專利名稱：用于監(jiān)控快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的方法和相關(guān)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控特別是核發(fā)電廠的快速關(guān)閉的多重閥門(mén)或者具有借助于多個(gè)閥的快速關(guān)閉功能和調(diào)節(jié)功能的多重閥門(mén)的方法。此外，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控這類快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的裝置。
背景技術(shù)：
核發(fā)電廠在反應(yīng)堆建筑中具有蒸汽發(fā)生器，從其中將新蒸汽通過(guò)四個(gè)管道向飽和蒸汽汽輪機(jī)引導(dǎo)。在管道中各串聯(lián)有快速關(guān)閉閥和調(diào)整閥。由快速關(guān)閉閥和調(diào)整閥組成的閥組合調(diào)整蒸汽供給，并且需要時(shí)禁止所述蒸汽供給。在此，快速關(guān)閉閥能夠以組合的方式或各自地關(guān)閉。關(guān)閉過(guò)程造成在相應(yīng)的閥之前的質(zhì)量流的壓力上升和制動(dòng)，所述壓力上升作為壓力波以音速擴(kuò)散到相關(guān)的管道中。在此產(chǎn)生的力是巨大的。作用的力的大小取決于 壓力波的長(zhǎng)度，并且也取決于截?cái)嗟馁|(zhì)量流的數(shù)量。核發(fā)電廠的四個(gè)快速關(guān)閉閥和調(diào)整閥允許最不同的關(guān)閉過(guò)程。在所述關(guān)閉過(guò)程的情況下，在部分負(fù)荷下漂移的調(diào)整閥提出對(duì)于這類管道設(shè)計(jì)的最高要求，其中所述調(diào)整閥的質(zhì)量流緊接著通過(guò)快速關(guān)閉閥突然阻斷。這類故障情況由此是特別重要的，因?yàn)樵诤税l(fā)電廠部分負(fù)荷工作時(shí)，提高蒸汽壓，以便在初級(jí)循環(huán)中使平均溫度保持恒定。那么，所述蒸汽壓為大約90bar。那么，通過(guò)漂移的調(diào)整閥得到單個(gè)流的直至350%或400%的特別高的質(zhì)量流。以至于最終，如上述地，所述特別高的質(zhì)量流必須借助于四個(gè)調(diào)整閥中的最后一個(gè)或借助于相關(guān)的快速關(guān)閉閥阻斷。在設(shè)計(jì)由管道和閥組成的整個(gè)布置結(jié)構(gòu)時(shí)，必須考慮所描述的故障情況，并且因此能夠?qū)е赂叩某杀尽?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法和一種裝置，借助于其克服上述缺點(diǎn)，并且總的來(lái)說(shuō)，提供成本有利的以及同時(shí)可靠的用于監(jiān)控快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的方式。所述目的借助于用于監(jiān)控特別是核發(fā)電廠的、具有多個(gè)閥的快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的方法實(shí)現(xiàn)，所述方法具有下述步驟在特定的工作狀態(tài)下，將蒸汽輸送到快速關(guān)閉的多重閥門(mén)，依據(jù)控制參數(shù)調(diào)節(jié)多重閥門(mén)的多個(gè)閥，并且在可能的故障情況方面監(jiān)控多重閥門(mén)，其中在可能的故障情況方面監(jiān)控多重閥門(mén)時(shí)，確定每個(gè)閥的至少一個(gè)物理參數(shù)的值，并且以異或方式檢查物理參數(shù)的確定的值。根據(jù)本發(fā)明，將分別在快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的閥上的至少一個(gè)物理參數(shù)的值互相比較。如果一個(gè)值與其他值明顯不同，那么啟動(dòng)應(yīng)對(duì)措施。對(duì)比相應(yīng)的各個(gè)閥的監(jiān)控產(chǎn)生值偏差。因此，根據(jù)本發(fā)明，絕對(duì)不用檢查，在單個(gè)閥上的值是否符合根據(jù)調(diào)節(jié)規(guī)定的期望值，而是將閥相對(duì)于彼此觀察。因此，本發(fā)明也排除如下錯(cuò)誤情況在閥中的一個(gè)上的調(diào)節(jié)規(guī)定可能是錯(cuò)誤的。此外，在沒(méi)有任何結(jié)構(gòu)上的附加耗費(fèi)的情況下，識(shí)別單獨(dú)閥的漂移的上面所述的故障情況。根據(jù)本發(fā)明的解決方案應(yīng)用在核發(fā)電廠的調(diào)整閥中。在監(jiān)控時(shí)，注意基于規(guī)定的打開(kāi)順序所限定的異或。