核电机组低压缸调节阀门的控制系统及方法与流程

1.本公开涉及核电技术领域，尤其涉及一种核电机组低压缸调节阀门的控制系统及方法。


背景技术：

2.某核电机组在正常运行时，常采用负荷自动控制alr方式调节负荷，该方式由运行操纵人员设置负荷目标值和负荷变化率，运行时由起始负荷按负荷变化率升或降至目标负荷；汽轮机高压缸调节阀门gv和低压缸调节阀门icv均接收同一负荷控制回路指令gvpd，按照各自阀门特性曲线函数变换后的阀位指令控制阀门开度。负荷控制回路的被调量为发电机功率
3.机组在供热改造前的运行方式称为纯凝工况，供热改造后的运行方式称为供热工况，供热时的机组负荷设计在70％～100％额定负荷范围。
4.纯凝工况下，icv阀门在70％～100％负荷范围内始终处于全开状态，icv阀门对蒸汽没有节流作用，机组负荷控制仅需要改变gv阀门的开度完成。大规模抽汽供热改造后，供热蒸汽管道从再热蒸汽冷段接出，原有推动汽轮机发电机的蒸汽被分为了两部分，一部分被抽出用于供热，剩余的蒸汽用于发电，核岛侧功率基本不变。汽轮机高压缸排汽压力(下称高排压力)随供热蒸汽量的增大将逐渐降低，高压末级、次末级在同等流量下前后压差增大。如果不控制高排压力，当供热蒸汽量增大到一定量时，高排压力的进一步降低将危害到高压叶片的安全，为保证高压叶片的安全性，供热改造后需控制高排压力。此外，当供热系统侧发生部分(全部)负荷突然解列时，将引起高排压力的急剧上升，为防止高排压力上升至超过原有冷段系统设计压力，对原有系统和设备造成损害，因此，供热改造后需控制高排压力。


技术实现要素：

5.本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
6.本公开第一方面实施例提出了一种核电机组低压缸调节阀门的控制系统，包括：
7.高排压力控制回路、无扰切换回路、触发器、第一切换模块、第二切换模块、速率限制模块；
8.其中，所述高排压力控制回路的第一输入端与所述无扰切换回路的第一输入端及第i时刻低压缸调节阀门的控制指令连接，第二输入端为高排压力控制目标值与高排压力测量值之间的第一偏差，第三输入端为自动与手动切换指令，第一输出端与所述第一切换模块的第一输入端及第二输入端连接，第二输出端与所述无扰切换回路的第二输入端连接；
9.所述无扰切换回路的第三输入端为第i时刻低压缸调节阀门的负荷控制指令，所述无扰切换回路的输出端与所述触发器的第一输入端连接；
10.所述触发器的第二输入端为供热退出指令，所述触发器的输出端与所述速率限制
模块的第一输入端连接；
11.所述第一切换模块的第三输入端为低压缸调节阀门的自动控制切换指令，所述第一切换模块的输出端与所述第二切换模块的第一输入端连接；
12.所述第二切换模块的第二输入端为所述负荷控制指令，第三输入端为供热投入指令，所述第二切换模块的输出端与所述速率限制模块的第二输入端连接；
13.所述速率限制模块的第三输入端为所述负荷控制指令，所述速率限制模块的输出端为第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。
14.本公开第二方面实施例提出了一种核电机组低压缸调节阀门的控制方法，应用于核电机组低压缸调节阀门的控制系统，包括：
15.当第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示手动控制时，确定所述第一切换模块的输入及输出为第i时刻高排压力手动控制指令；
16.当第二切换模块的第三输入端输入的供热投入指令指示供热投入时，确定所述第二切换模块的输入由负荷控制指令切换为第一切换模块输出的高排压力手动控制指令；
17.将所述高排压力手动控制指令输入速率限制模块，以基于目标速率调节低压缸调节阀门的开度，得到第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。
18.本公开提供的核电机组低压缸调节阀门的控制系统及方法，存在如下有益效果：
19.本公开实施例中，提出了一种核电机组低压缸调节阀门的控制系统，可以在纯凝工况与供热工况相互切换时，基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行调节，与基于高排压力控制指令对低压缸调节阀门控制方式进行相互切换，且保证了切换过程中的平滑，不会出现较大阶跃扰动，即切换前后，机组负荷及高排压力均不会出现较大的波动，避免将核电机组带入瞬态工况，进而对核电机组安全运行带来隐患。
20.本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
