本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

核動力船只在海上自航運(yùn)行時，長期處于低功率狀態(tài)。cpr1000機(jī)組蒸發(fā)器冷卻正常停堆模式下偏環(huán)路運(yùn)行適用于陸上大型百萬千瓦級商業(yè)壓水堆核電廠，主要作用是保證停堆狀態(tài)下反應(yīng)堆堆芯的安全，不能用于長期低功率運(yùn)行狀態(tài)。

反應(yīng)堆在長期低功率運(yùn)行時，容易發(fā)生流動不穩(wěn)定性，加入節(jié)流件后，會改善該情況，一般而言節(jié)流件的流阻越大，蒸汽發(fā)生器運(yùn)行越穩(wěn)定，但是節(jié)流件的流阻受設(shè)計制造的限制，同時流阻越大，成本越高。選定合適的節(jié)流件后，經(jīng)計算分析得到反應(yīng)堆的長期穩(wěn)定低功率運(yùn)行點(diǎn)為20％fp(fp指的是滿功率)，功率再向下行，蒸汽發(fā)生器將出現(xiàn)流動不穩(wěn)定性。

為保證多環(huán)路的反應(yīng)堆在該過程中穩(wěn)定運(yùn)行，需要采取偏環(huán)路運(yùn)行策略，以有效、安全、平穩(wěn)地發(fā)出電力，提供核動力船只長期自航運(yùn)行的動力，保證反應(yīng)堆堆芯和蒸汽發(fā)生器安全運(yùn)行，不發(fā)生流動不穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的功率下行控制方法，包括以下步驟：

s1、調(diào)整第一蒸汽閥門和第二蒸汽閥門的開度，使汽輪機(jī)功率下降至汽輪機(jī)目標(biāo)功率；

s2、關(guān)閉初始m臺蒸汽發(fā)生器中的n臺蒸汽發(fā)生器及其對應(yīng)的給水閥門、給水泵、主泵和冷卻劑閥門，其中1≤n＜m，m≥2；

s3、在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的一回路流量由第一初始流量增至第一預(yù)設(shè)流量；

降低反應(yīng)堆的堆芯功率，使堆芯功率下降至堆芯目標(biāo)功率；

s4、將所述剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽排向汽輪機(jī)，使所述汽輪機(jī)功率保持為所述汽輪機(jī)目標(biāo)功率，并將多余的出口蒸汽通過所述第二蒸汽閥門排出；

s5、待所述剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽壓力和一回路的溫度穩(wěn)定后，將所述堆芯功率維持在所述堆芯目標(biāo)功率、所述汽輪機(jī)功率維持在所述汽輪機(jī)目標(biāo)功率。

優(yōu)選地，所述汽輪機(jī)目標(biāo)功率為10％fp，所述堆芯目標(biāo)功率為10％fp，所述fp為滿功率。

優(yōu)選地，所述m＝4，n＝2；

在所述步驟s3中，所述第一初始流量為25％ff1，所述第一預(yù)設(shè)流量為30％ff1，其中，所述ff1為滿功率時一回路的總流量。

優(yōu)選地，所述步驟s4包括：

在所述堆芯功率下降的過程中，打開所述剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器對應(yīng)的第三蒸汽閥門，將所述剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽通過蒸汽母管排向汽輪機(jī)，使所述汽輪機(jī)功率保持為所述汽輪機(jī)目標(biāo)功率，并通過所述第二蒸汽閥門將所述蒸汽母管內(nèi)多余的出口蒸汽排向大氣或者冷凝器。

優(yōu)選地，在執(zhí)行所述步驟s1之前，所述堆芯功率為20％fp，所述汽輪機(jī)功率為20％fp，所述第一蒸汽閥門開啟，第二蒸汽閥門關(guān)閉，給水通過節(jié)流件進(jìn)入所述m臺蒸汽發(fā)生器的第二回路管。