本發(fā)明的其他有利的應(yīng)用領(lǐng)域能夠是其中多重閥門(mén)必須同步關(guān)閉或打開(kāi)的領(lǐng)域，以便保證可靠的功能。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一有利改進(jìn)方案中，在部分負(fù)荷的工作狀態(tài)期間檢查異或，并且識(shí)別出一個(gè)閥停留在打開(kāi)位置中或漂移而其余的閥關(guān)閉或停留在關(guān)閉位置中作為故障情況。根據(jù)本發(fā)明，在高的新蒸汽壓力下(剛好在部分負(fù)荷運(yùn)行下)同時(shí)關(guān)閉其余的閥進(jìn)而大的質(zhì)量流的情況下，已經(jīng)非常早地識(shí)別單獨(dú)的閥漂移，并且必要時(shí)阻礙所述單獨(dú)的閥漂移。當(dāng)所有閥有規(guī)律地打開(kāi)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生通過(guò)閥的過(guò)大的質(zhì)量流。甚至完全不會(huì)超過(guò)允許的質(zhì)量流。根據(jù)本發(fā)明的方法的第二有利改進(jìn)方案中，在全負(fù)荷的工作狀態(tài)期間以異或方式進(jìn)行檢查，并且識(shí)別出一個(gè)閥停留在打開(kāi)位置中而其余的閥快速動(dòng)作地或受控地關(guān)閉作為
故障情況。根據(jù)本發(fā)明的解決方案也安全并且可靠地識(shí)別后一種提到的故障情況。因此，在全負(fù)荷運(yùn)行期間，所述解決方案也促進(jìn)進(jìn)一步的安全性。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第三有利改進(jìn)方案中，在調(diào)節(jié)閥時(shí)，借助于所述閥分別設(shè)定管道中的質(zhì)量流，并且物理參數(shù)的值的確定包括每個(gè)管道的質(zhì)量流的確定。現(xiàn)在，每個(gè)管道的質(zhì)量流在已知的核發(fā)電廠中已經(jīng)經(jīng)常得到測(cè)量，并且因此沒(méi)有用于測(cè)量技術(shù)方式的評(píng)估的附加耗費(fèi)。根據(jù)本發(fā)明，在快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的閥的位置中從所述質(zhì)量流推斷出偏差，并且然后由此得出應(yīng)對(duì)措施。在準(zhǔn)備階段中已經(jīng)能夠這樣可靠地阻礙在單個(gè)管道中的過(guò)量的質(zhì)量流。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第四有利改進(jìn)方案中，每個(gè)管道的質(zhì)量流的確定通過(guò)在相關(guān)的管道中測(cè)量質(zhì)量流來(lái)進(jìn)行。如已經(jīng)提及地，通常能夠以普通成本提供質(zhì)量流的這種測(cè)量。此外，借助于相關(guān)的根據(jù)本發(fā)明的評(píng)估，所述質(zhì)量流的測(cè)量已經(jīng)提供高度的附加可靠性。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第五有利改進(jìn)方案中，每個(gè)管道的質(zhì)量流的確定通過(guò)確定相關(guān)的閥的閥行程和通過(guò)緊接著將所述閥行程換算為所引起的質(zhì)量流來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的研究示出，能夠達(dá)到更高的反應(yīng)速度，其方式在于，不觀察由閥行程計(jì)算的質(zhì)量流，而在根據(jù)本發(fā)明監(jiān)控時(shí)觀察閥行程。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第六有利改進(jìn)方案中，在調(diào)節(jié)閥時(shí)，在所述閥上分別設(shè)定閥行程，并且物理參數(shù)的值的確定包括每個(gè)閥的閥行程的測(cè)量。通過(guò)測(cè)量各個(gè)閥行程和同時(shí)所述閥行程的異或觀察或者同或觀察，已經(jīng)能夠非常快速地識(shí)別小的波動(dòng)，并且用于有針對(duì)性地啟動(dòng)應(yīng)對(duì)措施，或剛好還將所述小的波動(dòng)抑制成平坦的。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第七有利改進(jìn)方案中識(shí)別故障情況，當(dāng)以異或方式檢查物理參數(shù)的確定的值時(shí)，識(shí)別在所述值之間的偏差大于25%。