一种钠冷快堆主给水流量控制系统的制作方法

本发明涉及钠冷快堆主给水流量控制，特别是涉及一种钠冷快堆主给水流量控制系统。

背景技术：

1、钠冷快堆中，蒸汽发生器采用直流蒸汽发生器，直流蒸汽发生器给水容积小，汽化分界线移动使水汽空间变化引起管道振动，同时主给水系统还承担着控制蒸汽发生器出口钠温的重要功能，因此要求主给水流量调节具有极高的控制精度，这增加了主给水系统流量实现自动化控制的难度。

2、钠冷快堆28％堆功率以下需要完成水-汽转换、汽-水转换、汽轮机冲转和并网等一系列重要节点，这些节点对给水控制精度要求高，因此钠冷快堆28％堆功率下为手动控制给水流量，这大大增加了操作人员的工作强度，给机组带来不稳定因素。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种钠冷快堆主给水流量控制系统，保证主给水流量控制满足机组要求的同时实现整个功率平台主给水流量全自动控制，保证主给水流量在各个瞬态工况具有快速响应的调节能力。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种钠冷快堆主给水流量控制系统，包括：

4、控制模式切换模块，用于在主给水调节阀自动控制模式下，对主给水流量的单冲量控制模式和三冲量控制模式进行无扰切换；

5、三冲量pid，用于执行主给水流量三冲量控制模式；在主给水流量三冲量控制模式下，三冲量pid向主给水调节阀输出主给水调节阀开度信号，主给水调节阀根据三冲量pid输出的主给水调节阀开度信号进行开度调节，从而控制主给水流量；

6、单冲量pid，用于执行主给水流量单冲量控制模式；在主给水流量单冲量控制模式下，单冲量pid向主给水调节阀输出主给水调节阀开度信号，主给水调节阀根据单冲量pid输出的主给水调节阀开度信号进行开度调节，从而控制主给水流量；

7、主给水调节阀的大阀和小阀通过曲线拟合成主给水调节阀。

8、作为其中一种可实现的方式，单冲量pid单冲量控制主给水流量，包括如下步骤：

9、接收蒸发器出口钠温与蒸发器出口钠温设定值的差值；根据蒸发器出口钠温与蒸汽阀出口钠温设定值的差值，计算主给水流量设定值；

10、根据主给水流量设定值，计算主给水调节阀开度设定值；

11、根据主给水调节阀开度设定值，生成主给水调节阀开度信号发送至主给水调节阀；

12、主给水调节阀根据主给水调节阀开度信号进行开度调节。

13、作为其中一种可实现的方式，三冲量pid包括：

14、三冲量主调pid，用于接收蒸发器出口钠温、蒸发器出口钠温设定值和主给水流量前馈值；根据蒸发器出口钠温与蒸发器出口钠温设定值的差值，计算主给水流量第一设定值；将主给水流量前馈值与主给水流量第一设定值相加，得到主给水流量第二设定值；

15、三冲量副调pid，用于接收主给水流量第二设定值和主给水流量测量值；根据主给水流量第二设定值与主给水流量测量值的差值，计算主给水调节阀开度设定值；根据主给水调节阀开度设定值，生成主给水调节阀开度信号发送至主给水调节阀；

16、主给水调节阀根据主给水调节阀开度信号进行开度调节。

17、作为其中一种可实现的方式，根据反应堆二回路钠泵转速、过热器进口钠温和蒸发器出口钠温设定值，按照如下公式计算主给水流量前馈值：

18、主给水流量前馈值＝((反应堆二回路钠泵转速/5.6)×((过热器进口钠温-蒸发器出口钠温设定值)/197))×(反应堆满功率工况下正常运行时单环路主给水流量/100)；

19、其中，主给水流量前馈值的单位为t/h；反应堆满功率工况下正常运行时单环路主给水流量为t/h；反应堆二回路钠泵转速单位为rpm；过热器进口钠温和蒸发器出口钠温设定值的单位均为℃。