21.本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为本公开实施例所提供的核电机组低压缸调节阀门的控制系统的结构示意图；
23.图2为本公开一实施例所提供的一种核电机组低压缸调节阀门的控制方法的流程示意图；
24.图3为本公开一实施例所提供的另一种核电机组低压缸调节阀门的控制方法的流程示意图；
25.图4为本公开一实施例所提供的另一种核电机组低压缸调节阀门的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
26.下面详细描述本公开的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描
述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
27.下面参考附图描述本公开实施例的核电机组低压缸调节阀门的控制系统及方法。
28.图1为本公开实施例所提供的核电机组低压缸调节阀门的控制系统的结构示意图。
29.如图1所示，该核电机组低压缸调节阀门的控制系统可以包括：高排压力控制回路101、无扰切换回路102、触发器103、第一切换模块104、第二切换模块105、速率限制模块106；
30.其中，高排压力控制回路101的第一输入端与无扰切换回路102的第一输入端及第i时刻低压缸调节阀门的控制指令连接，第二输入端为高排压力控制目标值与高排压力测量值之间的第一偏差，第三输入端为自动与手动切换指令，第一输出端与第一切换模块104的第一输入端r及第二输入端s连接，第二输出端与无扰切换回路102的第二输入端连接。
31.在一些可能的实现方式中，高排压力控制回路101还可以包括：第一转化模块1011、自动调节器模块1012、手动调节模块1013、第二转化模块1014。
32.其中，第一转化模块1011的输入端为第i时刻低压缸调节阀门的控制指令，输出端与自动调节器模块的第一输入端t及手动调节模块的输入端连接；第一转化模块1011用于将第i时刻低压缸调节阀门的控制指令转换为低压缸调节阀门的目标开度值。具体地，第一转化模块1011可以基于低压缸调节阀门特性曲线函数，将第i时刻低压缸调节阀门的控制指令转换为低压缸调节阀门的目标开度值。
33.自动调节器模块1012的第二输入端a为自动与手动切换指令，自动调节器模块的第三输入端s为高排压力目标值与高排压力测量值之间的第一偏差，自动调节器模块1012的输出端与手动调节模块的输出端、第二转化模块的输入端及无扰切换回路的第二输入端连接。
34.当自动与手动切换指令指示自动调节(可以用1表示)的情况下，自动调节模块1012的输入为高排压力目标值与高排压力测量值之间的第一偏差，当自动与手动切换指令指示手动调节(可以用0表示)的情况下，自动调节模块1012的输入为第一转化模块1011输出的低压缸调节阀门的目标开度值。
35.第二转化模块1014的输出端与第一切换模块的第一输入端、第二输入端连接，第二转化模块用于将手动调节模块的输出端输出的数据转化为高排压力手动控制指令，并输出至所述第一切换模块的第一输入端r；或者，将自动调节器模块的输出端输出的数据转化为高排压力自动控制指令，并输出至所述第一切换模块的第二输入端s。
36.具体地，第二转化模块1014可以基于低压缸调节阀门特性曲线函数的反函数，将手动调节模块的输出端输出的数据转化为高排压力手动控制指令，或者，将自动调节器模块的输出端输出的数据转化为高排压力自动控制指令。
37.比如，低压缸调节阀门特性曲线函数为f1(x)，则低压缸调节阀门特性曲线函数的反函数为f1-1
(y)。
38.无扰切换回路102的第三输入端为第i时刻低压缸调节阀门的负荷控制指令，无扰切换回路102的输出端与触发器的第一输入端连接。
39.在一些可能的实现方式中，无扰切换回路102，还可以包括：差值计算模块1021、绝对值模块1022、第一判断模块1023、第二判断模块1024，第三判断模块1025；
40.其中，差值计算模块1021的第一输入端为高排压力控制指令对应的第一阀门开度，第二输入端为负载控制指令对应的第二阀门开度，输出端与绝对值模块的输入端连接，其中，差值计算模块用于计算第一阀门开度与第二阀门开度之间的第二偏差；
41.绝对值模块1022的输出端与第一判断模块1023的输入端连接，绝对值模块1022用于计算第二偏差的绝对值；
42.第一判断模块1023的输出端与第三判断模块1025的第一输入端连接，第一判断模块用于判断第二偏差的绝对值是否等于零。比如，第一判断模块若判断第二偏差的绝对值等于零，则输出结果为1；反之，输出结果为0。
