[发明专利]防止核电站主蒸汽管道超压的控制系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及核安全技术领域，尤其涉及一种用于核电站主蒸汽管道防超压控制保护，更具体地说，提供了一种防止核电站主蒸汽管道超压的控制系统和控制方法。

背景技术

根据CRP1000压水堆核电站技术特点，核岛跳堆后反应堆部分余热需要通过蒸汽发生器转变为蒸汽带出，以保证反应堆安全停堆。

由于核岛跳堆时汽轮机已经跳机，蒸汽发生器产生的大量蒸汽无法进入汽轮机，只能通过汽轮机旁路排放系统排放至凝汽器；凝汽器作为核电厂二回路内的最终热井，接收二回路内所有热力设备的应急排放，同时凝汽器设备本身设有“凝汽器不可用”的压力限值，过多的蒸汽排入凝汽器将导致凝汽器压力的升高并触发“凝汽器不可用”压力限值，汽轮机旁路排放系统关闭，如若汽轮机旁路排放系统已经关闭而蒸汽发生器产生的蒸汽未能完全排除，将导致主蒸汽管道超压。

根据核电站事故规程，主蒸汽管道超压属于Ⅲ类工况事件，所以需要杜绝和严格控制这种现象的出现。因此需要设置一个控制系统，引入控制条件，确保反应堆跳堆后产生的蒸汽能顺利排入凝汽器而不会导致主蒸汽管道超压。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的蒸汽发生器产生的蒸汽不能及时完全排除、导致主蒸汽管道超压的问题，提供了一种可有效防止核电站主蒸汽管道超压的控制系统和控制方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

一方面，提供了防止核电站主蒸汽管道超压的控制系统，所述系统包括：用于接收核电厂二回路内蒸汽的凝汽器，与所述凝汽器连接的反应堆，和安装在主蒸汽管道与所述凝汽器相连接的管道上的旁路阀，以及汽轮机，其中所述系统还包括：

凝汽器压力检测单元，安装在所述凝汽器上，用于获取所述凝汽器实际压力信号；

控制器，分别与所述检测单元、汽轮机，反应堆和旁路阀电连接，用于根据所述凝汽器实际压力信号判断所述压力信号是否满足第一预设条件和第二预设条件，当所述凝汽器压力满足所述第一预设条件和第二预设条件时，向所述反应堆发出核岛跳堆信号及向所述旁路阀发出阀门开启或者关闭信号。

本发明上述的系统中，所述控制器包括：

存储模块：用于预先设置和存储所述第一预设条件和所述第二预设条件，其中所述第一预设条件到第二预设条件的时间须大于一预设时间；

比较模块：用于判断所述凝汽器的实际压力信号是否大于所述第一预设条件；还用于判断所述凝汽器的实际压力信号是否继续升高并大于所述第二预设条件；

控制模块：用于根据上述判断条件判断满足第一预设条件时，发出核岛跳堆信号及阀门开启信号；还用于判断满足第二预设条件时，发出阀门关闭信号；

所述旁路阀，用于根据所述控制模块发出的核岛跳堆信号及阀门开启信号来开启阀门，以排出所述主蒸汽管道中的蒸汽进行降压；所述旁路阀还用于根据所述控制模块发出的阀门关闭信号，闭锁所述汽轮机旁路排放。

本发明上述的系统中，所述第一预设条件为凝汽器故障压力信号值，所述凝汽器故障压力值是通过计算得到的凝汽器压力变化曲线确认得到，所述凝汽器压力变化曲线是压力和时间正相关的变化曲线；所述第二预设条件为凝汽器不可用压力信号值，所述凝汽器不可用压力信号值为根据所述凝汽器及汽轮机设备固有特性确定的一压力点。

本发明上述的系统中，确认所述故障压力信号值的具体过程包括：

确定所述凝汽器不可用压力信号值在所述凝汽器压力变化曲线上对应时间上的坐标值为T1；

以该时间T1在时间坐标轴上为最大时间，从所述故障压力信号值达到所述不可用压力点的时间须大于所述预设时间T；

根据公式(A)计算T2时间：

T2＝T1-T(A)

根据计算所得时间T2以及通过该时间T2利用反推法在所述凝汽器压力变化曲线上得到一压力点值，所述压力点值为所述故障压力信号值。

本发明上述的系统中，所述预设时间为旁路排放时间。。

本发明上述的系统中，所述凝汽器压力变化曲线根据所述凝汽器的瞬态热力计算得到；所述凝汽器瞬态热力计算通过计算某一i时刻凝汽器管束有效换热长度、换热量、排入凝汽器的蒸汽量，计算蒸汽经换热管束冷凝后的蒸汽量变化，根据凝汽器的汽侧体积，计算对i时刻凝汽器汽侧密度的影响，得出下一时刻(i+1)凝汽器汽侧压力，获得所述凝汽器压力变化曲线。

另一方面，提供了一种防止核电站主蒸汽管道超压的控制方法，所述方法包括：

S100、获取所述凝汽器内实际压力信号；

S200、判断所述压力信号是否满足第一预设条件和第二预设条件；