核电厂cpr1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法

文档序号:482812 发布日期:2022-01-04 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 核电厂cpr1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法 (Nuclear power plant CPR1000 unit electric feed pump tripping logic control method ) 是由 唐磊 甘长贤 赵志玲 胡琰军 刘帅 于 2021-09-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法,包括:对核电机组的电功率信号进行实时监测,获取机组总电功率;对电动主给水泵的运行状态进行实时监测,获取电动主给水泵的运行状态信息;根据机组总电功率和电动主给水泵的运行状态信息,判断是否满足启动备用泵条件;若是,控制备用泵启动;若否,保持备用泵处于热备用状态。本发明对核电机组总电功率和电动主给水泵的运行状态信息进行实时监测和判断,并在满足启动备用泵条件时,立即启动备用泵,从而在电动主给水泵转速控制回路异常时启动备用泵,使二回路给水不受影响,避免机组在满功率运行时发生一回路超功率或跳堆,还为操纵员采取干预措施争取更多时间,避免事故继续扩大。(The invention relates to a pump tripping logic control method for an electric feed pump of a nuclear power plant CPR1000 unit, which comprises the following steps: monitoring an electric power signal of a nuclear power unit in real time to obtain the total electric power of the unit; monitoring the running state of the electric main water-feeding pump in real time to obtain the running state information of the electric main water-feeding pump; judging whether the conditions for starting the standby pump are met or not according to the total electric power of the unit and the running state information of the electric main water feeding pump; if yes, controlling the standby pump to start; if not, the standby pump is kept in a hot standby state. The invention carries out real-time monitoring and judgment on the total electric power of the nuclear power unit and the running state information of the electric main water-feeding pump, and immediately starts the standby pump when the condition of starting the standby pump is met, thereby starting the standby pump when the rotating speed control loop of the electric main water-feeding pump is abnormal, enabling the water supply of the two loops not to be influenced, avoiding the occurrence of primary loop overpower or pile jump when the unit runs at full power, also striving for more time for an operator to take intervention measures, and avoiding the continuous expansion of accidents.)

核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法

技术领域

本发明涉及核电机组水泵控制的技术领域,更具体地说,涉及一种核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法。

背景技术

核电厂二回路电动主给水泵(APA泵)为蒸汽发生器提供给水功能,CPR1000核电机组均配备了三台电动主给水泵,机组正常运行时采用“两运一备”的运行方式,当任意一台电动主给水泵跳闸或者故障时控制逻辑将自动联锁启动备用泵,以满足二回路给水功能。

某核电厂1号机组满功率运行期间,1号和3号电动主给水泵在线运行,2号电动主给水泵处于热备用状态。1号电动主给水泵由于勺管控制回路出现异常,导致泵转速突然由4500rpm降至760rpm,泵出口压力由76.4bar.g降至31.3bar.g,但此时2号电动主给水泵未能自动启动,需要主控操纵员紧急启动2号电动主给水泵并手动降低机组功率。在此期间,2号蒸汽发生器水位最低已降至-1.06m(反应跳堆值为:-1.26m),一回路热功率最大达102.09%。1号电动主给水泵转速突降的原因是勺管位置传感器故障,导致勺管位置突降至0%,造成该泵转速突然降低,同时电动给水泵联锁控制逻辑设计不合理,在运行泵失去工作出力的时候,未能及时联锁启动备用泵,导致备用泵无法自动启动,如果主控操纵员不能及时干预,就会存在一回路超功率甚至反应堆跳堆的风险,因此,现有的控制逻辑无法满足机组满功率运行时二回路的给水要求。

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缺陷,提供一种核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法,包括以下步骤:

对核电机组的电功率信号进行实时监测,并获取机组总电功率;

对电动主给水泵的运行状态进行实时监测,并获取所述电动主给水泵的运行状态信息;

根据所述机组总电功率和所述电动主给水泵的运行状态信息,判断是否满足启动备用泵的条件;

若是,控制备用泵启动;

若否,保持所述备用泵处于热备用状态。

在本发明所述的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法中,所述电动主给水泵的运行状态信息包括:所述电动主给水泵的运行信号、所述电动主给水泵的出口压力信号、所述电动主给水泵转速控制方式、所述电动主给水泵的实际转速信号及泵的转速调节回路输出的转速设定值信号。

在本发明所述的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法中,根据所述机组总电功率和所述电动主给水泵的运行状态信息,判断是否满足启动备用泵条件包括:

获取所述机组总电功率、所述电动主给水泵的运行信号、所述电动主给水泵的出口压力信号、所述电动主给水泵转速控制方式、所述电动主给水泵的实际转速及泵的转速调节回路输出的转速设定值信号;