43.第二判断模块1024的输入端与自动调节器模块1012的输出端连接，输出端与第三判断模块1025的第二输入端连接；第二判断模块1024用于判断自动调节模块输出的低压缸调节阀门的开度是否为全开。比如，第二判断模块若判断低压缸调节阀门的开度为全开，则输出结果为1；反之，输出结果为0。
44.第三判断模块1025的输出端与触发器103的第一输入端r连接。第三判断模块可以是或模块，用于确定第一判断模块的输出结果与第二判断模块的输出结果之间进行或运算之后的结果。
45.触发器103的第二输入端s为供热退出指令，触发器103的输出端与速率限制模块106的第一输入端a连接；
46.可选的，触发器103的触发逻辑可以如表1所示：
[0047] 状态1状态2状态3状态4第一输入端r0011第二输入端s0101输出端0100
[0048]
其中，第一输出端r为0表示第三判断模块的输出结果为0，即第一判断模块和第二判断模块的输出均为0；第一输出端r为1表示第三判断模块的输出结果为1,第一判断模块和第二判断模块的输出结果中其中一个为1，或均为1。第二输出端s为0表示供热退出指令指示供热未退出；第二输出端s为1表示供热退出指令指示供热退出。
[0049]
第一切换模块104的第三输入端a为低压缸调节阀门的自动控制切换指令，第一切换模块的输出端与第二切换模块105的第一输入端s连接；其中，自动控制切换指令用于指示利用高排压力自动控制低压缸调节阀门(可以用1表示)，还是利用高排压力手动控制低压缸调节阀门(可以用0表示)。
[0050]
第二切换模块105的第二输入端r为负荷控制指令，第三输入端a为供热投入指令，第二切换模块105的输出端与速率限制模块的第二输入端t连接；其中，供热投入指令用于指示供热是否投入，若供热投入，则供热投入指令可以为1；若供热未投入，供热投入指令可以为0。若供热投入指令指示供热投入，则确定第二切换模块的输入为负荷控制指令，若供热投入指令指示供热未投入，则确定第二切换模块的输入为第一切换模块的输出端输出的数据。
[0051]
速率限制模块106的第三输入端s为负荷控制指令，速率限制模块106的输出端为第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。
[0052]
可选的，当速率限制模块106的第一输入端a为0的情况下，确定速率限制模块的输
入为第二切换模块输出的数据。若第一输入端a为1的情况下，确定速率限制模块的输入为负荷控制指令。
[0053]
其中，速率限制模块106还用于对调节低压缸调节阀门的速率进行限制。
[0054]
可选的，速率限制模块中可以包含向上速率上限值，含义为第二输入端t或第三输入端s输入的数据从一个较小数值变化到一个较大数值过程中的最大变化速率，如1％/sec,意思是数值向上变化的最大每秒钟变化1％。
[0055]
可选的，速率限制模块中可以包含向下速率上限值，含义为第二输入端t或第三输入端s输入的数据从一个较大数值变化到一个较小数值过程中的最大变化速率，如1％/sec,意思是数值向下变化的最大每秒钟变化1％。
[0056]
本公开实施例中，提出了一种核电机组低压缸调节阀门的控制系统，可以在纯凝工况与供热工况相互切换时，基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行调节，与基于高排压力控制指令对低压缸调节阀门进行调节，之间相互切换，且保证了切换过程中的平滑，不会出现较大阶跃扰动，即切换前后，机组负荷及高排压力均不会出现较大的波动，避免将核电机组带入瞬态工况，进而对核电机组安全运行带来隐患。
[0057]
进一步地，核电机组低压缸调节阀门的控制系统中还在高排压力控制回路中设计了手动控制和自动控制两部分，从而进一步保证了核电机组的安全运行。
[0058]
图2为本公开一实施例所提供的一种核电机组低压缸调节阀门的控制方法的流程示意图，核电机组低压缸调节阀门的控制方法，应用于核电机组低压缸调节阀门的控制系统。
[0059]
如图2所示，该核电机组低压缸调节阀门的控制方法可以包括以下步骤：
[0060]
步骤201，当第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示手动控制时，确定第一切换模块的输入及输出为第i时刻高排压力手动控制指令。
[0061]
本实施例中，示出了一种基于核电机组低压缸调节阀门的控制系统，实现纯凝工况下基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行控制、与供热工况下基于高排压力手动控制指令对低压缸调节阀门进行控制之间切换的方法。
[0062]
可选的，可以通过以下步骤获取高排压力手动控制指令：