本發(fā)明還構(gòu)造了一種多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的功率上行控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

q1、打開關(guān)閉的n臺蒸汽發(fā)生器及其對應(yīng)的給水閥門、給水泵、冷卻劑閥門和主泵；

q2、增大所述n臺蒸汽發(fā)生器的二回路的給水流量至第二預(yù)設(shè)流量后，通過所述n臺蒸汽發(fā)生器對應(yīng)的壓力閾值閥門將所述n臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽排向大氣或者冷凝器；

q3、增大所述n臺蒸汽發(fā)生器的一回路的冷卻劑流量至目標(biāo)流量，使堆芯功率上升至堆芯目標(biāo)功率；

q4、待所述n臺蒸汽發(fā)生器的蒸汽溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，打開所述n臺蒸汽發(fā)生器對應(yīng)的第三蒸汽閥門，將所述n臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽排向汽輪機(jī)；

q5、在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的一回路的冷卻劑流量由第二初始流量降低至第三預(yù)設(shè)流量，將所述(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽排向所述汽輪機(jī)，其中1≤n＜m，m≥2。

q6、待蒸汽母管的壓力和所述一回路的溫度穩(wěn)定后，將所述堆芯功率維持在堆芯目標(biāo)功率、所述汽輪機(jī)功率維持在所述汽輪機(jī)目標(biāo)功率。

優(yōu)選地，所述汽輪機(jī)目標(biāo)功率為20％fp，所述堆芯目標(biāo)功率為20％fp，所述fp為滿功率。

優(yōu)選地，所述m＝4，n＝2，所述第二預(yù)設(shè)流量為5％ff2，所述ff2為滿功率時二回路的給水總流量；

所述步驟q3中，所述目標(biāo)流量為25％ff1；

所述步驟q5中，所述第二初始流量為30％ff1，所述第三預(yù)設(shè)流量為25％ff1，其中，所述ff1為滿功率時一回路的總流量。

優(yōu)選地，在步驟q4中，所述預(yù)設(shè)溫度為堆芯目標(biāo)功率所對應(yīng)的蒸汽溫度。

優(yōu)選地，在執(zhí)行所述步驟q1之前，所述堆芯功率為10％fp，所述汽輪機(jī)功率為10％fp，所述第一蒸汽閥門開啟，所述第二蒸汽閥門關(guān)閉。

本發(fā)明還提供了一種多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩臺蒸汽發(fā)生器以及連通所述控制系統(tǒng)的管道，所述管道上設(shè)置有控制所述管道的流量的閥門；

所述管道包括進(jìn)水管、回水管、以及與汽輪機(jī)連接的蒸汽母管；每臺所述蒸汽發(fā)生器包括第一回路管和第二回路管；

所述第一回路管與所述進(jìn)水管、回水管連通，構(gòu)成一回路；所述第二回路管與所述蒸汽母管連通，構(gòu)成二回路；所述蒸汽發(fā)生器將所述一回路的熱量傳遞給所述二回路；

每臺所述蒸汽發(fā)生器的一回路出口連接有主泵，所述主泵為所述一回路出口流出的冷卻劑加壓；

每臺所述蒸汽發(fā)生器的二回路入口連接有給水泵，所述給水泵為所述二回路提供給水；每臺所述蒸汽發(fā)生器的二回路出口連接所述蒸汽母管。

優(yōu)選地，所述閥門包括；

第一蒸汽閥門，用于控制進(jìn)入所述汽輪機(jī)的蒸汽量，所述第一蒸汽閥門設(shè)置在所述蒸汽母管與所述汽輪機(jī)之間；

第二蒸汽閥門，用于連通所述蒸汽母管與大氣或者冷凝器；

冷卻劑閥門，用于控制所述一回路的冷卻劑流量，每臺所述蒸汽發(fā)生器與所述主泵之間設(shè)置有所述冷卻劑閥門；

給水閥門，用于控制進(jìn)入所述第二回路管的給水量，每臺所述蒸汽發(fā)生器與所述給水泵之間設(shè)置有所述給水閥門；

第三蒸汽閥門，用于控制從所述蒸汽發(fā)生器進(jìn)入所述蒸汽母管的蒸汽量，每臺所述蒸汽發(fā)生器的二回路出口與所述蒸汽母管之間設(shè)置有所述第三蒸汽閥門；