根据所述机组总电功率、所述电动主给水泵的运行信号、所述电动主给水泵的泵出口压力、所述电动主给水泵转速控制方式、所述电动主给水泵的实际转速信号及转速设定值信号的偏差值,判断是否满足启动备用泵条件。

在本发明所述的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法中,所述根据所述机组总电功率、所述电动主给水泵的运行信号、所述电动主给水泵的出口压力信号、所述电动主给水泵转速控制方式、所述电动主给水泵的实际转速信号及转速设定值信号的偏差值,判断是否满足启动备用泵条件包括:

根据所述电动主给水泵的运行信号判断所述电动主给水泵是否处于运行状态;

判断所述机组总电功率是否大于功率阈值;

判断所述电动主给水泵的出口压力信号是否大于出口压力阈值;

判断所述电动主给水泵的转速控制方式是否为自动控制;

判断所述电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差是否大于偏差阈值;

若所述电动主给水泵处于运行状态、所述机组总电功率大于功率阈值、所述电动主给水泵的出口压力信号大于出口压力阈值、所述电动主给水泵的转速控制方式为自动控制且所述电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差大于偏差阈值,则判定满足启动备用泵条件。

在本发明所述的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法中,所述功率阈值为55%;所述出口压力阈值为73bar.g;所述偏差阈值为:250rpm。

在本发明所述的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法中,所述方法还包括:

若判断所述电动主给水泵处于运行状态、所述机组总电功率大于功率阈值、所述电动主给水泵的出口压力信号大于出口压力阈值、所述电动主给水泵的转速控制方式为自动控制且所述电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差大于偏差阈值,则延时预设时间段;

在达到预设时间段后,继续判断所述电动主给水泵是否处于运行状态、判断所述机组总功率是否大于功率阈值、判断所述电动主给水泵的出口压力信号是否大于出口压力阈值、判断所述电动主给水泵的转速控制方式是否为自动控制及判断所述电动主给水泵的实际转速与设定转速的偏差是否大于偏差阈值;

若所述电动主给水泵处于运行状态、所述机组总电功率大于功率阈值、所述电动主给水泵的出口压力信号大于出口压力阈值、所述电动主给水泵的转速控制方式为自动控制且所述电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差大于偏差阈值,则启动所述备用泵。

在本发明所述的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法中,所述方法还包括:

在启动所述备用泵时,输出所述电动主给水泵异常报警信号。

本发明还提供一种核电厂DCS控制系统,包括:第一监测模块、第二监测模块、第三监测模块、第四监测模块以及逻辑控制模块;

所述逻辑控制模块分别与所述第一监测模块、所述第二监测模块、所述第三监测模块、所述第四监测模块和备用泵连接;

所述第一监测模块用于对核电机组的电功率进行实时监测以获取机组总电功率,并根据所述机组总电功率进行功率判断;

所述第二监测模块用于对电动主给水泵的运行状态进行实时监测以获取所述电动主给水泵的运行状态信息,并根据所述运行状态信息对所述电动主给水泵的运行状态进行判断;

所述第三监测模块用于对所述电动主给水泵的泵出口压力进行实时监测以获取所述电动主给水泵的泵出口压力,并根据所述电动主给水泵的泵出口压力进行判断;

所述第四监测模块用于对所述电动主给水泵的转速控制方式及实际转速进行实时监测以获得所述电动主给水泵的实际转速信号,并根据所述电动主给水泵的转速控制方式、实际转速信号及转速设定值进行判断;

所述逻辑控制模块用于根据所述第一监测模块的判断结果、所述第二监测模块的判断结果、所述第三监测模块的判断结果和所述第四监测模块的判断结果控制备用泵启动或者保持所述备用泵处于热备用状态。

实施本发明的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法,具有以下有益效果:包括以下步骤:对核电机组的电功率进行实时监测,并获取机组总电功率;对电动主给水泵的运行状态进行实时监测,并获取电动主给水泵的运行状态信息;根据机组总电功率和电动主给水泵的运行状态信息,判断是否满足启动备用泵条件;若是,控制备用泵启动;若否,保持备用泵处于热备用状态。本发明对核电机组总电功率和电动主给水泵的运行状态信息进行实时监测,并在满足启动备用泵条件时,立即启动备用泵,从而在电动主给水泵转速控制回路异常时,及时启动备用泵,使二回路给水不受影响,避免一回路超功率或跳堆,同时还为操纵员采取干预措施争取更多时间,避免事故继续扩大。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:

图1是本发明实施例提供的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法的流程示意图;

图2是本发明实施例提供的核电厂DCS控制系统中电动给水泵跳泵逻辑控制的控制逻辑图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