[0063]
(1)先将第i时刻的负荷控制指令输入第一转化模块，以使第一转化模块将负荷控制指令转换为低压缸调节阀门的开度。
[0064]
由于负荷控制指令在纯凝工况下同时送往低压缸调节阀门和高压缸调节阀门，然后按照各自阀门特性曲线函数变换后的阀位指令调节阀门开度。因此，需要将第i时刻的负荷控制指令经由第一转化模块对负荷控制指令进行转化，以获取转化后的低压缸调节阀门的开度。即第一转化模块基于低压缸调节阀门特性曲线函数对负荷控制指令进行转化。
[0065]
(2)将低压缸调节阀门的开度输入手动调节模块，以在低压缸调节阀门的开度的基础上加上手动调节的阀门开度，得到调节后的第一目标开度。
[0066]
其中，手动调节的阀门开度可以为工作人员手动对低压缸调节阀门进行调节的开度。
[0067]
(3)将第一目标开度输入第二转化模块中，以使第二转化模块将第一目标开度转换为高排压力手动控制指令。
[0068]
其中，第二转化模块是基于低压缸调节阀门特性曲线函数的反函数，将第一目标
开度转换为高排压力手动控制指令。
[0069]
需要说明的是，通过第二转化模块将第一目标开度转换为高排压力手动控制指令，是因为有高排压力手动、自动切换和从供热工况切换回纯凝工况的需要。
[0070]
步骤202，当第二切换模块的第三输入端输入的供热投入指令指示供热投入时，确定第二切换模块的输入由负荷控制指令切换为第一切换模块输出的高排压力手动控制指令。
[0071]
步骤203，将高排压力手动控制指令输入速率限制模块，以基于目标速率调节低压缸调节阀门的开度，得到第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。
[0072]
其中，速率限制模块106还用于对调节低压缸调节阀门的速率进行限制。
[0073]
可选的，速率限制模块中可以包含向上速率上限值，含义为第二输入端t或第三输入端s输入的数据从一个较小数值变化到一个较大数值过程中的最大变化速率，如1％/sec,意思是数值向上变化的最大每秒钟变化1％。
[0074]
可选的，速率限制模块中可以包含向下速率上限值，含义为第二输入端t或第三输入端s输入的数据从一个较大数值变化到一个较小数值过程中的最大变化速率，如1％/sec,意思是数值向下变化的最大每秒钟变化1％。需要说明的是，手动控制的好处是可以根据机组具体情况缓慢进行调节。但最高调节速率受到速率限制模块的限制。
[0075]
本公开实施例，首先在第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示手动控制时，确定第一切换模块的输入及输出为第i时刻高排压力手动控制指令；当第二切换模块的第三输入端输入的供热投入指令指示供热投入时，确定第二切换模块的输入由负荷控制指令切换为第一切换模块输出的高排压力手动控制指令，最后将高排压力手动控制指令输入速率限制模块，以基于目标速率调节低压缸调节阀门的开度，得到第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。由此，实现了纯凝工况下基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行控制、与供热工况下基于高排压力手动控制指令对低压缸调节阀门进行控制之间的切换，且可以通过速率限制模块对调节速率进行限制，避免了切换前后，机组负荷及高排压力出现较大的波动，将核电机组带入瞬态工况，进而对核电机组安全运行带来隐患。
[0076]
图3为本公开一实施例所提供的另一种核电机组低压缸调节阀门的控制方法的流程示意图，核电机组低压缸调节阀门的控制方法，应用于核电机组低压缸调节阀门的控制系统。
[0077]
如图3所示，该核电机组低压缸调节阀门的控制方法可以包括以下步骤：
[0078]
步骤301，当第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示手动控制时，确定第一切换模块的输入及输出为第i时刻高排压力手动控制指令。
[0079]
步骤302，当第二切换模块的第三输入端输入的供热投入指令指示供热投入时，确定第二切换模块的输入由负荷控制指令切换为第一切换模块输出的高排压力手动控制指令。
[0080]
步骤303，将高排压力手动控制指令输入速率限制模块，以基于目标速率调节低压缸调节阀门的开度，得到第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。
[0081]
步骤304，当第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示由手动控制切换为自动控制时，确定第一切换模块的输入及输出由高排压力手动
