[发明专利]核电厂阀门关闭控制方法、系统以及阀门活动性试验方法

说明书

本发明公开了一种核电厂阀门关闭控制方法、系统以及阀门活动性试验方法，本发明在原有的阀门控制策略的基础上进行改进，在ATT试验开始时，将所述阀门的强制输出值设定为当前阀位值，并触发脉冲信号作为强制指令以暂时将所述强制输出值作为阀位限制延时值，在ATT试验过程中，选用第一预设速率作为所述正常动作速率，从而控制阀位限制值延时值基于正常动作速率变化以使阀门关闭，如此实现将现有方案中的阀门不动作时间减去，无需经过不动作时间，直接进入慢关阶段，并放大阀门动作时间，以保证ATT中不引起过大的功率波动；进一步地，为了不影响其他工况中的阀门动作，非ATT试验时，选用第二预设速率作为正常动作速率。

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电厂阀门关闭控制方法、系统以及阀门活动性试验方法。

背景技术

为保证汽轮机高/低压缸主汽阀门和调节阀门的可用性及可靠性，汽轮机的阀门活动性试验(以下简称ATT)通常每四周执行一次，核电厂一般在85％Pn满功率平台，经调研，某核电厂每次高压缸的ATT所需时间至少45min。根据阀门的设备维护手册，单个阀门的响应时间约为500ms，调节阀由于需要考虑功率波动的影响，正常开关大概需要2～3min，截止阀约为9～12s，每组阀门(一个调节阀门和一个主汽阀门)一般需要5～8min的试验时间，再加上顺控的等待时间，ATT总时间理论来讲应为20～35min，而实际试验却远超过这个时间。

阀位开关控制器为比例控制器，控制原理如图1，阀位限制值(BFD1)不能直接作为阀位目标值，需要经过逻辑处理后得到缓慢变化的阀位限制延时值(BFD1V)，控制的实际输入指令由阀位限制延时值和流量需求(OSFD1)经阀门曲线转换后的阀位开度参考值(HSFD1)进行小选得出。在阀位限制延时值大于阀位开度参考值时，阀门并不进行动作。正常运行时，流量需求由当前负荷设定值确定，是一个稳态值，因此ATT是通过控制阀位限制延时值BFD1V进行调门开关速率控制。

阀位限制值转化为阀位限制延时值的过程如图2：在收到阀位设定指令/操作员设定指令后，选择器选择阀位设定值/操作员设定值作为阀位限制值。在收到阀门快关指令/阀门限制值下降指令后，选择器选择阀位限制值下限(BEGMA)作为阀位限制值。在收到阀门快开指令/阀门限制值上升指令后，选择器选择阀位限制值上限(BEGME)作为阀位限制值。

阀位限制值选定后，经过设定值控制器来限制阀位限制延时值的变化速率：设定值控制器在收到强制指令后，以强制输出值作为阀位限制延时值；在阀门快开指令为1时，采用快速动作速率作为阀位限制值的变化速率，现有方案中为1.667s全开；在阀门快开指令为0时，采用正常动作速率作为阀位限制值的变化速率，现有方案中为285s全开。

根据以上原理，建立数学模型，在阀门的控制逻辑中，阀位限制值下限为0％，阀位限制值上限为100％，数学模型中阀位限制延时值为BFD1V，当前阀位值为HFD1，阀门动作速率为k，阀门当前动作时间为t，阀门不动作时间为T1，阀门实际动作时间为T2，T1+T2即为正常动作速率，常数285s。设y(t)＝BFD1V，则：y(t)＝100×(1-t/285)，y(t)∈[0％，100％]，k＝100％/285s＝100％/(285/60)min＝21.05％/min。现有方案中的阀限动作曲线如图3，可得T1＝285×(1-HFD1/100)，则T2＝285-T1＝285/100×HFD1。

由于ATT一般在30％Pn到85％Pn平台进行，此时调门开度约为5％～22％，则阀门实际动作时间T2仅有13.2～58.1s，不动作时间T1高达226.9～271.8s，虽不影响功率波动，但是严重浪费试验时间，影响电站满发电效益，相比理论时间，实际ATT时间导致满发电时间减少了10～25min。而且核电厂在低于满功率平台下运行时，会产生并积累氙毒，如果ATT时间过长，操作员为消除氙毒需要更多的时间去干预，额外的人为操作增加了核电厂的潜在安全威胁。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述ATT时间过长的缺陷，提供一种核电厂阀门关闭控制方法、系统以及阀门活动性试验方法。