为了解决现有电动给水泵的跳泵控制逻辑无法满足机组满功率运行时二回路的给水要求,本发明提供了一种核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法,从而可以使得当电动主给水泵发生出力不足时,可以立即启动备用泵,减小二回路给水扰动,避免发生一回路超功率或者机组电功率迫降等事故。

具体的,参考图1,为本发明提供的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法一可选实施例的流程示意图。

如图1所示,该核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法包括以下步骤:

步骤S101、对核电机组的电功率信号进行实时监测,并获取机组总电功率。

步骤S102、对电动主给水泵的运行状态进行实时监测,并获取电动主给水泵的运行状态信息。

一些实施例中,电动主给水泵的运行状态信息包括:电动主给水泵的运行信号、电动主给水泵的出口压力信号、电动主给水泵的转速控制方式、电动主给水泵的实际转速信号及泵的转速调节回路输出的转速设定值信号。

步骤S103、根据机组总电功率和电动主给水泵的运行状态信息,判断是否满足启动备用泵的条件。

步骤S104、若是,控制备用泵启动。

步骤S105、若否,保持备用泵处于热备用状态。

一些实施例中,根据机组总电功率和电动主给水泵的运行状态信息,判断是否满足启动备用泵条件包括:获取机组总电功率、电动主给水泵的运行信号、电动主给水泵的出口压力信号、电动主给水泵的转速控制方式、电动主给水泵的实际转速信号及泵的转速调节回路输出的转速设定值信号;根据机组总电功率、电动主给水泵的运行信号、电动主给水泵的出口压力信号、电动主给水泵的转速控制方式、电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差值,判断是否满足启动备用泵条件。

一些实施例中,根据机组总电功率、电动主给水泵的运行信号、电动主给水泵的出口压力信号、电动主给水泵的转速控制方式、电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差值,判断是否满足启动备用泵条件包括:根据电动主给水泵的运行信号判断电动主给水泵是否处于运行状态;判断机组总电功率是否大于功率阈值;判断电动主给水泵的出口压力信号是否大于出口压力阈值;判断电动主给水泵的转速控制方式是否为自动控制;判断电动主给水泵的实际转速与转速设定值的偏差是否大于偏差阈值;若电动主给水泵处于运行状态、机组总电功率大于功率阈值、电动主给水泵的出口压力信号大于出口压力阈值、电动主给水泵的转速控制方式为自动控制且电动主给水泵的实际转速与转速设定值的偏差大于偏差阈值,则判定满足启动备用泵条件。

进一步地,一些实施例中,若判断电动主给水泵处于运行状态、机组总电功率大于功率阈值、电动主给水泵的出口压力信号大于出口压力阈值、电动主给水泵的转速控制方式为自动控制且电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差大于偏差阈值,则延时预设时间段;在达到预设时间段后,继续判断电动主给水泵是否处于运行状态、判断机组总电功率是否大于功率阈值、判断电动主给水泵的泵出口压力是否大于出口压力阈值、电动主给水泵的转速控制方式是否为自动控制及判断电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差是否大于偏差阈值;若电动主给水泵处于运行状态、机组总电功率大于功率阈值、电动主给水泵的出口压力信号大于出口压力阈值、电动主给水泵的转速控制方式为自动控制且电动主给水泵的实际转速信号与转速设定值信号的偏差大于偏差阈值,则启动备用泵。

可选的,预设时间段可以为5s。可以理解地,通过延时预设时间段,可以防止干扰、扰动,避免因信号波动误启动备用泵。

本发明实施例中,可选的,功率阈值为55%;出口压力阈值为73bar.g;偏差阈值为:250rpm。

本发明实施例中,每台机组配备2台电动主给水泵和1台备用泵,其中,当核电机组的电功率小于55%时,即使2台电动主给水泵中有一台跳泵故障异常时,另一台电动主给水泵也可以满足机电机组的运行需求,因此,当核电机组的电动率小于55%时,不需要启动备用泵。

在机组不同功率平台下勺管瞬间下落7%对应泵转速下降约为250rpm,对给水调节和蒸汽发生器水位的影响能够在控制范围内,各平台均不会跳堆。勺管瞬间下落大于7%时,若运行操纵员不干预或干预不及时,蒸汽发生器水位将无法调节至稳定状态,最终有导致跳堆的风险。电动给水泵正常运行期间实际转速与设定值偏差最大为81rpm左右,因此,设定值与实际转速偏差阈值的选择方式在该运行经验值基础上增加了2倍裕度,避免正常运行期间信号误触发。因此,本发明实施例将偏差阈值设置为250rpm,可以避免在正常运行期间信号误触发。