控制指令切换为高排压力自动控制指令。
[0082]
本公开实施例中，不仅示出了一种基于核电机组低压缸调节阀门的控制系统，实现纯凝工况下基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行控制、与供热工况下基于高排压力手动控制指令对低压缸调节阀门进行控制之间切换的方法。而且在切换至基于高排压力手动控制指令对低压缸调节阀门进行控制之后，还可以由基于高排压力手动控制指令对低压缸调节阀门进行控制，切换至由高排压力自动控制指令对低压缸调节阀门进行控制。
[0083]
具体为，在由基于高排压力手动控制指令对低压缸调节阀门进行控制的情况下，控制低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示手动控制切换为自动控制，从而将高排压力手动控制指令切换为高排压力自动控制指令，进而实现基于高排压力自动控制指令对低压缸调节阀门进行控制。
[0084]
可选的，可以通过以下步骤获取高排压力自动控制指令：
[0085]
(1)将切换前的高排压力手动控制指令输入第一转化模块，以使第一转化模块将切换前的高排压力手动控制指令转换为低压缸调节阀门的开度。
[0086]
(2)将低压缸调节阀门的开度及高排压力目标值与高排压力测量值之间的第一偏差输入自动调节器模块，以获取自动控制后的第二目标开度；
[0087]
需要说明的是，当获取高排压力自动控制指令时，需要控制自动调节器模块中的第二输入端a输入的自动与手动切换指令指示自动控制。进而自动调节器模块的输入为高排压力控制目标值与高排压力测量值之间的第一偏差，由于自动调节器模块有追踪功能，因此可以获取切换前的低压缸调节阀门的开度。
[0088]
(3)将第二目标开度输入第二转化模块中，以使第二转化模块将第二目标开度转换为高排压力自动控制指令。
[0089]
在一些实施例中，在切换为由高排压力自动控制指令对低压缸调节阀门进行控制之后，若控制自动调节器模块中的第二输入端a输入的自动与手动切换指令指示手动控制，则自动调节器模块本身自动跟踪功能会使得其第一输入端t端等于输出端数值，高排压力手动控制指令可以在自动调节输出基础上接受手动增减的调节。
[0090]
本公开实施例中，在将纯凝工况下基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行控制、切换至供热工况下基于高排压力手动控制指令对低压缸调节阀门进行控制之后，还可以在第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示由手动控制切换为自动控制时，确定第一切换模块的输入及输出由高排压力手动控制指令切换为高排压力自动控制指令。由此，实现了基于高排压力手动控制指令对低压缸调节阀门进行控制，切换至由高排压力自动控制指令对低压缸调节阀门进行控制，且可以通过速率限制模块对调节速率进行限制，避免了切换前后，机组负荷及高排压力出现较大的波动，将核电机组带入瞬态工况，进而对核电机组安全运行带来隐患。
[0091]
图4为本公开一实施例所提供的另一种核电机组低压缸调节阀门的控制方法的流程示意图，核电机组低压缸调节阀门的控制方法，应用于核电机组低压缸调节阀门的控制系统。
[0092]
如图4所示，该核电机组低压缸调节阀门的控制方法可以包括以下步骤：
[0093]
步骤401，当第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示自动控制时，确定第一切换模块的输入及输出为第i时刻高排压力自动控制指令。
[0094]
步骤402，当第二切换模块的第三输入端输入的供热投入指令指示供热投入时，确定第二切换模块的输入由负荷控制指令切换为第一切换模块输出的高排压力自动控制指令。
[0095]
步骤403，将高排压力自动控制指令输入速率限制模块，以基于目标速率调节低压缸调节阀门的开度，得到第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。
[0096]
由步骤401至步骤403所示，本实施例中，示出了一种基于核电机组低压缸调节阀门的控制系统，实现纯凝工况下基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行控制、与供热工况下基于高排压力自动控制指令对低压缸调节阀门进行控制之间切换的方法。
[0097]
在高负荷、供热抽汽量不大情况下，由于低压缸调节阀门的全开位置附近变化对蒸汽流量改变相对较小，也可以通过直接切换至高排压力自动控制的方式投入供热。此时，低压缸调节阀门由纯凝工况接受负荷控制指令转换为供热状况下的高排压力自动控制指令。
