[发明专利]一种核电站蒸发器水位监控系统及其监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电站设备领域，尤其涉及一种核电站蒸发器水位监控系统及其监控方法。

背景技术

蒸发器是核电站重要的设备，蒸发器水位的控制对于核电站的设备保护和热量传输非常重要。蒸发器水位是可直接导致跳堆的关键参数，水位过高将淹没干燥器，使出口蒸汽湿度增加，加剧汽机叶片冲蚀现象，影响机组的寿命甚至使机组损坏；水位过低将引起一回路冷却剂温度升高，导致堆芯冷却不足，以及蒸汽发生器传热管损坏。

由于影响蒸发器水位控制的参数复杂，控制逻辑复杂，使得因蒸发器水位波动引起核电站发生跳堆事件，给核电站的设备带来安全风险，同时也给核电站的经济效益带来不利影响，因此蒸发器水位控制是核电站最复杂的控制系统之一。当前核电站蒸发器主要通过ARE系统进行水位控制，以维持蒸发器二次侧的水位在需求的整定值上。

ARE系统通过大小阀控制蒸发器的水位。采用大小阀控制，其目的是实现在负荷小、给水流量低的情况下，采用小阀控制使其具有更好的灵活性，减小大阀阀瓣的动作，以保护大阀；在负荷大、给水流量高的情况下，采用大阀控制，小阀保持全开，以使水位控制更迅速平稳。具体地，ARE系统包括一个主控制器、与主控制器相连的用于控制大阀开度的第一副控制器和第一手动控制器、与主控制器相连的用于控制小阀开度的第二副控制器和第二手动控制器以及相关信息采集设备。大阀与小阀的控制共用一个主控制器进行控制，而主控制器不能同时接收第一手动控制器和第二手动控制器发送的手动信号，现有技术中采用负荷小于20％时接收第二手动控制器的手动信号，负荷大于或等于20％接收第一手动控制器的手动信号。

这样的设计可实现在负荷小于20％时，主动控制大阀关闭，实现小阀自动控制与手动控制的无扰切换，保证蒸发器水位控制的稳定。但存在以下不足：在负荷大于20％时，大阀可实现自动控制与手动控制的无扰切换，而小阀不能实现自动控制与手动控制的无扰切换，容易导致水位波动而影响核电站的正常运行。具体地，在负荷大于20％时，大阀与小阀的水位控制存在以下情形：(1)在负荷大于20％时，可通过主控制器和第一副控制器、第二副控制器实现对大阀和小阀开度的自动控制。然而在蒸发器水位偏差大时，自动控制无法很好实现将蒸发器二次侧的水位在需求的整定值的目的，因此需要引入手动控制。(2)在负荷大于20％时，大阀自动控制的情况下，若通过第二手动控制器控制小阀开度，由于主控制器只接收来自第一手动控制器的手动信号，而不接收来自第二手动控制器的手动信号，此时第二副控制器与第二手动控制器的输出信号存在不一致，容易导致在从手动控制切换成自动控制时，由于信号的突变，不能实现小阀的无扰切换。(3)在负荷大于20％时，可通过主控制器与第一手动控制器配合以手动控制大阀开度，而通过主控制器与第二副控制器实现对自动控制小阀开度，在手动控制大阀时，水位波动较大，产生汽水失配信号，影响水位的平衡控制，导致小阀水位控制超调失控。(4)在负荷大于20％时，第一手动控制器和第二手动控制器分别发送控制大阀和小阀开度的手动信号，此时主控制器只接收第一手动控制器的手动信号，而不直接第二手动控制器的手动信号，而第二副控制器接收主控制器传送的信号与第二手动控制器的手动信号不一致，容易导致在从手动控制切换成自动控制时，由于信号的突变，不能实现小阀的无扰切换。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种核电站蒸发器水位监控系统及其监控方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种核电站蒸发器水位监控系统，用于控制设置在蒸发器上的大阀和小阀的开度，包括用于产生水位偏差信号的偏差信号生成机构、与所述偏差信号生成机构相连的用于将所述水位偏差信号处理成第一流量控制信号的第一主控制器、与所述第一主控制器相连并与所述大阀相连的用于自动控制所述大阀开度的第一副控制器、分别与所述第一主控制器和所述第一副控制器相连的用于产生汽水失配信号的失配信号生成机构、与所述第一副控制器相连的用于产生负偏置信号的负偏置信号生成机构、以及用于手动控制所述大阀开度的第一手动控制器；所述第一副控制器对接收到的所述第一流量控制信号、汽水失配信号和负偏置信号进行处理以形成自动控制所述大阀开度的第一开度控制信号；所述第一手动控制器手动控制大阀时产生用于使汽水失配信号输入至第一主控制器以形成第一手动跟随信号的第一状态信号；