[发明专利]带有增量式调节功能的核电机组控制棒调节方法及系统

说明书

本发明公开了一种带有增量式调节功能的核电机组控制棒调节方法及系统，包括以下步骤：1)计算用于负荷PID调节的负荷修正值；2)计算用于功率PID调节的功率修正值；3)计算用于棒位PID调节的控制棒位修正值；4)将用于负荷PID调节的负荷修正值、用于功率PID调节的功率修正值及用于棒位PID调节的控制棒位修正值输入到T模块进行三冲量控制，再根据T模块输出控制反应堆，该方法及系统能够实现核电机组控制棒的精确控制。

技术领域

本发明属于核能科学与工程领域，涉及一种带有增量式调节功能的核电机组控制棒调节方法及系统。

背景技术

核电机组协调控制系统是将整个核动力装置作为一个整体进行控制，采用递阶控制系统结构，把自动调节、逻辑控制、联锁保护等功能有机地结合起来，构成一种具有多种控制功能，满足不同运行方式和不同工况下控制要求的综合控制系统。基于现代控制理论的核电机组协调控制系统是目前的发展方向。高温气冷堆核电站采用多台反应堆和一台汽轮发电机组进行系统组合，是一个多输入多输出的复杂大系统，各控制量与被调量之间都存在紧密的耦合关系，现有的高温气冷堆协调控制系统采用了大系统递阶串级控制方案，将控制结构由上到下分为功率分配控制层、协调控制层和局部控制层。其中局部控制层用于实现所有操作变量的单回路控制，包括核功率控制、氦气流量控制、给水流量控制，汽轮机调节级压力控制；协调控制层用于实现所有被控变量的协调控制，包括热氦温度控制、蒸汽发生器出口蒸汽温度控制、反应堆输出热功率控制和汽轮机转速控制；功率分配控制层用于实现多个反应堆模块和汽轮发电机组的功率分配。

由于高温气冷堆堆芯温度高，堆芯结构复杂，高温气冷堆控制棒具有行程较长，重量较重的特点。常规的控制棒驱动机构无法在高温气冷堆高温运行工况和控制棒长行程位移下实现传动可靠、棒位准确定位功能。因此，高温气冷堆控制棒驱动机构采用了带有磁阻尼器的步进电机。高温气冷堆控制棒控制变量受设备内部结构属性和外部运行工况的共同作用，其控制特性是非线性的，并具有分布参数和时变特性，目前还难以做到精确控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带有增量式调节功能的核电机组控制棒调节方法及系统，该方法及系统能够实现核电机组控制棒的精确控制。

为达到上述目的，本发明所述的带有增量式调节功能的核电机组控制棒调节方法包括以下步骤：

1)获取机组负荷测量值，将机组负荷设定值与机组负荷测量值进行偏差计算得到第一负荷偏差值，根据机组功率设定值计算得到负荷计算值，负荷计算值与机组负荷测量值进行偏差计算得到第二负荷偏差值，第一负荷偏差值与第二负荷偏差值进行加权计算，得用于负荷PID调节的负荷修正值；

2)获取机组功率测量值，将机组功率设定值和机组功率测量值进行偏差计算得到功率偏差值，再根据功率偏差值计算用于功率PID调节的功率修正值；

3)获取控制棒位测量值，根据机组功率测量值计算得到控制棒位计算值，将控制棒位计算值与控制棒位测量值进行偏差计算得到第一控制棒位偏差值，第一控制棒位偏差值经增量计算及惯性环节调节，然后与经历史运行数据库拟合后的控制棒位设定值进行偏差计算得到第二控制棒位偏差值，然后根据第二控制棒位偏差值计算用于棒位PID调节的控制棒位修正值；

4)将用于负荷PID调节的负荷修正值、用于功率PID调节的功率修正值及用于棒位PID调节的控制棒位修正值输入到T模块进行三冲量控制，再根据T模块输出控制反应堆。

一种带有增量式调节功能的核电机组控制棒调节系统包括：

第一计算模块，用于获取机组负荷测量值，将机组负荷设定值与机组负荷测量值进行偏差计算得到第一负荷偏差值，根据机组功率设定值计算得到负荷计算值，负荷计算值与机组负荷测量值进行偏差计算得到第二负荷偏差值，第一负荷偏差值与第二负荷偏差值进行加权计算，得用于负荷PID调节的负荷修正值；