[0098]
若两种控制方式直接切换，因被调量不同(即纯凝工况的被调量为机组负荷，供热工况下的被调量为高排压力)，在多数情况下，低压缸调节阀门在两种自动指令数值间以速率限制器最大值进行转化，这种情形下是无法做到无扰切换的。
[0099]
在特定工况下，本公开设计了无扰切换回路用于高排压力自动控制转回至纯凝工况接受负荷控制指令。特定工况是指，由于低压缸调节阀门作为自动控制回路执行器其接收的指令因两个自动控制指令不同产生了差异，直接切换会造成自动控制指令阶跃上升或阶跃下降，只有负荷控制指令与高排压力控制指令相等才可以。
[0100]
从工艺角度考虑，常见的一种情况是机组在额定功率下投入供热系统，此时，低压缸调节阀门在纯凝工况下接收到的负荷控制指令为100％，icv阀门实际开度100％；由于供热系统刚投入，纯凝工况切换至供热工况，由于抽汽流量为0，不需要低压缸调节阀门部分关闭来弥补抽汽，因此，高排压力自动控制控制下的icv阀门指令也为100％，icv阀门实际开度也为100％。这种特定工况下的两种调节方式之间的切换是无扰的。
[0101]
在一些可能的实现方式中，判断两种调节方式之间是否可以无扰切换，可以包括以下步骤：
[0102]
(1)将切换后的高排压力自动控制指令对应的第一阀门开度及切换前的负荷控制指令对应的第二阀门开度，输入差值计算模块，以获取第一阀门开度与第二阀门开度之间的第二偏差。
[0103]
(2)将第二偏差输入绝对值模块，以获取第二偏差的绝对值。
[0104]
(3)将第二偏差的绝对值输入第一判断模块，以获取第一判断结果，其中第一判断结果用于指示第二偏差的绝对值是否为0。
[0105]
(4)将自动调节器模块输出的第二目标开度输入第二判断模块中，以获取第二判断结果，其中，第二判断结果用于指示第二目标开度是否为全开。
[0106]
(5)将第一判断结果及第二判断结果输入第三判断模块中，以获取目标判断结果，其中，目标判断结果用于指示负荷控制指令与高排压力自动控制指令之间是否可以无扰切换。
[0107]
若第二偏差的绝对值为0，或者第二目标开度为全开，或者第二偏差的绝对值为0且第二目标开度为全开，确定负荷控制指令与高排压力自动控制指令之间可以无扰切换。
[0108]
需要说明的是，低压缸调节阀门在供热工况下承担高排压力自动控制回路，阀门多数情形下况下处于非全开状态，仅在抽汽流量很低情况下，由于高排压力自动控制回路设置了死区，未参与自动控制，处于全开。而低压缸调节阀门在纯凝工况下接受负荷控制指令处于全开状态。两个自动控制方式调节目标不同，被调量也不同，无法做到无扰切换的。
[0109]
由此，本公开对速率限制器“向上变化速率上限”和“向下变化速率上限”的数值根据工艺情况的不同进行了相应设计。具体为：在向上调节方向，即负荷控制指令向升负荷方向，或高排压力自动控制指令向更高高排压力给定值方向，为了平滑切换时造成的扰动，取工艺要求的最大值作为速率上限；在调节向下方向，按照机组正常调节最大速率进行调节，即负荷控制指令向降负荷方向或高排压力自动控制指令向更低高排压力给定值方向。
[0110]
考虑到汽轮机跳闸等异常情况下，低压缸调节阀门需迅速关闭的实际需求。本公开还设计成了直通方式，即无任何速率限制。在实际供热应用过程中，供热抽汽量受控缓慢变化，其引起的高排压力定值也是缓慢变化的，不会造成较大波动。
[0111]
在一些可能的实现方式中，还可以将目标判断结果及供热退出指令输入触发器，若目标判断结果指示无扰切换、且供热退出指令指示供热退出，确定速率限制模块的第一输入端输入的指令用于指示速率限制模块的输入由负荷控制指令切换为高排压力控制指令。
[0112]
本公开实施例中，当第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示自动控制时，确定第一切换模块的输入及输出为第i时刻高排压力自动控制指令，当第二切换模块的第三输入端输入的供热投入指令指示供热投入时，确定第二切换模块的输入由负荷控制指令切换为第一切换模块输出的高排压力自动控制指令，最后将高排压力自动控制指令输入速率限制模块，以基于目标速率调节低压缸调节阀门的开度，得到第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。由此，实现了纯凝工况下基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行控制、与供热工况下基于高排压力自动控制指令对低压缸调节阀门进行控制之间的切换，且可以通过速率限制模块对调节速率进行限制，避免了切换前后，机组负荷及高排压力出现较大的波动，将核电机组带入瞬态工况，进而对核电机组安全运行带来隐患。