根據(jù)本發(fā)明確定最優(yōu)的偏差極限，以便能夠一方面形成相關(guān)的核發(fā)電廠的高的安全性和另一方面形成相應(yīng)的核發(fā)電廠的足夠穩(wěn)定的連續(xù)運(yùn)行。確定如下值作為偏差極限，所述值一方面不能造成誤觸發(fā)，并且另一方面在偏差小時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第八有利改進(jìn)方案中，在識(shí)別故障情況時(shí)，觸發(fā)有故障的閥的快速動(dòng)作、相應(yīng)的支路的部分快速關(guān)閉或設(shè)置在下游的渦輪機(jī)的完全斷開(kāi)。通過(guò)以異或方式根據(jù)本發(fā)明這樣監(jiān)控多重閥門(mén)的閥行程，阻礙通過(guò)單個(gè)閥的不允許大的質(zhì)量流和從而不允許的壓力沖擊。故障情況“調(diào)整閥漂移”在設(shè)計(jì)沖擊制動(dòng)和新蒸汽管道時(shí)剛好不必考慮。由此，能夠明顯地降低耗費(fèi)。根據(jù)本發(fā)明，上述優(yōu)點(diǎn)也借助于用于監(jiān)控特別是分別具有調(diào)整功能和快速關(guān)閉功能的、具有多個(gè)閥的快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，在所述裝置中設(shè)有在特定工作狀態(tài)下用于將蒸汽輸送到快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的機(jī)構(gòu)、用于依據(jù)控制參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)多重閥門(mén)的多個(gè)閥的機(jī)構(gòu)和用于在可能的故障情況方面監(jiān)控多重閥門(mén)的機(jī)構(gòu)，其中用于在可能的故障情況方面監(jiān)控多重閥門(mén)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為，確定每個(gè)閥的至少一個(gè)物理參數(shù)的值，并且以異或方式檢查物理參數(shù)的所確定的值。此外，在這類根據(jù)本發(fā)明的裝置中，上述方法技術(shù)的改進(jìn)方案優(yōu)選以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)上的設(shè)備的或機(jī)構(gòu)的形式實(shí)現(xiàn)。


接下來(lái)，借助于附加的示意圖詳細(xì)闡述根據(jù)本發(fā)明的解決方案的實(shí)施例。附圖示出圖I示出具有多重閥門(mén)和相關(guān)的根據(jù)本發(fā)明的裝置的核發(fā)電廠的一部分的圖解，圖2示出根據(jù)圖I的多重閥門(mén)的細(xì)節(jié)示圖，圖3示出用于圖解在故障情況下不使用根據(jù)本發(fā)明的方法時(shí)，在多重閥門(mén)上的壓力、閥行程和質(zhì)量流的時(shí)間曲線分布的三個(gè)圖表，圖4示出用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的根據(jù)本發(fā)明的裝置上的電路，并且圖5示出用于圖解在圖3中示出的故障情況下使用根據(jù)本發(fā)明的方法時(shí)，在多重閥門(mén)上的壓力、閥行程和質(zhì)量流的時(shí)間曲線分布的三個(gè)圖表。
具體實(shí)施例方式在圖I和2中圖解核發(fā)電廠的一部分，其中借助于蒸汽發(fā)生器14產(chǎn)生新蒸汽。新蒸汽通過(guò)四個(gè)平行的管道16、18、20和22引導(dǎo)。在所述四個(gè)管道16、18、20和22中分別連接有由快速關(guān)閉閥16a、18a、20a或22a和調(diào)節(jié)閥或者說(shuō)調(diào)整閥16b、18b、20b和22b組成的對(duì)。接下來(lái)，將四個(gè)管道16、18、20和22捆束，并且引導(dǎo)至渦輪機(jī)26的雙通道的高壓部件24。渦輪機(jī)26驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)28。渦輪機(jī)26的高壓部件24主要是飽和蒸汽輪機(jī)。在流經(jīng)高壓部件24之后，蒸汽壓還為大約lObar。蒸汽的含水量是高的，使得下游連接有再熱器30。所述再熱器在蒸汽導(dǎo)入渦輪機(jī)26的三個(gè)低壓部件32中之前，將蒸汽加熱。在要求情況下或在調(diào)整閥16b、18b、20b或22b故障的情況下，快速關(guān)閉閥16a、18a、20a和22a作為多重保護(hù)閥門(mén)中斷了到渦輪機(jī)26的蒸汽輸送。在此，快速關(guān)閉閥16a、18a、20a和22a以組合的形式或單獨(dú)地關(guān)閉。隨著關(guān)閉過(guò)程，在相關(guān)的管道16、18、20或22中的壓力上升，其中產(chǎn)生很大的力。
