用于高温气冷堆蒸汽温度控制系统的仿真方法与流程

本公开实施例属于高温气冷堆自动控制，具体涉及一种用于高温气冷堆蒸汽温度控制系统的仿真方法。

背景技术：

1、由于高温气冷堆示范工程是一个多输入多输出的复杂大系统，各控制量与被调量之间都存在紧密的耦合关系，控制策略至执行机构都是首次应用于工程实践，蒸汽温度控制系统的调试工作将是全新的挑战，蒸汽温度控制系统为国内核电站首次应用，如何验证高温气冷堆示范工程蒸汽温度控制系统调试方法的合理性和可靠性，掌握关键系统设备的调试方法及其运行特性，避免工程调试过程中频繁引入扰动，是现在面临的重大问题。

2、针对上述问题，有必要提出一种设计合理且有效解决上述问题的用于高温气冷堆蒸汽温度控制系统的仿真方法。

技术实现思路

1、本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于高温气冷堆蒸汽温度控制系统的仿真方法。

2、本公开实施例提供一种用于高温气冷堆蒸汽温度控制系统的仿真方法，所述方法包括：

3、对氦气流量控制器进行比例作用，并对所述氦气流量控制器施加第一氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号；

4、根据所述第一氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，得到所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用下对应的闭环响应曲线；

5、根据所述蒸汽温度控制系统在比例作用下的各所述闭环响应曲线，选择目标比例增益；

6、对所述氦气流量控制器进行比例作用和积分作用，并对所述氦气流量控制器施加第二氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，其中，所述氦气流量控制器的比例增益为所述目标比例增益；

7、根据所述氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，得到所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用和积分作用下对应的闭环响应曲线；

8、根据所述蒸汽温度控制系统在比例作用和积分作用下的各所述闭环响应曲线，选择目标积分时间常数。

9、可选的，所述根据所述第一氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，得到所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用下对应的闭环响应曲线，包括：

10、根据所述第一氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，调整所述氦气流量控制器的比例增益，获得在不同比例增益下所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用下从初始到稳态对应的闭环响应曲线，以得到所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用下对应的闭环响应曲线。

11、可选的，所述调整所述氦气流量控制器的比例增益，包括：

12、先将所述氦气流量控制器的比例增益设置为较小值，并逐渐增大至较大值；其中，

13、所述氦气流量控制器的比例增益的调整范围为0.5～5。

14、可选的，所述根据所述蒸汽温度控制系统在比例作用下的各所述闭环响应曲线，选择目标比例增益，包括：

15、根据所根据所述在比例作用下的各所述闭环响应曲线的振荡大小、稳定时间短长短和偏差大小中的至少一者，在各不同比例增益中选择所述目标比例增益。

16、可选的，所述对所述氦气流量控制器施加第一氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，包括：

17、对所述氦气流量控制器施加幅值范围为0.5kg/s～1.5kg/s的氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号。

18、可选的，所述根据所述第二氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动，得到所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用和积分作用下对应的闭环响应曲线，包括：

19、根据所述第二氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，调整所述氦气流量控制器的积分时间常数，获得在不同积分时间常数下所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量从初始到稳态对应的闭环响应曲线，以得到所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用和积分作用下对应的闭环响应曲线。

20、可选的，所述调整所述氦气流量控制器的积分时间常数，包括：

21、先将所述积分时间常数设定为一个较大值，并逐渐减小所述积分时间常数；其中，所述积分时间常数的调整范围为0.5～0.01。

22、可选的，所述根据所述蒸汽温度控制系统在比例作用和积分作用下的各所述闭环响应曲线，选择目标积分时间常数，包括：

23、根据所述在比例作用和积分作用下的各所述闭环响应曲线的振荡大小、稳定时间短长短和偏差大小中的至少一者，在各不同积分时间常数中选择所述目标积分时间常数。

24、可选的，所述过程状态变量包括氦风机转速设定值及其修正量、主氦风机转速、一回路氦气质量流量、核功率、反应堆出口热氦温度、蒸发器出口蒸汽温度和输出热功率种的至少一者。

25、可选的，所述对所述氦气流量控制器施加第二氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，包括：

26、对所述氦气流量控制器施加幅值范围为0.5kg/s～1.5kg/s的氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号。

27、本公开实施例的用于高温气冷堆蒸汽温度控制系统的仿真方法，通过仿真方法对氦气流量控制器先进行比例作用，然后进行比例作用和积分作用，间接实现了对蒸发器出口蒸汽温度控制器的调试过程，根据蒸汽温度控制系统各过程状态变量对应的闭环响应曲线得到目标比例增益和目标积分时间常数，通过目标比例增益和目标积分时间常数，在实际运行时实现对蒸发器出口蒸汽温度的精准控制。本公开实施例的仿真方法，通过仿真方法验证了高温气冷堆示范工程蒸汽温度控制系统调试方法的合理性和可靠性，掌了握关键系统设备的调试方法及其运行特性，避免了工程实际应用时为机组频繁引入扰动，完成了高温堆示范工程调试任务，保障高温堆示范工程安全可靠运行。

技术特征：

1.一种用于高温气冷堆蒸汽温度控制系统的仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，得到所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用下对应的闭环响应曲线，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整所述氦气流量控制器的比例增益，包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述蒸汽温度控制系统在比例作用下的各所述闭环响应曲线，选择目标比例增益，包括：

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述氦气流量控制器施加第一氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，包括：

6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，得到所述蒸汽温度控制系统各过程状态变量在比例作用和积分作用下对应的闭环响应曲线，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调整所述氦气流量控制器的积分时间常数，包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述蒸汽温度控制系统在比例作用和积分作用下的各所述闭环响应曲线，选择目标积分时间常数，包括：

9.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述过程状态变量包括氦风机转速设定值及其修正量、主氦风机转速、一回路氦气质量流量、核功率、反应堆出口热氦温度、蒸发器出口蒸汽温度和输出热功率种的至少一者。

10.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述氦气流量控制器施加第二氦气质量流量设定值的负/正阶跃扰动信号，包括：

技术总结
本公开实施例提供一种用于高温气冷堆蒸汽温度控制系统的仿真方法，通过对氦气流量控制器先进行比例作用，然后进行比例作用和积分作用，间接实现了对蒸发器出口蒸汽温度控制器的调试，根据蒸汽温度控制系统各过程状态变量的各闭环响应曲线得到目标比例增益和目标积分时间常数，通过目标比例增益和目标积分时间常数，在实际运行时实现对蒸发器出口蒸汽温度的精准控制。本公开实施例的仿真方法，通过仿真方法验证了高温气冷堆示范工程蒸汽温度控制系统调试方法的合理性和可靠性，掌了握关键系统设备的调试方法及其运行特性，避免了工程实际应用时为机组频繁引入扰动，完成了高温堆示范工程调试任务，保障高温堆示范工程安全可靠运行。

技术研发人员：程鹏,叶林,赵峰,孟强,雷川,王琛翔,刘燕,房俊生
受保护的技术使用者：华能山东石岛湾核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13