[发明专利]一种核电站热能效率监测与诊断系统和方法

说明书

本发明提供了一种核电站热能效率监测与诊断系统和方法，其中系统包括存储模块以及：数据采集模块，用于获取监测系统仪表测量的核电站二回路基本参数以及分布式控制系统的工艺系统参数；核心计算模块，用于计算核电站二回路的热力性能参数的实测值，其中以针对核电站二回路建立的能效分布矩阵方程为基础构建核电机组的能效计算模型，计算得到核电站二回路的机组单位热耗；诊断模块，用于将核电站二回路的热力性能参数的实测值与运行参考值比较判断该热力性能参数是否异常。本发明针对核电站二回路建立能效分布矩阵方程，并构建能效计算模型得到机组单位热耗等指标，由此开发出一套适用于核电机组的热能效率监测指标体系。

技术领域

本发明涉及核电技术领域，更具体地说，涉及一种核电站热能效率监测与诊断系统和方法。

背景技术

目前国内批量化建造的核电机组一般都是百万千瓦级及以上的大型机组，是电网中承担带基荷运行的主力机组。由于外部环境条件和内部设备运行工况的变化，核电机组可能出现机组热效率下降、机组不能满发的情况。而核电机组容量大，使得因机组效率下降而造成的发电损失较为显著。

国内目前只有针对火电机组的热力系统在线监测与诊断系统。火电机组的热力系统在线监测与诊断系统可以实现在线实时监测机组热力系统的能效指标，监测与诊断分析机组能耗变化的原因，对引起能耗偏差的原因在定量分析的基础上，给与定性分析，提供运行、维护指导。虽然火电的汽轮机与核电的汽轮机在技术上类似，火电机组的热力系统在线监测与诊断系统，理论上与核电站热能效率在线监测与诊断系统也具有类似的功能。但由于火电汽轮机与核电汽轮机存在着热能来源、中间再热器工作原理、蒸汽参数范围和运行工况等技术不同点，针对火电机组开发的热力系统在线监测与诊断系统，并不能应用于核电机组的热能效率监测与诊断。其主要原因如下：

第一，火电机组的热能来源于煤炭等燃料在炉膛燃烧产生的热能，因此火电机组的热力系统的能效监测指标统一折算成单位发电量的煤耗指标(克标准煤/千瓦时)，降低发电煤耗对于火电机组具有重大的成本效益；而核电机组的热能来源于核反应堆中核燃料释放的能量，一般核燃料在一个运行周期内(通常为12至18个月)是一次装载、连续使用，运行周期结束后卸装的乏燃料即使有剩余能量也不能再直接使用，所以在一个运行周期内节省核燃料的消耗并不能给核电站带来降低成本的效益。核电站降本增效的根本出路在于保障核电机组的安全稳发、高效满发。因此，不同于火电机组，需要重新定义和建立一套适用于核电机组的热能效率监测指标体系。

第二，火电机组的中间再热器是在炉膛中对高压缸排汽进行再热，而核电机组的中间再热器一般由汽水分离器和两级再热器组成一个整体设备，两级再热器分别使用高压缸抽汽和新蒸汽作为热源对高压缸排气进行再热。中间再热器工作原理的不同，导致两者能效计算模型的不同，需要重新建立适用于核电机组的能效计算模型。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有火电机组的热能效率监测与诊断系统并不适用于核电机组的缺陷，提供一种核电站热能效率监测与诊断系统和方法，建立适用于核电站的能效计算模型以及诊断方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站热能效率监测与诊断系统，包括存储模块以及与之相连的：

数据采集模块，用于获取监测系统仪表测量的核电站二回路基本参数，以及DCS工艺系统参数，经预处理后存储至所述存储模块；

核心计算模块，用于计算核电站二回路的热力性能参数的实测值存储至所述存储模块；其中核电站二回路的热力性能参数至少包括核电站二回路的机组单位热耗，所述核心计算模块以针对核电站二回路建立的能效分布矩阵方程为基础构建核电机组的能效计算模型，利用从存储模块获取的核电站二回路基本参数以及DCS工艺系统参数，计算得到核电站二回路的机组单位热耗；

诊断模块，用于从存储模块获取所述核电站二回路的热力性能参数的实测值，并与存储模块中的运行参考值进行比较，以判断该热力性能参数是否异常。