在這里特別重要的類型的故障情況下，當(dāng)核發(fā)電廠10部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，單獨(dú)的調(diào)整閥漂移一在此觀察的示例情況中，這是調(diào)整閥16b—而由于由此產(chǎn)生的在高壓部件24上的大的質(zhì)量流,其余的調(diào)整閥18b、20b和22b由相關(guān)的控制器關(guān)閉。所述過(guò)程在圖3中圖解，其中線50示出，調(diào)整閥16b關(guān)于時(shí)間的閥行程或運(yùn)動(dòng)在從大致高于O的位置(關(guān)閉)到位置I (打開(kāi))，而調(diào)整閥18b、20b和22b根據(jù)線52調(diào)節(jié)到關(guān)閉位置O中。在此，在高壓部件24之前的多重閥門(mén)(線54)之前，從大約90bar的壓力起始地，根據(jù)線56得到升高的壓力，以及根據(jù)線58得到直至大約2300kg/s的通過(guò)打開(kāi)的調(diào)整閥16b的質(zhì)量流。所述質(zhì)量流在高壓部件24中本身引導(dǎo)到直至大約2100kg/s (線60)的質(zhì)量流。同時(shí)，通過(guò)其余的調(diào)整閥18b、20b和22b的質(zhì)量流降低到零(線62)。為了在高壓部件24中不出現(xiàn)這樣高的質(zhì)量流，在可能的故障情況方面監(jiān)控由閥16a至22a以及16b至22b構(gòu)成的多重閥門(mén)。在此，進(jìn)行特別是在多重閥門(mén)上的異或檢查。使用調(diào)整閥16b至22b的閥行程作為待檢查的物理參數(shù)，如其在圖3的中部的圖表中圖解 的一樣。在此，異或檢查的目的在于，是否兩個(gè)命題中的剛好一個(gè)是真的，或者說(shuō)是否兩個(gè)通過(guò)所述異或檢查相關(guān)聯(lián)的命題是不同的。換言之，所述異或檢查確定，是否或者一個(gè)或者另一個(gè)命題真的，但是兩個(gè)命題不同時(shí)是真的，或兩個(gè)不同時(shí)是假的。各個(gè)調(diào)整閥的閥行程用作命題，以至于借助于異或檢查能夠確定各個(gè)閥在運(yùn)行中或行程中相對(duì)于彼此的偏差。當(dāng)確定各個(gè)閥對(duì)之間的偏差大于可能的總行程的25%時(shí)，所述檢查起作用。因此，將調(diào)整閥16b至22b的閥行程互相比較，并且識(shí)別出，閥行程中的一個(gè)與其他閥行程相比偏差是否大于25% (見(jiàn)圖4)。當(dāng)識(shí)別出這類偏差時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)1，借助于所述信號(hào)啟動(dòng)應(yīng)對(duì)措施。作為應(yīng)對(duì)措施，將快速關(guān)閉閥16a或調(diào)整閥16b關(guān)閉(見(jiàn)線64)。在圖5中根據(jù)線58，所述閥的快速關(guān)閉造成通過(guò)相關(guān)的調(diào)整閥16b或快速關(guān)閉閥16a的質(zhì)量流的減小。同時(shí)，根據(jù)圖5的線60，通過(guò)高壓部件24的質(zhì)量流降低。
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)控特別是核發(fā)電廠的、具有多個(gè)閥(16a-22a，16b-22b)的快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的方法，所述方法具有下述步驟 在特定工作狀態(tài)下，將蒸汽輸送到快速關(guān)閉的所述多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)， 依據(jù)控制參數(shù)調(diào)節(jié)所述多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)的所述多個(gè)閥，并且在可能的故障情況方面，監(jiān)控所述多重閥門(mén)(16a-22a，16b_22b)， 其中當(dāng)在可能的故障情況方面監(jiān)控所述多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)時(shí)，確定每個(gè)閥至少一個(gè)物理參數(shù)的值，并且以異或方式檢查所確定的物理參數(shù)的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法， 其中在部分負(fù)荷的工作狀態(tài)期間，進(jìn)行異或檢查，并且將識(shí)別出一個(gè)閥(16a)停留在打開(kāi)位置中或漂移而其余的閥(18a_22a)關(guān)閉或停留在關(guān)閉位置中(圖3)作為故障情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法， 其中在全負(fù)荷的工作狀態(tài)期間，進(jìn)行異或檢查，并且將識(shí)別出一個(gè)閥(18a_22a)停留在打開(kāi)位置中而其余的閥快速動(dòng)作地或受控地關(guān)閉作為故障情況。