壓力閾值閥門，用于調(diào)節(jié)所述第二回路管內(nèi)的壓力閾值，所述壓力閾值閥門設(shè)置在所述第三蒸汽閥門與所述蒸汽母管之間。

優(yōu)選地，每臺所述蒸汽發(fā)生器與所述給水泵之間設(shè)置有用于加大所述二回路的流阻的節(jié)流件，所述節(jié)流件設(shè)置在所述給水泵和所述給水閥門之間。

實施本發(fā)明，具有以下有益效果：本發(fā)明通過建立偏環(huán)路運(yùn)行控制系統(tǒng)，并采用科學(xué)可行的控制方法，解決了核動力船舶在海上自航運(yùn)行時，長期處于低功率狀態(tài)下機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行且平穩(wěn)出力的問題，能使核動力船舶在長期低功率運(yùn)行時，無需反應(yīng)堆停堆，即可實現(xiàn)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行且平穩(wěn)出力，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；本發(fā)明實現(xiàn)船舶的海上長期低功率運(yùn)行，提高了反應(yīng)堆的適用性范圍，且由于無需在功率切換過程中停堆，從而降低了低功率運(yùn)行的風(fēng)險，大大提高了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的功率下行控制方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)的管路特性曲線與泵的揚(yáng)程曲線示意圖；

圖4是本發(fā)明多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的功率上行控制方法的流程圖。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式。

本發(fā)明公開了一種多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)，包括至少兩臺蒸汽發(fā)生器以及連通控制系統(tǒng)的管道，管道上設(shè)置有控制管道的流量的閥門。其中，蒸汽發(fā)生器優(yōu)選地為直流蒸汽發(fā)生器(otsg)。管道包括進(jìn)水管、回水管、以及與汽輪機(jī)連接的蒸汽母管；每臺蒸汽發(fā)生器包括第一回路管和第二回路管。

其中，第一回路管與進(jìn)水管、回水管連通，構(gòu)成一回路；二回路管與蒸汽母管連通，構(gòu)成二回路；蒸汽發(fā)生器將一回路的熱量傳遞給二回路。

每臺蒸汽發(fā)生器的一回路出口連接有主泵，主泵為一回路出口流出的冷卻劑加壓；

每臺蒸汽發(fā)生器的二回路入口連接有給水泵，給水泵為二回路提供給水；每臺蒸汽發(fā)生器的二回路出口連接蒸汽母管，給水泵的給水可在蒸汽發(fā)生器中變成蒸汽后傳輸?shù)秸羝腹苤小?/p>

閥門包括；

第一蒸汽閥門，用于控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量，第一蒸汽閥門設(shè)置在蒸汽母管與汽輪機(jī)之間。調(diào)節(jié)第一蒸汽閥門的開度，可以控制從蒸汽母管進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量。

第二蒸汽閥門，用于連通蒸汽母管與大氣或者冷凝器。打開第二蒸汽閥門，可以使蒸汽母管與大氣連通，蒸汽母管內(nèi)的蒸汽可排向大氣；或者使蒸汽母管與冷凝器連通，蒸汽母管內(nèi)的蒸汽可排向冷凝器。冷卻劑閥門，用于控制一回路的冷卻劑流量，每臺蒸汽發(fā)生器與主泵之間設(shè)置有冷卻劑閥門；

給水閥門，用于控制進(jìn)入第二回路管的給水量，每臺蒸汽發(fā)生器與給水泵之間設(shè)置有給水閥門；

第三蒸汽閥門，用于控制從蒸汽發(fā)生器進(jìn)入蒸汽母管的蒸汽量，每臺蒸汽發(fā)生器的二回路出口與蒸汽母管之間設(shè)置有第三蒸汽閥門；

壓力閾值閥門，用于調(diào)節(jié)第二回路管內(nèi)的壓力閾值，壓力閾值閥門設(shè)置在第三蒸汽閥門與蒸汽母管之間。

優(yōu)選地，每臺蒸汽發(fā)生器與給水泵之間設(shè)置有節(jié)流件，用于加大二回路的流阻。具體的，節(jié)流件設(shè)置在給水泵和給水閥門之間。

