[发明专利]核电站泵组压力控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及核电技术领域，更具体地说，涉及一种核电站泵组压力控制方法及装置。

背景技术

核电站的大型泵组启动时，需要对泵入口压力参数加强监视，通常需要保证泵入口压力参数不能低于某一定值，而泵入口压力参数通常由于以下原因导致泵入口压力降低：

1、泵入口滤网密度细致，流量流通面积减小，当管路流量增大时，导致泵入口压力降低。

2、泵入口阀门没有全开，导致系统管阻增大，管路介质的局部损失增大。

3、泵入口介质吸入高度不够。

水泵工作时，叶轮入口处的压力最低，如果叶轮入口处压力低于饱和蒸汽压力Pn（水开始汽化的压力）时，水就开始汽化，同时溶解在水中的气体也从水中逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小气泡，这些小气泡随着水流进入叶轮内，压力超过饱和蒸汽压力Pn的区域时，气泡中的蒸汽又突然凝结成水，结果在气泡消失处形成空洞，周围的水急速冲入空洞，造成极大的水力冲击。由于气泡不断的形成与凝结，强大的水击压力以极高的频率反复地作用在叶轮上，时间长了，就会使金属表面逐渐的因疲劳而破坏，通常称这种破坏为剥蚀。在所产生的气泡中还夹杂有一些活泼的气体（氧气），借助水蒸气凝结时所释放出的热量对金属起化学腐蚀作用，化学腐蚀与机械剥蚀的共同作用使金属表面很快出现了蜂窝状的麻点，并逐渐形成空洞，形成汽蚀现象。

水泵发生汽蚀时，水泵内就会发出噪音和振动，同时因为在水流中有大量的气泡，破坏了水流的连续性，阻塞流道，增大流动阻力，使水泵流量、扬程、功率和效率显著下降，随着汽蚀程度的加强，气泡大量产生，最后造成了断流。

大型泵组首次启动及系统运行期间，泵组保护都是通过软件即修改DCS（分布式控制系统Distributed Control System）组态的方式来实现的。而从DCS系统供货、安装、调试的进度来考虑，DCS系统无法满足现场系统调试及机组运行需求，尤其是大型泵组启动时的压力保护需求。而一旦失去了保护，将会直接影响泵组首次启动时的设备安全及核电站的安全运行状态。

DCS系统的保护可以通过设计组态的方式来实现。而此项目主要难点在于重新进行保护方案策划、成品设计、制造、及现场验证工作。同时该系统需要考虑运行时的安全可靠性（例如供电）及稳定性（例如参数波动不会导致保护误动作或者拒动）等。该系统从核电站设备安全、进度控制方面来考虑是必须的。

现有技术方案主要是修改DCS系统的逻辑组态的方式来实现异常情况下泵组的停运，将泵入口压力信号通过修改组态传递到停泵模块上，详细地讲：当泵入口压力开关探测到压力低于设定值时，泵入口压力开关便会闭合，压力信号便会传递至DCS逻辑处理模块，经过DCS逻辑处理模块判断后，将停泵指令传递给泵供电盘柜，以断开泵组动力电源，从而达到停泵的目的。设计延时是为了防止压力瞬态波动时产生停泵信号。

但DCS系统存在以下缺陷：

受制于供货、安装、调试等进度，在设备调试时，DCS不具备可用条件，不能满足泵组启动时的保护需求；

对原有的逻辑组态进行了修改，导致系统控制方式的变更，带来其它不可控的风险；

核岛大多数设备属于核安全级设备，保护属于核安全级系统，设备调试时的仪控调试及维修人员没有权限对逻辑组态进行修改（例如日本三菱DCS控制系统），此时需要向控制系统供应商提出控制变更方案，设备调试显得繁琐、费事，这延长了设备调试的周期，而当DCS升版或者系统改造时，会将原有变更覆盖掉；

系统瞬态运行期间，设备有误启动的风险存在；

每次启动设备前，需要仪控人员配合工艺人员确认DCS逻辑组态；

现场出现事故时，不能立即停运运行中的设备。

另外，泵组首次启动还可通过LSA（试验回路系统Test Loops）系统来实现就地启停控制，但LSA系统受制于各种条件均无法按时实现可用。当泵组出现其他意外事故时，不能立即停运运行中的泵。

本发明正是基于以上背景，旨在研究应对在DCS及LSA不可用的情况下的泵组保护装置，保证泵组在异常工况下(例如泵入口压力低)通过自动或者手动的方式迅速停止泵组的运行，保证设备的安全，从而节约建造工期及成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电站泵组压力控制方法。

本发明要解决的技术问题之二在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电站泵组压力控制装置。