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的方法， 其中在調(diào)節(jié)所述閥(16a-22a)時(shí)，借助于所述閥分別設(shè)定管道(16-22)中的質(zhì)量流，并且物理參數(shù)的值的確定包括每個(gè)管道(16-22)的質(zhì)量流的確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法， 其中每個(gè)管道(16-22)的質(zhì)量流的確定通過(guò)對(duì)在相關(guān)的管道(16-22)中質(zhì)量流的測(cè)量來(lái)進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法， 其中每個(gè)管道(16-22)的質(zhì)量流的確定通過(guò)確定相關(guān)的閥(16a-22a)的閥行程并且通過(guò)緊接著將所述閥行程換算成所引起的質(zhì)量流來(lái)實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的方法， 其中所述物理參數(shù)的值的確定包括每個(gè)閥(16a_22a)的閥行程的測(cè)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的方法， 其中識(shí)別為故障情況的是，當(dāng)以異或方式檢查所述物理參數(shù)的所確定的值時(shí)，識(shí)別所述值之間的偏差大于25% (圖4和5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法， 其中當(dāng)識(shí)別出故障情況時(shí)，觸發(fā)有故障的閥(16a ;16b)的快速動(dòng)作、相應(yīng)的支路的部分快速關(guān)閉或設(shè)置在下游的渦輪機(jī)(26)的完全斷開(kāi)。
10.用于監(jiān)控特別是核發(fā)電廠的、具有多個(gè)閥(16a-22a，16b-22b)的快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的裝置，所述裝置具有 用于在特定工作狀態(tài)下將蒸汽輸送到快速關(guān)閉的所述多重閥門(mén)(16a-22a，16b_22b)的機(jī)構(gòu)， 用于依據(jù)控制參數(shù)調(diào)節(jié)所述多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)的所述多個(gè)閥的機(jī)構(gòu)，和 用于在可能的故障情況方面監(jiān)控所述多重閥門(mén)(16a-22a，16b_22b)的機(jī)構(gòu)， 其中，所述用于在可能的故障情況方面監(jiān)控所述多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為，用于確定每個(gè)閥(16a-22a，16b_22b)的至少一個(gè)物理參數(shù)的值，并且 以異或方式檢查所確定的物理參數(shù)的值。
全文摘要
用于監(jiān)控特別是核發(fā)電廠的、具有多個(gè)閥(16a-22a，16b-22b)的快速關(guān)閉的多重閥門(mén)的方法，其具有的步驟為在特定工作狀態(tài)下，將蒸汽輸送到快速關(guān)閉的多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)，根據(jù)控制參數(shù)調(diào)節(jié)多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)的多個(gè)閥，并且鑒于可能的故障情況監(jiān)控多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)，其中當(dāng)在可能的故障情況下監(jiān)控多重閥門(mén)(16a-22a，16b-22b)時(shí)，確定每個(gè)閥的至少一個(gè)物理參數(shù)的值，并且基于異或檢查物理參數(shù)的所述確定的值。
文檔編號(hào)F16K37/00GK102893068SQ201180022601
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月3日
發(fā)明者馬丁·本瑙爾, 于爾根·哈費(fèi)曼, 克里斯托夫·申德勒, 杰爾塔·齊默 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司