本發(fā)明控制系統(tǒng)的熱量傳輸過程如下：

堆芯中燃料組件由于核裂變產(chǎn)生熱量→一回路冷卻劑帶走熱量→蒸汽發(fā)生器將一回路冷卻劑的熱量傳遞給二回路給水，將給水加熱成為蒸汽→蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)做功，汽輪機(jī)將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能→發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)子的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能發(fā)電。

下面將以四環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)為例，對本發(fā)明的控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。

參閱圖1，本發(fā)明控制系統(tǒng)包括四臺直流蒸汽發(fā)生器(otsg)a、b、c、d，進(jìn)水管g1、回水管g1、以及與汽輪機(jī)連接的蒸汽母管g3。蒸汽母管g3與汽輪機(jī)之間設(shè)置有第一蒸汽閥門f1和第二蒸汽閥門f2，第一蒸汽閥門f1控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量，第二蒸汽閥門f2連通蒸汽母管g3與大氣或冷凝器。每臺蒸汽發(fā)生器包括第一回路管和第二回路管，即：蒸汽發(fā)生器a包括第一回路管a12和第二回路管a24，蒸汽發(fā)生器b包括第一回路管b12和第二回路管b24，蒸汽發(fā)生器c包括第一回路管c12和第二回路管c24，蒸汽發(fā)生器d包括第一回路管d12和第二回路管d24。第一回路管a12、b12、c12、d12分別與進(jìn)水管g1和回水管g2連通，構(gòu)成一回路；第二回路管a24、b24、c24、d24分別與蒸汽母管g3連通，構(gòu)成二回路。

蒸汽發(fā)生器a的一回路出口連接有主泵a1泵，主泵a1泵用于為蒸汽發(fā)生器a的一回路出口流出的冷卻劑加壓。蒸汽發(fā)生器a與主泵a1泵之間設(shè)置有冷卻劑閥門a1，用于控制進(jìn)出蒸汽發(fā)生器a一回路的冷卻劑流量。

蒸汽發(fā)生器a的二回路入口連接有給水泵a2泵，給水泵a2泵用于為蒸汽發(fā)生器a的二回路提供給水。蒸汽發(fā)生器a與給水泵a2泵之間設(shè)置有給水閥門a21，給水閥門a21用于控制進(jìn)入第二回路管a24的給水量。蒸汽發(fā)生器a與給水泵a2泵之間還設(shè)置有節(jié)流件e1，節(jié)流件e1設(shè)置在給水泵a2泵和給水閥門a21泵之間，用于加大蒸汽發(fā)生器a的二回路流阻。

蒸汽發(fā)生器a的二回路出口與蒸汽母管g3之間設(shè)置有第三蒸汽閥門a23，用于控制從蒸汽發(fā)生器a進(jìn)入蒸汽母管g3的蒸汽量。進(jìn)一步地，蒸汽發(fā)生器a的二回路出口與蒸汽母管g3之間還設(shè)置有壓力閾值閥門a22，壓力閾值閥門a22設(shè)置在第三蒸汽閥門a23與蒸汽母管g3之間。在第二回路管a24內(nèi)壓力超過壓力閾值時，壓力閾值閥門a22打開，釋放蒸汽，進(jìn)而降低壓力。

蒸汽發(fā)生器b的一回路出口連接有主泵b1泵，主泵b1泵用于為蒸汽發(fā)生器b的一回路出口流出的冷卻劑加壓。蒸汽發(fā)生器b與主泵b1泵之間設(shè)置有冷卻劑閥門b11，用于控制進(jìn)出蒸汽發(fā)生器b一回路的冷卻劑流量。

蒸汽發(fā)生器b的二回路入口連接有給水泵b2泵，給水泵b2泵用于為蒸汽發(fā)生器b的二回路提供給水。蒸汽發(fā)生器b與給水泵b2泵之間設(shè)置有給水閥門b21，給水閥門b21用于控制進(jìn)入第二回路管b24的給水量。蒸汽發(fā)生器b與給水泵b2泵之間還設(shè)置有節(jié)流件e2，節(jié)流件e2設(shè)置在給水泵b2泵和給水閥門b21泵之間，用于加大蒸汽發(fā)生器b的二回路流阻。

