[發明專利]防止核電站主蒸汽管道超壓的控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 201610600205.2
• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN106229021B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 蘇鴻;姜成仁;范逸致;丁佳鵬;劉星;陳齊平;羅重奎;彭磊
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21D3/06
• 分類號: G21D3/06
• 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,柯夏荷

技術領域

本發明涉及核安全技術領域，尤其涉及一種用于核電站主蒸汽管道防超壓控制保護，更具體地說，提供了一種防止核電站主蒸汽管道超壓的控制系統和控制方法。

背景技術

根據CRP1000壓水堆核電站技術特點，核島跳堆后反應堆部分余熱需要通過蒸汽發生器轉變為蒸汽帶出，以保證反應堆安全停堆。

由于核島跳堆時汽輪機已經跳機，蒸汽發生器產生的大量蒸汽無法進入汽輪機，只能通過汽輪機旁路排放系統排放至凝汽器；凝汽器作為核電廠二回路內的最終熱井，接收二回路內所有熱力設備的應急排放，同時凝汽器設備本身設有“凝汽器不可用”的壓力限值，過多的蒸汽排入凝汽器將導致凝汽器壓力的升高并觸發“凝汽器不可用”壓力限值，汽輪機旁路排放系統關閉，如若汽輪機旁路排放系統已經關閉而蒸汽發生器產生的蒸汽未能完全排除，將導致主蒸汽管道超壓。

根據核電站事故規程，主蒸汽管道超壓屬于Ⅲ類工況事件，所以需要杜絕和嚴格控制這種現象的出現。因此需要設置一個控制系統，引入控制條件，確保反應堆跳堆后產生的蒸汽能順利排入凝汽器而不會導致主蒸汽管道超壓。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的蒸汽發生器產生的蒸汽不能及時完全排除、導致主蒸汽管道超壓的問題，提供了一種可有效防止核電站主蒸汽管道超壓的控制系統和控制方法。

本發明就上述技術問題而提出的技術方案如下：

一方面，提供了防止核電站主蒸汽管道超壓的控制系統，所述系統包括：用于接收核電廠二回路內蒸汽的凝汽器，與所述凝汽器連接的反應堆，和安裝在主蒸汽管道與所述凝汽器相連接的管道上的旁路閥，以及汽輪機，其中所述系統還包括：

凝汽器壓力檢測單元，安裝在所述凝汽器上，用于獲取所述凝汽器實際壓力信號；

控制器，分別與所述檢測單元、汽輪機，反應堆和旁路閥電連接，用于根據所述凝汽器實際壓力信號判斷所述壓力信號是否滿足第一預設條件和第二預設條件，當所述凝汽器壓力滿足所述第一預設條件和第二預設條件時，向所述反應堆發出核島跳堆信號及向所述旁路閥發出閥門開啟或者關閉信號。

本發明上述的系統中，所述控制器包括：

存儲模塊：用于預先設置和存儲所述第一預設條件和所述第二預設條件，其中所述第一預設條件到第二預設條件的時間須大于一預設時間；

比較模塊：用于判斷所述凝汽器的實際壓力信號是否大于所述第一預設條件；還用于判斷所述凝汽器的實際壓力信號是否繼續升高并大于所述第二預設條件；

控制模塊：用于根據上述判斷條件判斷滿足第一預設條件時，發出核島跳堆信號及閥門開啟信號；還用于判斷滿足第二預設條件時，發出閥門關閉信號；

所述旁路閥，用于根據所述控制模塊發出的核島跳堆信號及閥門開啟信號來開啟閥門，以排出所述主蒸汽管道中的蒸汽進行降壓；所述旁路閥還用于根據所述控制模塊發出的閥門關閉信號，閉鎖所述汽輪機旁路排放。

本發明上述的系統中，所述第一預設條件為凝汽器故障壓力信號值，所述凝汽器故障壓力值是通過計算得到的凝汽器壓力變化曲線確認得到，所述凝汽器壓力變化曲線是壓力和時間正相關的變化曲線；所述第二預設條件為凝汽器不可用壓力信號值，所述凝汽器不可用壓力信號值為根據所述凝汽器及汽輪機設備固有特性確定的一壓力點。

本發明上述的系統中，確認所述故障壓力信號值的具體過程包括：

確定所述凝汽器不可用壓力信號值在所述凝汽器壓力變化曲線上對應時間上的坐標值為T1；

以該時間T1在時間坐標軸上為最大時間，從所述故障壓力信號值達到所述不可用壓力點的時間須大于所述預設時間T；

根據公式(A)計算T2時間：

T2＝T1-T(A)

根據計算所得時間T2以及通過該時間T2利用反推法在所述凝汽器壓力變化曲線上得到一壓力點值，所述壓力點值為所述故障壓力信號值。

本發明上述的系統中，所述預設時間為旁路排放時間。。

本發明上述的系統中，所述凝汽器壓力變化曲線根據所述凝汽器的瞬態熱力計算得到；所述凝汽器瞬態熱力計算通過計算某一i時刻凝汽器管束有效換熱長度、換熱量、排入凝汽器的蒸汽量，計算蒸汽經換熱管束冷凝后的蒸汽量變化，根據凝汽器的汽側體積，計算對i時刻凝汽器汽側密度的影響，得出下一時刻(i+1)凝汽器汽側壓力，獲得所述凝汽器壓力變化曲線。

另一方面，提供了一種防止核電站主蒸汽管道超壓的控制方法，所述方法包括：

S100、獲取所述凝汽器內實際壓力信號；

S200、判斷所述壓力信號是否滿足第一預設條件和第二預設條件；