[发明专利]一种电厂核动力装置混合式蒸汽发生器系统

说明书

本发明公开了一种电厂核动力装置混合式蒸汽发生器系统。该系统包括：自然循环蒸汽发生器、直流蒸汽发生器、蒸汽混合输出模块和控制器，蒸汽混合输出模块接收来自自然循环蒸汽发生器和直流蒸汽发生器产生的蒸汽并进行混合后输出，控制器用于控制自然循环蒸汽发生器出口的蒸汽压力、蒸汽温度以及直流蒸汽发生器出口的蒸汽压力、蒸汽温度。本发明的蒸汽发生器系统的蒸汽质量好，并且更加安全可靠。

技术领域

本发明属于电厂核动力装置技术领域，更具体地，涉及一种电厂核动力装置混合式蒸汽发生器系统。

背景技术

蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备。在核反应堆中，核裂变产生的能量由冷却剂带出，通过蒸汽发生器产生一定压力、一定温度和一定干度的蒸汽。由于自然循环蒸汽发生器采用饱和蒸汽，直流蒸汽发生器产生过热蒸汽，两者进行组合使用时存在困难，传统的电厂核动力装置多采用单一的自然循环蒸汽发生器，或者单一的直流蒸汽发生器。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种电厂核动力装置混合式蒸汽发生器系统，蒸汽质量好，并且更加安全可靠。

为实现上述目的，本发明提供了一种电厂核动力装置混合式蒸汽发生器系统，包括：自然循环蒸汽发生器、直流蒸汽发生器、蒸汽混合输出模块和控制器，蒸汽混合输出模块接收来自自然循环蒸汽发生器和直流蒸汽发生器产生的蒸汽并进行混合后输出，控制器用于控制自然循环蒸汽发生器出口的蒸汽压力、蒸汽温度以及直流蒸汽发生器出口的蒸汽压力、蒸汽温度。

进一步地，将自然循环蒸汽发生器的蒸汽出口的蒸汽压力记为p，其蒸汽出口的蒸汽温度记为t，直流蒸汽发生器的蒸汽出口的蒸汽压力记为p’，其蒸汽出口的蒸汽温度记为t’，该控制器用于使得p’、p、t’、t满足p’＝(1+a)p，t’＝t+b，a的取值范围为(5％，10％]，b的取值范围为[20，30]。

进一步地，该控制器包括第一控制器，第一控制器用于采用基于水位控制的方法控制自然循环蒸汽发生器的运行。

进一步地，该控制器还包括第二控制器和第三控制器，第二控制器用于通过调节二次侧流量控制直流蒸汽发生器出口蒸汽压力，第三控制器用于通过调节一次侧流量控制直流蒸汽发生器出口蒸汽温度。

进一步地，第二控制器和第三控制器采用解耦控制，具体包括步骤：

通过采集直流蒸汽发生器一次侧流量、二次侧流量以及对应的直流蒸汽发生器蒸汽出口的蒸汽压力和蒸汽温度的测量值，确定直流蒸汽发生器的输入输出传递函数矩阵；

确定解耦后的直流蒸汽发生器的目标输入输出传递函数矩阵；

根据直流蒸汽发生器的目标输入输出传递函数矩阵和输入输出传递函数矩阵确定补偿矩阵；

根据直流蒸汽发生器的目标输入输出传递函数矩阵确定第二控制器和第三控制器的控制函数。

进一步地，将直流蒸汽发生器一次侧流量记为m₁，将直流蒸汽发生器二次侧流量记为m₂，直流蒸汽发生器的蒸汽出口的蒸汽压力记为p’，其蒸汽出口的蒸汽温度记为t’，直流蒸汽发生器的输入输出传递函数矩阵记为W₀(s)，G₁₁(s)为温度t’对流量m₁的传递函数，G₂₁(s)为压力p’对流量m₁的传递函数，G₁₂(s)为温度t’对流量m₂的传递函数，G₂₂(s)为压力p’对流量m₂的传递函数。