蒸汽發(fā)生器b的二回路出口與蒸汽母管g3之間設(shè)置有第三蒸汽閥門b23，用于控制從蒸汽發(fā)生器b進(jìn)入蒸汽母管g3的蒸汽量。進(jìn)一步地，蒸汽發(fā)生器b的二回路出口與蒸汽母管g3之間還設(shè)置有壓力閾值閥門b22，壓力閾值閥門b22設(shè)置在第三蒸汽閥門b23與蒸汽母管g3之間。在第二回路管b24內(nèi)壓力超過壓力閾值時，壓力閾值閥門b22打開，釋放蒸汽，進(jìn)而降低壓力。

蒸汽發(fā)生器c的一回路出口連接有主泵c1泵，主泵c1泵用于控制從蒸汽發(fā)生器c進(jìn)入蒸汽母管g3的蒸汽量，蒸汽發(fā)生器c與主泵c1泵之間設(shè)置有冷卻劑閥門c11，用于控制進(jìn)出蒸汽發(fā)生器c一回路的冷卻劑流量。

蒸汽發(fā)生器c的二回路入口連接有給水泵c2泵，給水泵c2泵用于為蒸汽發(fā)生器c的二回路提供給水。蒸汽發(fā)生器c與給水泵c2泵之間設(shè)置有給水閥門c21，給水閥門c21用于控制進(jìn)入第二回路管c24的給水量。蒸汽發(fā)生器c與給水泵c2泵之間還設(shè)置有節(jié)流件e3，節(jié)流件e3設(shè)置在給水泵c2泵和給水閥門c21泵之間，用于加大蒸汽發(fā)生器c的二回路流阻。

蒸汽發(fā)生器c的二回路出口與蒸汽母管g3之間設(shè)置有第三蒸汽閥門c23，用于控制從蒸汽發(fā)生器c進(jìn)入蒸汽母管g3的蒸汽量。進(jìn)一步地，蒸汽發(fā)生器c的二回路出口與蒸汽母管g3之間還設(shè)置有壓力閾值閥門c22，壓力閾值閥門c22設(shè)置在第三蒸汽閥門c23與蒸汽母管g3之間。在第二回路管c24內(nèi)壓力超過壓力閾值時，壓力閾值閥門c22打開，釋放蒸汽，進(jìn)而降低壓力。

蒸汽發(fā)生器d的一回路出口連接有主泵d1泵，主泵d1泵用于為蒸汽發(fā)生器d的一回路出口流出的冷卻劑加壓。蒸汽發(fā)生器d與主泵d1泵之間設(shè)置有冷卻劑閥門d11，用于控制進(jìn)出蒸汽發(fā)生器d一回路的冷卻劑流量。

蒸汽發(fā)生器d的二回路入口連接有給水泵d2泵，給水泵d2泵用于為蒸汽發(fā)生器d的二回路提供給水。蒸汽發(fā)生器d與給水泵d2泵之間設(shè)置有給水閥門d21，給水閥門d21用于控制進(jìn)入第二回路管d24的給水量。蒸汽發(fā)生器d與給水泵d2泵之間還設(shè)置有節(jié)流件e4，節(jié)流件e4設(shè)置在給水泵d2泵和給水閥門d21泵之間，用于加大蒸汽發(fā)生器d的二回路流阻。

蒸汽發(fā)生器d的二回路出口與蒸汽母管g3之間設(shè)置有第三蒸汽閥門d23，用于控制從蒸汽發(fā)生器d進(jìn)入蒸汽母管g3的蒸汽量。進(jìn)一步地，蒸汽發(fā)生器d的二回路出口與蒸汽母管g3之間還設(shè)置有壓力閾值閥門d22，壓力閾值閥門d22設(shè)置在第三蒸汽閥門d23與蒸汽母管g3之間。在第二回路管d24內(nèi)壓力超過壓力閾值時，壓力閾值閥門d22打開，釋放蒸汽，進(jìn)而降低壓力。

