[发明专利]一种核电厂凝泵运行工艺仿真方法

说明书

本发明公开了一种核电厂凝泵运行工艺仿真方法，利用核电机组全范围模拟机模型，分别仿真工频模式、变速模式时不同负荷下，上水阀的开度值、凝泵出口压力值、凝泵的流量、凝泵的转速，在得到以上数据后，绘制工频模式和变速模式下的负荷与阀门开度的函数曲线、负荷与凝泵出口压力的函数曲线、负荷与凝泵电机功率的函数曲线，实现常规岛系统的全模型工艺仿真，本发明实现常规岛系统的全模型工艺仿真，方案经济、易操作、输出直观、可达性强。同时，由于仿真模拟已通过现场实际运行验证，可保证仿真结果可靠性高，能替代传统火电的现场试验方案。因此，解决了核电机组无法现场试验的关键难题，为电厂节约大量的试验经费。

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电厂凝泵运行工艺仿真方法。

背景技术

核电站二回路水回路流程简图如图1所示，图中1是凝结水泵，简称凝泵，2是上水阀，3是除氧器，4是凝汽器。凝结水泵作为核电站常规岛凝结水系统的重要动力设备，其传统运行方式采用工频运行。除氧器的水位通过改变凝结水泵的出口处的上水阀的开度来控制。广核CPR1000机组每台机组均配备三台50％的凝结水泵，采用两用一备的运行方式。由于凝结水泵设计选型裕度较大，当电厂投运两台凝泵时将通过减小上水阀开度来保证除氧器的流量需求，在机组满功率运行状态下上水阀的开度通常不足50％。由于上水阀存在较大节流损失，而且当机组参与调峰，随着负荷下降，上水阀开度进一步减小，凝泵仍以额定转速运行，偏离经济运行工况，造成电能浪费严重。

凝结水泵变速节能的基本原理如图2所示，其中Q、H分别为泵出口流量和扬程，点1、2、3分别表示额定工况、限压工况、允许最低工况，n1/n2/n3和S1/S2/S3分别为不同工况下对应的凝结水泵性能曲线和管路特性线。凝泵变速工况允许时，随着上水阀开度增加，管路阻力系数减小(S1→S2)，凝泵转速相应下降(n1→n2)，实现节能降耗的目的。但由于泵本体设计和凝结水泵下游用户影响，凝结水泵实际变速调节过程中必然存在最低可用转速。其中，允许最低工况即表示根据泵的设计特性，受其结构、效率、汽蚀余量等参数影响由泵厂家提供的可允许的最低转速，限压工况表示受凝结水泵下游系统用户压力限制对应的工况。如何准确获取机组在不同负荷下工况所对应的系统参数，是凝结水泵节能改造的重点和难点工作。

目前常规火电厂已有不少凝结水泵变速改造的成功案例，由于核电机组和常规火电机组在管理和运行控制目标方面侧重点不同，凝结水泵变频改造在核电厂实施的最大困难在于核电厂不具备现场试验条件，故核电厂的凝结水泵均采用工频泵运行控制方式，暂无变速改造先例。由于核电厂无法通过机组变负荷试验方式直接获得不同负荷与上水阀开度、凝泵出口压力等重要参数的函数关系，无法通过试验验证变负荷工况下机组的运行状态和控制策略是安全、可靠的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电厂凝泵运行工艺仿真方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂凝泵运行工艺仿真方法，包括：

利用核电机组全范围模拟机模型，仿真凝泵在工频模式时不同负荷下，上水阀的开度值、凝泵出口压力值、凝泵的流量、凝泵的转速，根据流量、转速计算凝泵电机功率，绘制工频模式下的负荷与阀门开度的函数曲线、负荷与凝泵出口压力的函数曲线、负荷与凝泵电机功率的函数曲线。

利用核电机组全范围模拟机模型，仿真凝泵在变速模式时不同负荷下，上水阀的开度值、凝泵出口压力值、凝泵的流量、凝泵的转速，根据流量、转速计算凝泵电机功率，绘制变速模式下的负荷与阀门开度的函数曲线、负荷与凝泵出口压力的函数曲线、负荷与凝泵电机功率的函数曲线。

在本发明所述的方法，仿真工频模式/变速模式时不同负荷下，上水阀的开度值、凝泵出口压力值、凝泵的流量、凝泵的转速，包括：

在模拟机模型中输入不同转速下凝泵的性能特性曲线数据；

修改模拟机模型中的凝泵正常运行及各种瞬态工况下的控制逻辑；