[实用新型]一种蒸汽发生器水位系统切换控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水位控制装置，尤其涉及一种蒸汽发生器水位系统切换控制装置。

背景技术

蒸汽发生器是压水堆核电站主要设备之一，其主要功能是把一回路冷却剂从核反应堆堆芯带出的热量经蒸汽发生器的管壁传给二回路水；同时蒸汽发生器还承担了防止二回路被污染的第二道屏障。

在运行过程中，如果蒸汽发生器液位偏低，会发生下列危险：蒸汽进入给水环，在给水管道中产生危险的汽锤；引起蒸汽发生器的管板热冲击； 引起管束传热恶化。如果蒸汽发生器液位过高会有淹没人字干燥器的危险，使蒸汽干度降低而危害汽轮机叶片。核电站的安全可靠、经济运行主要取决于核电站机组的控制系统，尤其是蒸汽发生器液位的控制系统。

在蒸汽发生器的液位控制系统中，主要是由PID控制器所组成，但是蒸汽发生器因多种干扰而具有不确定性，同时负荷大范围变动带来了一定的不稳定性，外部噪声干扰等也对蒸汽发生器的液位控制带来了一定的困难。传统的PID控制器很难满足快速稳定地对蒸汽发生器的液位进行控制。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种蒸汽发生器水位系统切换控制装置，以消除因多种干扰而具有的不确定性、负荷大范围变动带来的不稳定性，以及外部噪声干扰等对蒸汽发生器液位控制的影响。本实用新型准确高效、抗干扰、可以适应大范围负荷变化。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种蒸汽发生器水位系统切换控制装置，包括控制信号中枢装置、切换模块、一阶动态滑模控制器模块、液位保护模块、转速控制模块、阀门开度控制模块；

所述控制信号中枢装置分别连接切换模块和液位保护模块；

所述一阶动态滑模控制器模块分别连接转速控制模块、阀门开度控制模块。

所述控制信号中枢装置把从蒸汽发生器液位控制系统接收来的运行数据经过处理后传给切换模块、一阶动态滑模控制器模块、转速控制模块和阀门开度控制模块，切换模块将接收来的数据进行转速大小以及阀门开度大小的切换控制判断，并将处理后的控制命令传给转速控制模块以及阀门开度控制模块，转速控制模块和阀门开度控制模块根据接收来的控制指令进行动作，分别控制水泵的转速及阀门开度，液位保护模块对接收来的数据进行蒸汽发生器液位事故预判断，并对高于设定液位或低于设定液位进行警报和预防控制。

所述控制信号中枢装置包括蒸发器实时运行参数采集模块、数据管理器、改进遗传算法计算模块、切换判断模块；

所述蒸发器实时运行参数采集模块依次连接数据管理器、改进遗传算法计算模块、切换判断模块。

所述数据管理器包括数据库模块和数据处理器。

所述切换模块包括信号中枢装置、运行参数与设定参数对比模块、控制判断模块、模糊PID整定模块、转速控制判断模块、转速控制器、一阶动态滑模整定模块、阀门开度控制判断模块、阀门开度控制器；

所述信号中枢装置依次连接运行参数与设定参数对比模块、控制判断模块；

所述控制判断模块分别连接模糊PID整定模块、一阶动态滑模整定模块；

所述模糊PID整定模块依次连接转速控制判断模块、转速控制器；

所述一阶动态滑模整定模块依次连接阀门开度控制判断模块、阀门开度控制器；

所述转速控制判断模块还与阀门开度控制器连接，所述阀门开度控制判断模块还与转速控制器连接。

所述液位保护模块包括依次连接的液位变送器、模数转换器、数据处理器、液位安全判断器；液位安全判断器分别连接转速控制模块和阀门开度控制模块。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

(1)本实用新型结合蒸汽发生器的运行参数，采用改进的遗传算法来整定合适的控制切换参数，能够实现蒸汽发生器液位控制的自适应调整。

(2)采用改进的遗传算法，引入移民算子、过滤相似个体、动态补充子代新个体，在移民过程中加速淘汰差的个体，增加解的多样性，减少基因的单一性，动态解决群体由于缺乏多样性而陷入局部解的问题，同时还加快了收敛速度，寻优速度大大加快。

(3)采用一阶动态滑模变结构控制器，根据通过改进的遗传算法对控制器中的各项参数进行整定，得到全局最优的参数从而得到控制器。设计简单，具有很好的鲁棒性，适用于全工况下的蒸汽发生器液位控制，控制响应迅速。

(4)采用切换单元，对控制策略进行切换，加快液位控制的调节速度，提高控制的稳定性。