參閱圖2，本發(fā)明還公開了一種多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的功率下行控制方法，該功率下行控制方法包括以下步驟：

s1、調(diào)整第一蒸汽閥門和第二蒸汽閥門的開度，使汽輪機(jī)功率下降至汽輪機(jī)目標(biāo)功率。優(yōu)選地，在執(zhí)行步驟s1之前，堆芯功率為20％fp，汽輪機(jī)功率為20％fp，第一蒸汽閥門開啟，第二蒸汽閥門關(guān)閉，給水通過節(jié)流件進(jìn)入m臺蒸汽發(fā)生器的第二回路管。

s2、關(guān)閉初始m臺蒸汽發(fā)生器中的n臺蒸汽發(fā)生器及其對應(yīng)的給水閥門、給水泵、主泵和冷卻劑閥門，其中1≤n＜m，m≥2。優(yōu)選地，m＝4，n＝2。

s3、在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的一回路流量由第一初始流量增至第一預(yù)設(shè)流量；降低反應(yīng)堆的堆芯功率，使堆芯功率下降至堆芯目標(biāo)功率。優(yōu)選地，第一初始流量為25％ff1，第一預(yù)設(shè)流量為30％ff1，其中，ff1為滿功率時一回路的總流量。

s4、將剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽排向汽輪機(jī)，使汽輪機(jī)功率保持為汽輪機(jī)目標(biāo)功率，并將多余的出口蒸汽通過第二蒸汽閥門排出。具體的，步驟s4包括：在堆芯功率下降的過程中，打開剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器對應(yīng)的第三蒸汽閥門，將剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽通過蒸汽母管排向汽輪機(jī)，使汽輪機(jī)功率保持為汽輪機(jī)目標(biāo)功率，并通過第二蒸汽閥門將蒸汽母管內(nèi)多余的出口蒸汽排向大氣或者冷凝器。

s5、待剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽壓力和一回路的溫度穩(wěn)定后，將堆芯功率維持在所述堆芯目標(biāo)功率、汽輪機(jī)功率維持在汽輪機(jī)目標(biāo)功率。

本發(fā)明的功率下行控制方法中，汽輪機(jī)目標(biāo)功率優(yōu)選地為10％fp，堆芯目標(biāo)功率優(yōu)選地為10％fp，fp為滿功率。

下面以四環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)的控制方法為例，來對本發(fā)明的功率下行控制方法進(jìn)行說明，該實施例中，初始堆芯功率為20％fp，堆芯目標(biāo)功率為10％fp；初始汽輪機(jī)功率為20％fp，汽輪機(jī)目標(biāo)功率為10％fp。

四環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的功率下行控制方法包括：

s1、調(diào)整第一蒸汽閥門f1和第二蒸汽閥門f2的開度，使汽輪機(jī)功率下降至10％fp。

s2、關(guān)閉蒸汽發(fā)生器b、蒸汽發(fā)生器d，并關(guān)閉蒸汽發(fā)生器b對應(yīng)的給水閥門b21、給水泵b2泵、主泵b1泵、冷卻劑閥門b11和蒸汽發(fā)生器d對應(yīng)的給水閥門d21、給水泵d2泵、主泵d1泵及冷卻劑閥門d11。

s3、在第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，剩余的兩臺蒸汽發(fā)生器a、c的一回路流量由第一初始流量2000m³/h增至第一預(yù)設(shè)流量2500m³/h，第一預(yù)設(shè)時間可為60s；

