[发明专利]核电系统、汽轮机及其堆机协调控制方法与装置

说明书

本发明属于核电技术领域，提供了一种核电系统、汽轮机及其堆机协调控制方法与装置。在本发明中，通过检测汽轮机的运行模式，若汽轮机的运行模式在并网后由负荷模式切换为转速模式，则获取汽轮机的转速设定值、转速实测值以及额定功率，并根据转速设定值、转速实测值以及额定功率获取汽轮机的负荷参考值，且将负荷参考值反馈至核岛系统，以便于核岛系统根据负荷参考值调节反应堆功率，进而使得反应堆与汽轮机达到功率匹配，解决了现有汽轮机由负荷模式转切换为转速模式且带负荷运行时存在堆机间功率不匹配的问题。

技术领域

本发明属于核电技术领域，尤其涉及一种核电系统、汽轮机及其堆机协调控制方法与装置。

背景技术

针对二回路核电系统而言，核电设备主要由核岛系统(一回路)、常规岛(二回路)系统主设备和辅助设备构成；其中，核岛系统指的是核反应堆功率控制系统，常规岛系统指的是汽轮机调节系统。由于在核电系统正常运行时，核电厂核岛系统产生的蒸汽，用来驱动常规岛的汽轮机，从而带动发电机转动产生电能，因此核电厂反应堆和汽轮发电机组之间的功率协调控制极为重要，二者涉及核能向电能的转换，也涉及与电能之间的能量平衡，只有安全可靠的堆机匹配才能确保核电厂安全、经济地运行。

目前，现有的核电机组正常运行时采用“堆跟机”的工作模式，即反应堆根据汽轮机状态(负荷)调节核功率，维持一二回路的能量平衡，以确保机组可以参与负荷跟踪和电网的调频运行。例如，相关核电项目堆机之间的功率协调控制采用“堆跟机”运行模式，汽轮机侧采用汽轮机数字电液控制系统(Digital Electric Hydraulic Control System)，该系统在机组并网后可采用转速模式(Speed mode)和负荷模式(Load mode)对汽轮机功率进行控制。

如图1所示，在相关系统中，当机组在并网前，切换开关位置为图示状态，此时汽轮机负荷设定值被强制为0，汽轮机转速依靠转速设定值及转速模式进行控制；当机组并网后，切换开关位置自动变为图示位置的相反状态，此时汽轮机负荷设定值由操纵员设定，功率控制由负荷模式进行控制，转速环节根据转速设定值和实际转速的偏差经过死区环节后参与电网调频。此外，在机组并网后操纵员可以将切换开关手动切回图示状态，此时汽轮机功率由转速设定值和实测转速间的偏差经过斜率(不等率)环节生成，单从汽轮机角度考虑汽轮机仍可正常发电运行。

然而，由于图1中所示的72信号(汽轮机负荷参考值信号)为汽轮机负荷参考值取源位置，且在机组正常并网发电后，汽轮机数字电液控制系统可以在负荷模式或转速模式下运行，因此，当汽轮机数字电液控制系统处于负荷模式时，72信号即为汽轮机负荷设定值；当操纵员将汽轮机运行由负荷模式转切换为转速模式且带负荷运行时，将会使72信号突变为0，进而使得核岛系统侧的反应堆功率下降，汽轮机为维持功率的稳定运行将开大汽轮机调阀，而开大汽轮机调阀会引起反应堆过冷，导致堆机间功率不匹配，从而引发核安全事故。

综上所述，现有的汽轮机数字电液控制系统在汽轮机由负荷模式转切换为转速模式且带负荷运行时，存在堆机间功率不匹配的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种核电系统、汽轮机及其堆机协调控制方法与装置，旨在解决现有汽轮机数字电液控制系统在汽轮机由负荷模式转切换为转速模式且带负荷运行时，存在堆机间功率不匹配的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种堆机协调控制方法，用于核电站的反应堆与汽轮机之间的协调控制，所述堆机协调控制方法包括：

检测所述汽轮机的运行模式；

若所述汽轮机的运行模式在并网后由负荷模式切换为转速模式，则获取所述汽轮机的转速设定值、转速实测值以及额定功率；

根据所述转速设定值、所述转速实测值以及额定功率获取所述汽轮机的负荷参考值；

将所述负荷参考值反馈至核岛系统，以便于所述核岛系统根据所述负荷参考值调节反应堆功率。