20、作为其中一种可实现的方式，单冲量控制模式下，三冲量副调pid跟踪单冲量pid的输出值，在单冲量控制模式向三冲量控制模式切换时，三冲量副调pid的输出值从其跟踪值开始；

21、三冲量控制模式下，单冲量pid跟踪三冲量副调pid的输出值，在三冲量控制模式向单冲量控制模式切换时，单冲量pid的输出值从其跟踪值开始。

22、作为其中一种可实现的方式，控制模式切换模块，用于在主给水调节阀自动控制模式下，自动或手动切换主给水流量控制模式为三冲量控制模式或单冲量控制模式；手动切换优先级高于自动切换。

23、作为其中一种可实现的方式，在钠冷快堆反应堆低功率阶段，控制模式切换模块自动切换为单冲量控制模式；在钠冷快堆反应堆高功率阶段，控制模式切换模块自动切换为三冲量控制模式。

24、作为其中一种可实现的方式，钠冷快堆反应堆低功率阶段为钠冷快堆反应堆功率在28％满功率以下；钠冷快堆反应堆高功率阶段为钠冷快堆反应堆功率超过28％满功率。

25、作为其中一种可实现的方式，钠冷快堆主给水流量控制系统，还包括：

26、手自动切换模块，用于无扰切换主给水调节阀、大阀和小阀的控制模式为手动控制模式或自动控制模式。

27、作为其中一种可实现的方式，主给水调节阀手动控制模式下，三冲量副调pid根据手动输入的主给水调节阀开度设定值生成主给水调节阀开度信号向主给水调节阀输出，主给水调节阀根据三冲量副调pid输出的主给水调节阀开度信号进行开度调节；

28、主给水调节阀手动控制模式下，三冲量副调pid跟踪自身输出值，在主给水调节阀手动控制向自动控制模式切换时，主给水调节阀的开度从三冲量副调pid的跟踪值开始调节。

29、作为其中一种可实现的方式，大阀手动控制模式下，三冲量副调pid根据手动输入的大阀开度设定值生成大阀开度信号向大阀输出，大阀根据三冲量副调pid输出的大阀开度信号进行开度调节；

30、大阀手动控制模式下，大阀跟踪自身当前开度，三冲量副调pid跟踪大阀由大阀当前开度按拟合曲线反函数计算的开度值；

31、在大阀手动控制模式向自动控制模式切换时，大阀的开度从三冲量副调pid的跟踪值开始调节。

32、作为其中一种可实现的方式，小阀手动控制模式下，三冲量副调pid根据手动输入的小阀开度设定值生成小阀开度信号向小阀输出，小阀根据三冲量副调pid输出的小阀开度信号进行开度调节；

33、小阀手动控制模式下，小阀跟踪自身当前开度，三冲量副调pid跟踪小阀由小阀当前开度按拟合曲线反函数计算的开度值；

34、在小阀手动控制模式向自动控制模式切换时，大阀的开度从三冲量副调pid的跟踪值开始调节。

35、作为其中一种可实现的方式，在大阀和小阀中，一个为手动控制模式，一个为自动控制模式时，手动控制模式向自动控制模式切换需要满足以下条件：小阀开度小于87.5％且大阀开度小于1％，或者小阀开度大于99％且大阀开度大于20％。

36、本发明的有益技术效果：

37、本发明的钠冷快堆主给水流量控制系统，实现了主给水流量整个功率平台的全过程自动控制和在各个瞬态工况具有快速响应的调节能力，具体地，主给水调阀的大阀和小阀合通过曲线拟合成主给水调节阀来控制，便于对主给水调节阀的大阀和小阀进行总体控制，为主给水流量整个功率平台的全过程自动控制提供了前提；通过在钠冷快堆反应堆低功率阶段采用主给水流量单冲量的控制方式，钠冷快堆反应堆高功率阶段采用主给水流量三冲量的控制方式，提高了整个功率平台主给水流量控制的精度；通过主给水流量前馈的控制方式，保证了主给水流量在各个瞬态工况具有快速响应的调节能力，提高了主给水流量控制的抗扰性。