通過控制裝置降低反應(yīng)堆的堆芯功率，使堆芯功率下降至10％fp。

蒸汽發(fā)生器a、c的一回路流量由第一初始流量2000m³/h增至第一預(yù)設(shè)流量2500m³/h是由于堆芯壓降隨著一回路流量降低而降低，同時主泵的揚(yáng)程曲線不變，即管路特性曲線與泵的揚(yáng)程曲線的交點(diǎn)會下降(如圖3所示，交點(diǎn)由m點(diǎn)移至m1點(diǎn))，因此交點(diǎn)處對應(yīng)的一回路流量會有所上升，從而堆芯功率略大于堆芯目標(biāo)功率，此時再通過控制裝置來降低反應(yīng)堆的堆芯功率，使堆芯功率下降至堆芯目標(biāo)功率10％fp。

s4、在堆芯功率下降的過程中，打開蒸汽發(fā)生器a對應(yīng)的第三蒸汽閥門a23和蒸汽發(fā)生器c對應(yīng)的第三蒸汽閥門c23，將蒸汽發(fā)生器a和蒸汽發(fā)生器c的出口蒸汽通過蒸汽母管g3排向汽輪機(jī)，使汽輪機(jī)功率保持為汽輪機(jī)目標(biāo)功率10％fp，并通過第二蒸汽閥門f2將蒸汽母管g3內(nèi)多余的出口蒸汽排向大氣或者冷凝器。

s5、待蒸汽發(fā)生器a和蒸汽發(fā)生器c的出口蒸汽壓力和一回路的溫度穩(wěn)定后，將堆芯功率維持在10％fp、汽輪機(jī)功率維持在10％fp，功率下行階段結(jié)束。

參閱圖4，本發(fā)明還公開了一種多環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的功率上行控制方法，該功率上行控制方法包括以下步驟：

q1、打開關(guān)閉的n臺蒸汽發(fā)生器及其對應(yīng)的給水閥門、給水泵、冷卻劑閥門和主泵。優(yōu)選地，在執(zhí)行該步驟q1之前，堆芯功率為10％fp，汽輪機(jī)功率為10％fp，第一蒸汽閥門開啟，第二蒸汽閥門關(guān)閉。

q2、增大n臺蒸汽發(fā)生器的二回路的給水流量至第二預(yù)設(shè)流量后，通過n臺蒸汽發(fā)生器對應(yīng)的壓力閾值閥門將該n臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽排向大氣或者冷凝器。此時n臺蒸汽發(fā)生器對應(yīng)的第三蒸汽閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，這是由于剛開始的蒸汽品質(zhì)可能不好，不符合要求，若直接排向汽輪機(jī)將會損傷汽輪機(jī)，故先將開始階段的蒸汽排到大氣或冷凝器。

q3、增大n臺蒸汽發(fā)生器的一回路的冷卻劑流量至目標(biāo)流量，使堆芯功率上升至堆芯目標(biāo)功率；

q4、待n臺蒸汽發(fā)生器的蒸汽溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，打開n臺蒸汽發(fā)生器對應(yīng)的第三蒸汽閥門，將n臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽排向汽輪機(jī)。在步驟q4中，預(yù)設(shè)溫度為堆芯目標(biāo)功率所對應(yīng)的蒸汽溫度。

q5、在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，剩余的(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的一回路的冷卻劑流量由第二初始流量降低至第三預(yù)設(shè)流量，將(m-n)臺蒸汽發(fā)生器的出口蒸汽排向汽輪機(jī)，其中1≤n＜m，m≥2。

q6、待蒸汽母管的壓力和一回路的溫度穩(wěn)定后，將堆芯功率維持在堆芯目標(biāo)功率、汽輪機(jī)功率維持在汽輪機(jī)目標(biāo)功率。

優(yōu)選地，汽輪機(jī)目標(biāo)功率為20％fp，堆芯目標(biāo)功率為20％fp，fp為滿功率。優(yōu)選地，m＝4，n＝2，第二預(yù)設(shè)流量為5％ff2，ff2為滿功率時二回路的給水總流量。優(yōu)選地，步驟q3中，目標(biāo)流量為25％ff1；步驟q5中，第二初始流量為30％ff1，第三預(yù)設(shè)流量為25％ff1，其中，ff1為滿功率時一回路的總流量。

下面以四環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的控制系統(tǒng)的控制方法為例，來對本發(fā)明的功率上行控制方法進(jìn)行說明，該實施例中，初始堆芯功率為10％fp，堆芯目標(biāo)功率為20％fp；初始汽輪機(jī)功率為10％fp，汽輪機(jī)目標(biāo)功率為20％fp。

