專利名稱：壓水反應堆蒸汽發(fā)生器滿功率范圍內的給水控制的制作方法
當前系統(tǒng)80+給水控制系統(tǒng)(FWCS)在5％和100％功率之間自動控制蒸汽發(fā)生器的給水流量。但是，在5％功率以下的給水控制是手動操作的。當前FWCS利用蒸汽流量、給水流量和蒸汽發(fā)生器水位的輸入信號形成控制給水閥位置和給水泵速度的輸出信號。
存在有大型經濟給水閥，小型下水管給水閥和極小型的起動給水閥。起動給水控制閥與下水管給水閥平行放置。大型經濟給水閱在20％-100％功率之間由以上三個FWCS信號自動控制。此外，小型下水管給水閥在20％-100％功率之間由FWCS的蒸汽發(fā)生器水位信號自動控制。此外，極小型起動給水閥在功率電平為0％-5％之間時由操作人員手動控制。
本發(fā)明的一個目的是簡化FWCS的設計，根據(jù)現(xiàn)有功率電平，F(xiàn)WCS以前有兩個自動工作系統(tǒng)和一個手動工作系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供一種比當前系統(tǒng)尤其是系統(tǒng)80+給水控制系統(tǒng)更可靠的給水系統(tǒng)，當功率電平為5％-20％之間時，通過利用附加輸入信號和增加自動給水控制運行范圍，從而使操作人員在低于5％的運行功率電平下不再對FWCS進行監(jiān)視和操作。
上述以及其他需求通過一種壓水反應堆蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的給水控制系統(tǒng)得到滿足，該系統(tǒng)包括第一輸入信號，由下水管給水流量壓差確定；第二輸入信號，由反應堆功率電平確定；第一輸出信號，由與蒸汽發(fā)生器水位所確定的第三輸入信號相結合的所述第一和第二輸入信號確定，當蒸汽發(fā)生器負荷和反應堆都以第一預定功率電平運行時，所述第一輸出信號自動控制至少一個給水泵和調節(jié)從一個或多個給水泵到蒸汽發(fā)生器的水流量的指定閥；第二輸出信號，由蒸汽發(fā)生器水位確定，當所述蒸汽發(fā)生器負荷和所述反應堆都以第二預定功率電平運行時，所述第二輸出信號自動控制至少一個起動給水控制閥。
在本發(fā)明的最佳實施例中，第一預定功率電平為約5％到約20％之間，第二預定功率電平為0到約5％之間。此外，在本發(fā)明的最佳實施例中，第一指定閥包括至少一個經濟給水控制閥，以及至少一個下水管給水控制閥。
此外，在本發(fā)明的最佳實施例中，起動給水控制閥在所述第一預定功率電平停止控制給水，給水控制系統(tǒng)包括與第二輸出信號串聯(lián)的延遲設備。延遲設備保證直到下水管閥到達打開狀態(tài)為止起動給水控制閥不會到達閉合狀態(tài)，從而保證了為蒸汽發(fā)生器提供連續(xù)給水。
上述目的以及其他還通過一種為壓水反應堆中蒸汽發(fā)生器提供給水的控制方法來實現(xiàn)，所述方法包括以下步驟提供第一輸入信號，由下水管給水流量壓差確定；提供第二輸入信號，由反應堆功率電平確定。該方法還包括的步驟有當蒸汽發(fā)生器蒸汽負荷和反應堆都以第一預定功率電平運行時，利用第一輸出信號自動控制至少一個給水泵和調節(jié)從所述至少一個給水泵到蒸汽發(fā)生器的水流量的第一閥，所述第一輸出信號由與蒸汽發(fā)生器電平所確定的第三輸入信號結合的所述第一和第二輸入信號確定；以及當所述蒸汽發(fā)生器負荷和所述反應堆都以第二預定功率電平運行時，利用由蒸汽發(fā)生器水位確定的第二輸出信號自動控制至少一個起動給水控制閥。
如上所述，在本發(fā)明的最佳實施例中，第一預定功率電平為約5％到約20％之間，第二預定功率電平為0到約5％之間。此外在本發(fā)明的最佳實施例中，第一指定閥包括至少一個經濟給水控制閥和至少一個下水管給水控制閥。該方法還包括以下步驟在所述第一預定功率電平提供閉合起動給水控制閥的信號，為所述第二輸出信號提供延遲器并自動運行所述延遲器，以保證直到所述下水管閥到達打開狀態(tài)為止，所述起動給水控制閥不會到達閉合狀態(tài)。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明原理的擴展了范圍的自動給水控制的功能性結構。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明原理的具有流量和水位變送器的給水流量路徑。