进一步地,一些实施例中,在启动备用泵时,输出电动主给泵异常信号。可选的,异常信号可以采用画面显示、报警提醒的方式实现。

本发明实施例,对核电机组的电功率进行实时监测,并获取机组总电功率之前包括:获取核电机组的转速控制方式;根据转速控制方式判断核电机组是否为自动控制模式;若是,执行对核电机组的电功率进行实时监测,并获取机组总电功率的步骤。可以理解地,本发明实施例的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法是在核电机组的转速控制为自动控制模式下进行的。

需要说明的是,本发明实施例中,对于2台电动主给水泵的运行状态均是单独监测的、单独判断的,即当2台电动主给水泵(设为#1电动主给水泵和#2电动主给水泵)中任意一台(设#1电动主给水泵)的泵出口压力大于出口压力阈值,实际转速与设定转速的偏差大于偏差阈值时,立即启动备用泵,同时,输出该#1电动主给水泵的相关信息及对应的报警信号。

参考图2,为本发明提供的核电厂DCS控制系统一可选实施例的控制逻辑框。

其中,本发明实施例的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法可基于图2所示的控制逻辑实现。

具体的,如图2所示,该核电厂DCS控制系统包括:第一监测模块11、第二监测模块12、第三监测模块13、第四监测模块14以及逻辑控制模块15。

逻辑控制模块15分别与第一监测模块11、第二监测模块12、第三监测模块13、第四监测模块14和备用泵连接。

第一监测模块11用于对核电机组的电功率信号进行实时监测以获取机组总电功率,并根据机组总电功率进行功率判断。

第二监测模块12用于对电动主给水泵的运行状态进行实时监测以获取电动主给水泵的运行状态信息,并根据运行状态信息对电动主给水泵的运行状态进行判断。

第三监测模块13用于对电动主给水泵的出口压力信号进行实时监测以获取电动主给水泵的泵出口压力,并根据电动主给水泵的出口压力信号进行判断。

第四监测模块14用于对电动主给水泵的转速控制方式进行判断,对实际转速进行实时监测以获得电动主给水泵的实际转速信号,并根据电动主给水泵调节回路计算得出的转速设定值与电动主给水泵的实际转速信号进行比较判断。

逻辑控制模块15用于根据第一监测模块11的判断结果、第二监测模块12的判断结果、第三监测模块13的判断结果和第四监测模块14的判断结果控制备用泵启动或者保持备用泵处于热备用状态。可选的,本发明实施例中,逻辑控制模块15可以为与门。

如图2所示,当第一监测模块11输出的判断结果为:机组总电动率大于55%,第二监测模块12输出的判断结果为:#1电动主给水泵和#2电动主给水泵处于运行状态,第三监测模块13输出的判断结果为:#1电动主给水泵(或者#2电动主给水泵)的泵出口压力小于73bar.g,第四监测模块14输出的判断结果为:#1电动主给水泵(或者#2电动主给水泵)在自动模式下的实际转速与设定转速的偏差大于250rpm,则在延时5s后,仍为当前的状态,立即启动备用泵,同时输出相应的报警信号。

当第一监测模块11输出的判断结果、第二监测模块12输出的判断结果、第三监测模块13输出的判断结果以及第四监测模块14输出的判断结果中的任意一个不满足时(机组总电功率小于55%、或者电动主给水泵处于停止状态、或者电动主给水泵的泵出口压力大于73bar.g、或者电动主给水泵的实际转速与设定转速的偏差小于250rpm),则不启动备用泵,备用泵仍保持处于热备用状态。

可以理解地,本发明实施例中,当机组总电功率大于55%,该电动给水泵运行且转速控制方式为自动控制模式,其实际转速与设定转速的偏差大于250rpm,且其泵出口压力小于73bar.g,则直接启动备用泵,同时该电动主给水泵仍维持继续运行,此时,三台电动给水泵均处于运行状态,而该运行方式不会对机组产生任何扰动。本发明实施例的方法可以更早判断出二回路电动主给水泵向蒸汽发生器供水能力是否满足设计要求,能够有效防止因二回路给水不满足要求而导致一回路超功率运行,而且当出现系统参数异常时更早启动备用泵对机组的运行没有影响。

采用本发明实施例的核电厂CPR1000机组的电动给水泵跳泵逻辑控制方法,在机组正常运行时,若一台运行中的APA泵转速控制回路发生异常扰动,备用的APA泵能够自动及时启动,二回路给水不受影响,消除因二回路给水异常可能导致的一回路超功率甚至跳堆的隐患。

另外,采用本发明实施例的控制逻辑,能够在二回路给水泵发生异常时自动优先启动备用泵,即使二回路已经受到扰动,备用泵及时启动后,也能够为操纵员赢得更多的采取干预措施的时间,避免事故扩大。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施,并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

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