流量信號(hào)不可用，因此通過僅使用水位信號(hào)來執(zhí)行控制。

通過給水加熱器使用從高壓和低壓渦輪提取的蒸汽被加熱之后來提供對(duì)蒸汽發(fā)生器的給水。在相對(duì)較低溫度下供應(yīng)低功率的給水，這是因?yàn)檎羝l(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽量小于全功率條件下的蒸汽量。

圖2是示出了根據(jù)反應(yīng)堆功率的蒸汽發(fā)生器的給水溫度的圖。如圖2所示，根據(jù)反應(yīng)堆功率的給水溫度保持在最小與最大給水溫度設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。具體地，如虛線圓圈所示，當(dāng)反應(yīng)堆在其20％或更小功率下工作時(shí)，由于給水溫度與全功率操作下相比相對(duì)較低，因此蒸汽發(fā)生器水位的非線性行為由于蒸汽發(fā)生器的庫存收縮/膨脹現(xiàn)象而增強(qiáng)。

在低溫給水條件下，蒸汽發(fā)生器的水位的收縮/膨脹現(xiàn)象導(dǎo)致按照以下順序的循環(huán)過程：水位降低、給水流量增加、蒸汽發(fā)生器中水凝結(jié)加速、水位收縮、所供應(yīng)的給水被充分加熱、以及然后盡管給水流量減少但水位增加到與先前供應(yīng)的給水量一樣多。用核電站的實(shí)際操作數(shù)據(jù)說明了上述低溫給水條件下蒸汽發(fā)生器的水位的收縮/膨脹現(xiàn)象。

圖3是示出了根據(jù)蒸汽發(fā)生器的給水現(xiàn)象蒸汽發(fā)生器的水位波動(dòng)范圍的視圖。如圖3所示，當(dāng)供應(yīng)低溫給水時(shí)，給水控制系統(tǒng)的自動(dòng)操作引起蒸汽發(fā)生器水位的較大波動(dòng)。在給水溫度較高的條件下，蒸汽發(fā)生器的水位波動(dòng)范圍相對(duì)減小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及一種根據(jù)水位變化自動(dòng)控制比例積分(IP)控制器的增益的方法，以減少當(dāng)在低功率操作模式下供應(yīng)低溫給水時(shí)發(fā)生的蒸汽發(fā)生器的水位瞬變現(xiàn)象。用于根據(jù)蒸汽發(fā)生器水位變化來控制增益的設(shè)備操作用于，對(duì)低溫給水引起的蒸汽發(fā)生器水位的非線性行為作出以下響應(yīng)：當(dāng)蒸汽發(fā)生器的水位變化在低功率操作模式下較大時(shí)，可以通過減小增益來使PI控制器輸出的變化減慢，可以通過增加增益來使PI控制器輸出的變化正常。

附加方面在隨后的描述的部分地提出，并且根據(jù)該描述部分地變得顯而易見，或者可以通過實(shí)踐所提出的實(shí)施例而得以學(xué)習(xí)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，一種核電站中用于根據(jù)蒸汽發(fā)生器的水位變化率來控制增益的設(shè)備，包括：水位變化檢測器，檢測蒸汽發(fā)生器的水位變化；變化率計(jì)算器，計(jì)算與所檢測水位變化有關(guān)的水位變化率；補(bǔ)償值計(jì)算器，計(jì)算與所計(jì)算水位變化率相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償增益值；反應(yīng)堆功率傳感器，感測反應(yīng)堆功率是否對(duì)應(yīng)于特定功率或小于特定功率；以及增益補(bǔ)償控制器，當(dāng)反應(yīng)堆功率對(duì)應(yīng)于特定功率或小于特定功率時(shí)，向比例積分(PI)控制器輸出通過將提供用于控制PI控制器的一般增益值與補(bǔ)償增益值相組合而獲得的控制增益值。

特定功率可以對(duì)應(yīng)于從全反應(yīng)堆功率的大約10％到大約30％中的任一值。

如果反應(yīng)堆功率對(duì)應(yīng)于特定功率或小于特定功率，則增益補(bǔ)償控制器可以控制與水位變化率成反比地輸出控制增益值。

如果反應(yīng)堆功率大于特定功率，則增益補(bǔ)償控制器可以僅控制向PI控制器輸出不包括補(bǔ)償增益值的控制增益值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，一種在核電站中根據(jù)蒸汽發(fā)生器的水位變化率來控制增益的方法，包括：檢測蒸汽發(fā)生器的水位變化；計(jì)算與所檢測水位變化有關(guān)的水位變化率；計(jì)算與所計(jì)算水位變化率相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償增益值；感測反應(yīng)堆功率是否對(duì)應(yīng)于特定功率或小于特定功率；并且當(dāng)反應(yīng)堆功率對(duì)應(yīng)于特定功率或小于特定功率時(shí)，向比例積分(P1)控制器輸出通過將提供用于控制P1控制器的一般增益值與補(bǔ)償增益值相組合而獲得的控制增益值。