[0113]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0114]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0115]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部
分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0116]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0117]
应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0118]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0119]
此外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0120]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种核电机组低压缸调节阀门的控制系统，其特征在于，包括：高排压力控制回路、无扰切换回路、触发器、第一切换模块、第二切换模块、速率限制模块；其中，所述高排压力控制回路的第一输入端与所述无扰切换回路的第一输入端及第i时刻低压缸调节阀门的控制指令连接，第二输入端为高排压力控制目标值与高排压力测量值之间的第一偏差，第三输入端为自动与手动切换指令，第一输出端与所述第一切换模块的第一输入端及第二输入端连接，第二输出端与所述无扰切换回路的第二输入端连接；所述无扰切换回路的第三输入端为第i时刻低压缸调节阀门的负荷控制指令，所述无扰切换回路的输出端与所述触发器的第一输入端连接；所述触发器的第二输入端为供热退出指令，所述触发器的输出端与所述速率限制模块的第一输入端连接；所述第一切换模块的第三输入端为低压缸调节阀门的自动控制切换指令，所述第一切换模块的输出端与所述第二切换模块的第一输入端连接；所述第二切换模块的第二输入端为所述负荷控制指令，第三输入端为供热投入指令，所述第二切换模块的输出端与所述速率限制模块的第二输入端连接；所述速率限制模块的第三输入端为所述负荷控制指令，所述速率限制模块的输出端为第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述高排压力控制回路包括：第一转化模块、自动调节器模块、手动调节模块、第二转化模块；其中，所述第一转化模块的输入端为第i时刻低压缸调节阀门的控制指令，输出端与所述自动调节器模块的第一输入端及手动调节模块的输入端连接；所述第一转化模块用于将所述第i时刻低压缸调节阀门的控制指令转换为低压缸调节阀门的目标开度值；所述自动调节器模块的第二输入端为所述自动与手动切换指令，所述自动调节器模块的第三输入端为高排压力目标值与高排压力测量值之间的第一偏差，所述自动调节器模块的输出端与所述手动调节模块的输出端、所述第二转化模块的输入端及所述无扰切换回路的第二输入端连接；所述第二转化模块的输出端与所述第一切换模块的第一输入端及第二输入端连接，所述第二转化模块用于将手动调节模块的输出端输出的数据转化为高排压力手动控制指令，并输出至所述第一切换模块的第一输入端；或者，将所述自动调节器模块的输出端输出的数据转化为高排压力自动控制指令，并输出至所述第一切换模块的第二输入端。3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述无扰切换回路包括：差值计算模块、绝对值模块、第一判断模块、第二判断模块，第三判断模块；其中，差值计算模块的第一输入端为高排压力控制指令对应的第一阀门开度，第二输入端为负荷控制指令对应的第二阀门开度，输出端与所述绝对值模块的输入端连接，其中，所述差值计算模块用于计算所述第一阀门开度与所述第二阀门开度之间的第二偏差；所述绝对值模块的输出端与第一判断模块的输入端连接，所述绝对值模块用于计算所述第二偏差的绝对值；所述第一判断模块的输出端与所述第三判断模块的第一输入端连接，所述第一判断模块用于判断所述第二偏差的绝对值是否等于零；