一種系統(tǒng)滿足了上述需要，在這種系統(tǒng)中，在反應堆功率從0％-100％的整個范圍內，能自動控制壓水反應堆(PWR)蒸汽發(fā)生器的給水流量。圖1所示為具有能實現(xiàn)這種控制的特征的核動力給水控制系統(tǒng)(FWCS)的功能性結構。
兩個幾乎同樣的FWCS，一個用于蒸汽發(fā)生器A10，一個用于蒸汽發(fā)生器B11，它們都設有如ABB燃燒工程核動力(ABB-CENP)核蒸汽供應系統(tǒng)這樣的蒸汽供應系統(tǒng)。圖1簡化了這兩個FWCS。如圖2所示，F(xiàn)WCS通過處理來自變送器的信號以及控制泵和閥來控制給水流量。
首先，每個FWCS從不同的信號源接收輸入信號，信號在圖1中用數(shù)字表示。這些信號傳送的數(shù)據(jù)涉及總給水流量壓差(DP)16，下水管給水流量DP15，蒸汽流量DP12，蒸汽發(fā)生器水位13，反應堆功率14，以及反應堆冷卻系統(tǒng)平均溫度測量信道17。
一旦接收并處理這些信號，每個FWCS產生輸出流量命令(FD)信號18。FD信號經處理變成分別由給水泵19、經濟給水控制閥20和下水管給水控制閥21接收的輸出信號27、28和29。
高速邏輯處理器22也接收來自每個FWCS的FD信號，并且將FD送入其他FWCS中。FD由高速邏輯處理器進行處理，用于確定泵速度命令。
當FWCS基于輸入信號確定輸出命令信號時，分別用于給水泵、下水管給水控制閥、經濟控制閥的手動/自動控制站23、24、25置于自動模式。當手動/自動控制站23、24、25中的任何一個置于手動模式時，其輸出信號由操作人員確定和控制。
當給水泵運行時每個FWCS都置于自動模式，控制閥控制給水流量以便使SG水位保持穩(wěn)定。但是，對現(xiàn)有FWCS來說，例如ABB-CENPFWCS，反應堆功率和蒸汽負荷必須約為5％或者更多，一般是15-20％，以建立這些條件。
為了在反應堆功率和蒸汽負荷低于5％時自動控制SG水位，為每個起動給水控制閥26提供新的輸出信號30。起動給水控制閥是基于SG水位自動控制的，從0％功率直到現(xiàn)有FWCS的低量程，在最佳實施例中約為5％，但發(fā)明原理也可應用于較低功率電平高于或低于5％的情況。但在該實施例中，在0和5％功率之間運行期間，恒速起動給水泵31是期望的流量源。因為泵31以恒速運行，所以不需自動控制信號。
在本發(fā)明最佳實施例中5％功率下，從起動給水控制閥26到下水管給水控制閥21的流量控制的傳遞發(fā)生在雙穩(wěn)態(tài)32輸出的變化點上。此外，對起動閥26的輸出信號30加入了時間延遲33，使得它們在下水管閥21打開之后關閉。因為在起動閥26完全關閉過程中存在時間延遲，保證了連續(xù)不斷的給水流入蒸汽發(fā)生器10、11。
本發(fā)明還改進了為蒸汽發(fā)生器10、11提供5％-15％的功率的控制。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，由反應堆功率電平信號14觸發(fā)的雙穩(wěn)態(tài)將蒸汽流量12和總給水流量DP16輸入信號引入FWCS邏輯中。使用帶有蒸汽發(fā)生器水位信號13的這些信號有時稱為3-元件控制。本發(fā)明利用了在現(xiàn)有FWCS中僅用于指示的下水管給水流量DP信號15。本發(fā)明還利用了在現(xiàn)有FWCS中用于傳送和超前/滯后邏輯的反應堆功率輸入信號14。利用這些可用的信號，在較低功率電平上提出了新的3-元件控制方案34。在15-20％的較高功率電平上，新3-元件控制方案34從新下水管給水流量-反應堆功率-蒸汽發(fā)生器水位組合切換到現(xiàn)有的總給水流量-蒸汽流量-蒸汽發(fā)生器水位方案。
已經對本發(fā)明的一個實施例進行了描述，但可以理解本發(fā)明本發(fā)明不限制于本文所述任何簡明實施例。本領域的技術人員可以在不違背本發(fā)明所附權利要求的主題和范圍的情況下對本發(fā)明作出改變和修改。
權利要求