四環(huán)路反應(yīng)堆長期低功率偏環(huán)路運(yùn)行的功率上行控制方法包括：

q1、打開處于關(guān)閉狀態(tài)的蒸汽發(fā)生器b及其對應(yīng)的給水閥門b21、給水泵b2泵、主泵b1泵、冷卻劑閥門b11，打開蒸汽發(fā)生器d及其對應(yīng)的給水閥門d21、給水泵d2泵、主泵d1泵和冷卻劑閥門d11。

q2、增大蒸汽發(fā)生器b和蒸汽發(fā)生器d的二回路的給水流量至第二預(yù)設(shè)流量5％ff2后，通過蒸汽發(fā)生器b對應(yīng)的壓力閾值閥門b22將蒸汽發(fā)生器b的出口蒸汽排向大氣或者冷凝器；通過蒸汽發(fā)生器d對應(yīng)的壓力閾值閥門d22將蒸汽發(fā)生器d的出口蒸汽排向大氣或者冷凝器。

q3、增大蒸汽發(fā)生器b和蒸汽發(fā)生器d的一回路的冷卻劑流量至目標(biāo)流量2000m³/h，從而使堆芯功率上升至堆芯目標(biāo)功率10％fp；

q4、待蒸汽發(fā)生器b和蒸汽發(fā)生器d這兩臺蒸汽發(fā)生器的蒸汽溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，打開蒸汽發(fā)生器b對應(yīng)的第三蒸汽閥門b23和蒸汽發(fā)生器d對應(yīng)的第三蒸汽閥門d23，將蒸汽發(fā)生器b和蒸汽發(fā)生器d的出口蒸汽排向汽輪機(jī)。在該步驟q4中，預(yù)設(shè)溫度為堆芯目標(biāo)功率是10％fp時所對應(yīng)的蒸汽溫度。

q5、在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，剩余的兩臺蒸汽發(fā)生器a、c的一回路的冷卻劑流量由第二初始流量2500m³/h降低至第三預(yù)設(shè)流量2000m³/h，打開第三蒸汽閥門a23和c23，將蒸汽發(fā)生器a、蒸汽發(fā)生器c的出口蒸汽排向汽輪機(jī)。其中，第二預(yù)設(shè)時間可為60s。

q6、待蒸汽母管g3的壓力和一回路的溫度穩(wěn)定后，將堆芯功率維持在10％fp、汽輪機(jī)功率維持在10％fp，功率上行階段結(jié)束。

可以理解的，在前一次偏環(huán)路運(yùn)行下行階段時，關(guān)閉的是b臺和d臺蒸汽發(fā)生器的閥門，則后一次下行階段時關(guān)閉a臺和c臺蒸汽發(fā)生器上的閥門，交替運(yùn)行b、d臺蒸汽發(fā)生器和a、c臺蒸汽發(fā)生器，減少傳熱管發(fā)生損壞的可能性。同理，上行階段也需要交替運(yùn)行。即，本發(fā)明控制系統(tǒng)在每次功率切換時，可以交替切除兩臺蒸汽發(fā)生器，提高四臺蒸汽發(fā)生器的使用壽命。

綜上所述，本發(fā)明通過建立偏環(huán)路運(yùn)行控制系統(tǒng)，并采用科學(xué)可行的控制方法，解決了核動力船舶在海上自航運(yùn)行時，長期處于低功率狀態(tài)下機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行且平穩(wěn)出力的問題，能使自航式核動力船舶在長期低功率運(yùn)行時，無需反應(yīng)堆停堆，即可實現(xiàn)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行且平穩(wěn)出力，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；本發(fā)明實現(xiàn)自航式船舶的海上長期低功率運(yùn)行，提高了反應(yīng)堆的適用性范圍，且由于無需在功率切換過程中停堆，從而降低了低功率運(yùn)行的風(fēng)險，大大提高了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

以上實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，可以對上述技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行自由組合，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍；因此，凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。