[发明专利]核电站半速汽轮机系统的全工况仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机模拟技术，具体地，涉及一种核电站半速汽轮机系统的全工况仿真系统。

背景技术

作为实现核电站发电环节的核电厂二回路的主要作用是将一回路通过蒸汽发生器传递过来的热能经过汽轮机做功转变为机械动能，并经由发电机发电，所以作为二回路核心设备，汽轮机的热工运行状态以及控制调节对于电厂的合理、经济、安全运行意义重大。从汽轮机启动、并网发电前的冲转、并网后负荷控制运行到紧急情况下的甩负荷、停机等，汽轮机系统所涉及运行工况更加复杂，对机组发电影响最大，因此针对汽轮机设备进行完整的热工和控制仿真研究具有很大的意义和应用价值。

在以往的汽轮机仿真建模中，主要是针对于火电站汽轮机组的仿真，而对于核电站汽轮机的工作主要包括有核电站汽轮机调节系统调试方法及系统的研发，未发现有针对核电厂半速汽轮机本身热工运行状态的仿真发明。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种核电站半速汽轮机系统的全工况仿真系统。

根据本发明提供的一种核电站半速汽轮机系统的全工况仿真系统，包括热工模块以及控制模块；

所述热工模块包括：高压缸前阀门、高压缸、汽水分离器、再热器、低压缸前阀门、低压缸以及抽气子模块，蒸汽从蒸汽母管通过所述高压缸前阀门输入所述高压缸做功后送往所述汽水分离器进行汽水分离，分离出的蒸汽进入所述再热器加热，经过加热的蒸汽通过所述低压缸前阀门进入所述低压缸做功后送往冷凝器，所述抽气子模块连接所述高压缸以及所述低压缸；

所述控制模块包括：

速度控制子模块：通过速度选择逻辑接收三个速度信号，并进行中值选择，将结果与速度参考信号进行比较，得到偏差信号发送给速度控制器来控制汽轮机的速度；

负荷控制子模块：基于所述偏差信号和实际负荷参考信号的综合，控制汽轮机输出功率和所述高压缸前阀门、所述低压缸前阀门的开度；

超速保护子模块：当所述速度控制子模块失效或汽轮机甩负荷时进行超速保护。

优选的，所述高压缸的第一级抽气送往所述再热器，所述高压缸的第二级抽气送往主给水系统的第七级加热器，所述高压缸的第三级抽气送往主给水系统的第六级加热器，所述高压缸的第四级抽气送往除氧器第五级加热器。

优选的，所述低压缸的第一级抽气送往主给水系统的第四级加热器，所述低压缸的第二级抽气送往主给水系统的第三级加热器，所述低压缸的第三级抽气送往主给水系统的第二级加热器，所述低压缸的第四级抽气送往主给水系统的第一级加热器。

优选的，所述再热器包括第一级再热器以及第二级再热器，所述高压缸的第一级抽气送往所述第一级再热器，所述蒸汽母管抽气送往所述第二级再热器。

优选的，所述高压缸前阀门包括四组并联的主蒸汽隔离阀和主蒸汽调节阀。

优选的，所述低压缸前阀门包括四组并联的截止阀和调节阀。

优选的，所述汽水分离器分离出的液体送入除氧器。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明使用仿真程序对核电机组汽轮机系统进行热工建模仿真，实现了汽轮机线性升降负荷、阶跃升降负荷、外电网负荷丧失及停机等工况仿真模拟，通过分析汽轮机实际负荷、实际转速、主蒸汽流量、高压缸和低压缸各级压力变化等热工参数，瞬态过程基本不发生超调和震荡，表明现有汽轮机控制系统能够较好地实现和热工模型的耦合，且控制系统作用良好。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的核电站半速汽轮机系统的全工况仿真系统的整体框图；

图2为本发明热工模块的结构示意图；

图3为本发明高压缸前阀门的结构示意图；

图4为本发明高压缸的连接结构示意图；

图5为本发明汽水分离器的连接结构示意图；

图6为本发明再热器的连接结构示意图；

图7为本发明低压缸前阀门的结构示意图；

图8为本发明低压缸的连接结构示意图；

图9为自动负荷控制模式下的逻辑图；

图10为正常运行下负荷限定器设定值的获取示意图。

具体实施方式