1.一種用于壓水蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的給水控制系統(tǒng)，包括第一輸入信號，由下水管給水流量壓差確定；第二輸入信號，由反應堆功率電平確定；第一輸出信號，由與蒸汽發(fā)生器水位所確定的第三輸入信號相結合的所述第一和第二輸入信號確定，當蒸汽發(fā)生器負荷和反應堆都以第一預定功率電平運行時，所述第一輸出信號自動控制至少一個給水泵和調節(jié)從所述至少一個給水泵到蒸汽發(fā)生器的水流量的第一閥。第二輸出信號，由蒸汽發(fā)生器水位確定，當所述蒸汽發(fā)生器負荷和所述反應堆都以第二預定功率電平運行時，所述第二輸出信號自動控制至少一個起動給水控制閱。
2.根據(jù)權利要求1所述的給水控制系統(tǒng)，其中，所述第一閥包括至少一個經濟給水控制閥，以及至少一個下水管給水控制閥。
3.根據(jù)權利要求2所述的給水控制系統(tǒng)，其中，所述起動給水控制閥在所述第一預定功率電平停止控制給水，其中所述給水控制系統(tǒng)還包括加到所述第二輸出信號上的延遲器，它保證直到所述下水管閥到達打開狀態(tài)為止，所述起動給水控制閥不會到達閉合狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求1所述的給水控制系統(tǒng)，其中，所述第一預定功率電平為約5％到約20％之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的給水控制系統(tǒng)，其中，所述第二預定功率電平為0到約5％之間。
6.一種為壓水反應堆中蒸汽發(fā)生器提供給水的控制方法，所述方法包括以下步驟提供第一輸入信號，其由下水管給水流量壓差確定；提供第二輸入信號，其由反應堆功率電平確定；當蒸汽發(fā)生器蒸汽負荷和反應堆都以第一預定功率電平運行時，利用第一輸出信號自動控制至少一個給水泵和調節(jié)從所述至少一個給水泵到蒸汽發(fā)生器的水流量的第一閥，所述第一輸出信號由與蒸汽發(fā)生器電平所確定的第三輸入信號結合的所述第一和第二輸入信號確定；以及當所述蒸汽發(fā)生器負荷和所述反應堆都以第二預定功率電平運行時，利用由蒸汽發(fā)生器水位確定的第二輸出信號自動控制至少一個起動給水控制閥。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述第一閥包括至少一個經濟給水控制閥，以及至少一個下水管給水控制閥。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，還包括步驟在所述第一預定功率電平提供閉合起動給水控制閥的信號。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，還包括步驟為所述第二輸出信號提供延遲器；以及自動運行所述延遲器，以保證直到所述下水管閥到達打開狀態(tài)為止，所述起動給水控制閥不會到達閉合狀態(tài)。
10.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述第一預定功率電平為約5％到約20％之間。
11.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述第二預定功率電平為0到約5％之間。
全文摘要
一種用于壓水反應堆蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的給水控制系統(tǒng)及方法,包括第一輸入信號,由下水管給水流量壓差確定;第二輸入信號,由反應堆功率電平確定;第一輸出信號,由與蒸汽發(fā)生器水位所確定的第三輸入信號相結合的所述第一和第二輸入信號確定,當蒸汽發(fā)生器負荷和反應堆都以第一預定功率電平運行時,自動控制至少一個給水泵和調節(jié)從一個或多個給水泵到蒸汽發(fā)生器的水流量的指定閥;第二輸出信號,由蒸汽發(fā)生器水位確定,當所述蒸汽發(fā)生器負荷和所述反應堆都以第二預定功率電平運行時,自動控制至少一個起動給水控制閥。
文檔編號F22B35/00GK1252607SQ9912333
公開日2000年5月10日 申請日期1999年10月22日 優(yōu)先權日1998年10月22日
發(fā)明者J·E·羅伯特遜, D·R·查里, S·J·威爾科西 申請人:Abb燃燒工程核力公司