核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋反饋復(fù)合控制方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]穩(wěn)壓器是壓水堆核電站的重要設(shè)備之一，它用來維持核電站一回路的壓力保持穩(wěn)定。目前核電站采用的穩(wěn)壓器控制技術(shù)，仍然存在不足之處，其主要的缺點是機組受到擾動后，相對于其他設(shè)備，穩(wěn)壓器的壓力和液位達到穩(wěn)定的時間較長，尤其是穩(wěn)壓器的壓力達到穩(wěn)定的時間相對更長。
[0003]目前技術(shù)中穩(wěn)壓器的液位設(shè)定值由下式計算:
[0004]Lref= L ref，0+2.28 (Tavr-Tavr, 0) -0.43 (Tavr-Tav)
[0005]式中，LMf為液位設(shè)定值，％ ;L 為對應(yīng)核反應(yīng)堆零功率時冷卻劑平均溫度Tav；0 (291.40C )的參考液位，其值為20.2%汀-是當前機組冷卻劑平均溫度設(shè)定值，V ；Tav^是核反應(yīng)堆零功率時冷卻劑平均溫度設(shè)定值，0C，T叭是核反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度，0C。
[0006]在核反應(yīng)堆功率變化時，核反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度變化會引起冷卻劑容積發(fā)生相應(yīng)變化，從而導(dǎo)致穩(wěn)壓器液位的變化，液位的變化又會導(dǎo)致壓力發(fā)生變化。上述的穩(wěn)壓器液位設(shè)定值的計算方法中，可以盡可能的減少由核反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)排放出去的流體體積。尤其是為進一步減少其排放的流體體積，上述計算方法更是考慮了冷卻劑平均溫度參考值和測量值的偏差(Taw-Tav)產(chǎn)生的對液位設(shè)定值的修正量。但上述方法的代價是導(dǎo)致穩(wěn)壓器水位波動幅度增加，使液位達到穩(wěn)定的時間加長，并帶來了穩(wěn)壓器壓力控制的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了提高壓水堆核電站中穩(wěn)壓器的控制性能，本發(fā)明提供一種核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制方法，采用的技術(shù)方案如下。
[0008]一種核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制方法，包括步驟:
[0009]在蒸汽排放系統(tǒng)未投入運行時，將液位前饋控制通道與壓力前饋控制通道投入運行，并將一回路反應(yīng)堆功率和二回路汽輪機功率的失配信號作為液位前饋控制通道與壓力前饋控制通道的前饋信號；
[0010]根據(jù)機組當前的一回路冷卻劑平均溫度設(shè)定值和零功率時的一回路冷卻劑平均溫度設(shè)定值計算得到穩(wěn)壓器液位設(shè)定值，計算公式如下:
[0011]Lref= L ref；o+2.28 (Tavr-Tavr 0)
[0012]式中，LMf為水位設(shè)定值，％ ;L 為對應(yīng)核反應(yīng)堆零功率時冷卻劑平均溫度Tav；0 (291.40C )的參考液位，其值為20.2%汀-是當前機組冷卻劑平均溫度設(shè)定值，V ；
C1是核反應(yīng)堆零功率時冷卻劑平均溫度設(shè)定值，V ；
[0013]根據(jù)穩(wěn)壓器的實際液位值和計算所得的液位設(shè)定值，通過液位前饋控制通道以及PI控制，對穩(wěn)壓器的液位進行控制；根據(jù)穩(wěn)壓器的壓力設(shè)定值和實際壓力值，通過壓力前饋控制通道及PID控制，對穩(wěn)壓器的壓力進行控制。
[0014]一種核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)，包括液位前饋控制通道、壓力前饋控制通道、液位設(shè)定值計算通道、液位反饋控制回路和壓力反饋控制回路；
[0015]在蒸汽排放系統(tǒng)未投入運行時，液位前饋控制通道與壓力前饋控制通道投入運行，并將一回路反應(yīng)堆功率和二回路汽輪機功率的失配信號作為液位前饋控制通道與壓力前饋控制通道的前饋信號；
[0016]液位設(shè)定值計算通道，用于根據(jù)機組當前的一回路冷卻劑平均溫度設(shè)定值和零功率時的一回路冷卻劑平均溫度設(shè)定值計算得到穩(wěn)壓器液位設(shè)定值，計算公式如下:
[0017]Lref= Lref, 0+2.28 (Tavr-Tavr, 0)
[0018]式中，LMf為水位設(shè)定值，％ 為對應(yīng)核反應(yīng)堆零功率時冷卻劑平均溫度Tav；0 (291.40C )的參考液位，其值為20.2%汀-是當前機組冷卻劑平均溫度設(shè)定值，V ；
C1是核反應(yīng)堆零功率時冷卻劑平均溫度設(shè)定值，V ；
[0019]液位反饋控制回路，用于根據(jù)穩(wěn)壓器的實際液位值和計算所得的液位設(shè)定值，通過液位前饋控制通道以及PI控制，對穩(wěn)壓器的液位進行控制；壓力反饋控制回路，用于根據(jù)穩(wěn)壓器的壓力設(shè)定值和實際壓力值，通過壓力前饋控制通道及PID控制，對穩(wěn)壓器的壓力進行控制。
[0020]本發(fā)明核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制方法和控制系統(tǒng)，對穩(wěn)壓器液位設(shè)定值重新進行了計算，新的穩(wěn)壓器液位設(shè)定值只與當前功率和零功率時一回路冷卻劑的平均溫度設(shè)定值有關(guān)，并將一回路反應(yīng)堆功率和二回路汽輪機功率的失配信號作為前饋信號，引入到穩(wěn)壓器的壓力和液位反饋控制回路中，形成前饋-反饋符合控制方案，使得穩(wěn)壓器的液位和壓力都可以提前達到相應(yīng)的補償控制，從而提高了穩(wěn)壓器的控制效果，使穩(wěn)壓器更快的達到穩(wěn)定，有利于進一步提高壓水堆核電機組調(diào)頻調(diào)峰時機組的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制方法的流程示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)中壓力控制部分的示意圖；
[0023]圖3本發(fā)明核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)中液位控制部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0025]穩(wěn)壓器的液位和壓力波動的根本原因是因為在機組的負荷變化中，其反應(yīng)堆和二回路的功率變化不是完全匹配的，這有故意人為設(shè)計的原因也有客觀難以實現(xiàn)的原因，而功率的失配導(dǎo)致一回路冷卻劑的溫度發(fā)生較大幅度的變化，進而導(dǎo)致冷卻劑膨脹和收縮。而在原有技術(shù)中，穩(wěn)壓器控制系統(tǒng)并未考慮一回路和二回路功率失配的對穩(wěn)壓器控制的貢獻。而如果把功率失配信號作為前饋控制引入穩(wěn)壓器控制中，則該前饋控制會與現(xiàn)有的水位設(shè)定值計算方法存在沖突。例如，如果反應(yīng)堆功率高于二回路功率時，此時冷卻劑溫度會上升，穩(wěn)壓器液位上升，采用前饋控制后，該前饋控制的作用是提前減少穩(wěn)壓器的上沖流量，以抑制其液位的上升，但是在原有的技術(shù)中，水位設(shè)定值考慮了冷卻劑平均溫度參考值和測量值的偏差(Taw-Tav)產(chǎn)生的對液位設(shè)定值的修正量，而此修正量是使液位設(shè)定值增加，因此這兩者直接存在的沖突將嚴重影響前饋控制的效果。
[0026]本發(fā)明的核電站穩(wěn)壓器壓力和液位的前饋-反饋復(fù)合控制方法，如圖1所示，包括步驟:
[0027]步驟slOl、在蒸汽排放系統(tǒng)未投入運行時，將液位前饋控制通道與壓力前饋控制通道投入運行，并將一回路反應(yīng)堆功率和二回路汽輪機功率的失配信號作為液位前饋控制通道與壓力前饋控制通道的前饋信號；
[0028]步驟sl02、根據(jù)機組當前的一回路冷卻劑平均溫度設(shè)定值和零功率時的一回路冷卻劑平均溫度設(shè)定值計算得到穩(wěn)壓器液位設(shè)定值，計算公式如下:
[0029]Lref= Lref, 0+2.28 (Tavr-Tavr, 0)
[0030]式中，LMf為水位設(shè)定值，％ ;L 為對應(yīng)核反應(yīng)堆零功率時冷卻劑平均溫度Tav；0 (291.40C )的參考液位，其值為20.2%汀-是當前機組冷卻劑平均溫度設(shè)定值，V ；
C1是核反應(yīng)堆零功率時冷卻劑平均溫度設(shè)定值，V ；
[0031]步驟sl03、根據(jù)穩(wěn)壓器的實際液位值和計算所得的液位設(shè)定值，通過液位前饋控制通道以及PI控制，對穩(wěn)壓器的液位進行控制；根據(jù)穩(wěn)壓器的壓力設(shè)定值和實際壓力值，通過壓力前饋控制