所述第二判断模块的输入端与所述自动调节器模块的输出端连接，输出端与所述第三判断模块的第二输入端连接；所述第三判断模块的输出端与触发器的第一输入端连接。4.一种核电机组低压缸调节阀门的控制方法，其特征在于，应用于核电机组低压缸调节阀门的控制系统，包括：当第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示手动控制时，确定所述第一切换模块的输入及输出为第i时刻高排压力手动控制指令；当第二切换模块的第三输入端输入的供热投入指令指示供热投入时，确定所述第二切换模块的输入由负荷控制指令切换为第一切换模块输出的高排压力手动控制指令；将所述高排压力手动控制指令输入速率限制模块，以基于目标速率调节低压缸调节阀门的开度，得到第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：将第i时刻的负荷控制指令输入第一转化模块，以使所述第一转化模块将负荷控制指令转换为低压缸调节阀门的开度；将所述低压缸调节阀门的开度输入手动调节模块，以在所述低压缸调节阀门的开度的基础上加上手动调节的阀门开度，得到调节后的第一目标开度；将所述第一目标开度输入第二转化模块中，以使所述第二转化模块将所述第一目标开度转换为所述高排压力手动控制指令。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：当所述第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示由手动控制切换为自动控制时，确定所述第一切换模块的输入及输出由高排压力手动控制指令切换为高排压力自动控制指令。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：将切换前的高排压力手动控制指令输入第一转化模块，以使所述第一转化模块将切换前的高排压力手动控制指令转换为低压缸调节阀门的开度；将低压缸调节阀门的开度及高排压力控制目标值与高排压力测量值之间的第一偏差输入自动调节器模块，以获取自动调节后的第二目标开度；将所述第二目标开度输入第二转化模块中，以使所述第二转化模块将所述第二目标开度转换为所述高排压力自动控制指令。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：当所述第一切换模块的第三输入端输入的低压缸调节阀门的自动控制切换指令指示自动控制时，确定所述第一切换模块的输入及输出为第i时刻高排压力自动控制指令；当所述第二切换模块的第三输入端输入的供热投入指令指示供热投入时，确定所述第二切换模块的输入由负荷控制指令切换为所述第一切换模块输出的高排压力自动控制指令；将所述高排压力自动控制指令输入速率限制模块，以基于目标速率调节低压缸调节阀门的开度，得到第i+1时刻低压缸调节阀门的控制指令。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：将切换后的高排压力自动控制指令对应的第一阀门开度及切换前的负荷控制指令对
应的第二阀门开度，输入差值计算模块，以获取所述第一阀门开度与所述第二阀门开度之间的第二偏差；将所述第二偏差输入绝对值模块，以获取所述第二偏差的绝对值；将所述第二偏差的绝对值输入第一判断模块，以获取第一判断结果，其中所述第一判断结果用于指示所述第二偏差的绝对值是否为0；将自动调节器模块输出的第二目标开度输入第二判断模块中，以获取第二判断结果，其中，所述第二判断结果用于指示所述第二目标开度是否为全开；将所述第一判断结果及所述第二判断结果输入第三判断模块中，以获取目标判断结果，其中，所述目标判断结果用于指示所述负荷控制指令与所述高排压力自动控制指令之间是否可以无扰切换。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：将所述目标判断结果及所述供热退出指令输入触发器；若所述目标判断结果指示无扰切换、且供热退出指令指示供热未退出，确定速率限制模块的第一输入端输入的指令用于指示速率限制模块的输入由负荷控制指令切换为所述高排压力自动控制指令。

技术总结
本公开提出一种核电机组低压缸调节阀门的控制系统及方法，涉及核电技术领域。包括：高排压力控制回路、无扰切换回路、触发器、第一切换模块、第二切换模块、速率限制模块。由此，可以在纯凝工况与供热工况相互切换时，基于负荷控制指令对低压缸调节阀门进行控制，与基于高排压力控制指令对低压缸调节阀门控制方式进行相互切换，且保证了切换过程中的平滑，不会出现较大阶跃扰动，即切换前后，机组负荷及高排压力均不会出现较大的波动，避免将核电机组带入瞬态工况，进而对核电机组安全运行带来隐患。患。患。


技术研发人员：吴放 范少华 徐国彬 杨金凤 李建伟 王翔宇 齐伦
受保护的技术使用者：国核电力规划设计研究院有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/7/20