一种核电厂电锅炉快速启动控制系统及方法与流程

本发明属于核电厂电锅炉启动控制领域，涉及一种核电厂电锅炉快速启动控制系统及方法。

背景技术：

在核电厂使用的电锅炉现有技术中，电锅炉的启动从冷态(常温常压水)启动到锅炉内额定参数(1.6mpa,204℃)的过程中，全过程采用积分功率控制方式，这种功率控制模式主要问题有两个：一是所需时间长，水温从常温上升到开始产生蒸汽的温度(100℃)速率较慢，时间约50min，锅炉从冷态上升至额定温度和压力全程需要约60min；二是控制难度大，电锅炉内开始产生蒸汽后，电功率上升速率越来越快，容易产生较大的温度/压力超调量，容易触发保护停电锅炉，因此需要开发一种系统及方法，以解决现有技术中电锅炉启动时间长且控制系统超调导致停炉的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种核电厂电锅炉快速启动控制系统及方法，该系统及方法能够有效解决现有技术中电锅炉启动时间长且控制系统超调导致停炉的问题。

为达到上述目的，本发明所述的核电厂电锅炉快速启动控制系统包括电锅炉给水泵、给水调节阀、电锅炉、控制系统、用于检测电锅炉内水温的温度传感器、用于检测电锅炉内蒸汽压力的压力传感器以及用于检测电锅炉内水液位的水位传感器；

电锅炉给水泵的出口经给水调节阀与电锅炉的入水口相连通，电锅炉的底部排水口处设置有电锅炉排水阀，电锅炉的顶部设置有蒸汽出口，温度传感器、压力传感器及水位传感器与控制系统的输入端相连接，控制系统的输出端与给水调节阀的控制端及电锅炉排水阀的控制端相连接。

电锅炉的顶部蒸汽出口处设置有电锅炉蒸汽出口阀。

本发明所述的核电厂电锅炉快速启动控制方法包括以下步骤：

电锅炉在冷态启动至110℃过程中，电锅炉给水泵输出的水经给水调节阀进入到电锅炉中进行加热，控制系统通过温度传感器实时检测电锅炉内水的温度信息，控制系统通过水位传感器实时检测电锅炉内水的液位信息，并根据当前电锅炉内的水温与预设电锅炉温度控制模式升温曲线的差值确定电锅炉的目标水位值，然后根据当前电锅炉内水的液位信息及电锅炉的目标水位值控制给水调节阀的开度，使得电锅炉内水的液位达到目标水位值，同时使得电锅炉内水的温度以2.5-3℃/h靠近该预设电锅炉温度控制模式的升温曲线；

当电锅炉内水温上升至110℃时，电锅炉内已经开始产生蒸汽，电锅炉蒸汽出口阀关闭，控制系统通过压力传感器测量电锅炉内的蒸汽压力，控制系统通过水位传感器测量电锅炉内的水位，并根据压力传感器测量的蒸汽压力与预设电锅炉压力控制模式升温升压曲线的差值确定电锅炉的目标水位值，再根据水位传感器的测量值与所述水位目标值控制给水调节阀，使得电锅炉内的蒸汽压力以线性的方式升温升压至额定参数。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的核电厂电锅炉快速启动控制系统及方法在具体操作时，电锅炉在冷态启动至110℃过程中，根据当前电锅炉内的水温与预设电锅炉温度控制模式升温曲线的差值确定电锅炉的目标水位值，并以此控制给水调节阀的开度，使得电锅炉内水的液位达到目标水位值，同时使得电锅炉内水的温度以2.5-3℃/h靠近该预设电锅炉温度控制模式的升温曲线；当电锅炉内水温上升至110℃时，根据压力传感器测量的蒸汽压力与预设电锅炉压力控制模式升温升压曲线的差值确定电锅炉的目标水位值，并以此控制给水调节阀，使得电锅炉内的蒸汽压力以线性的方式升温升压至额定参数，有效解决电锅炉启动时间长且控制系统超调导致停炉的问题，操作方便、简单。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制曲线图。

其中，1为电锅炉、2为温度传感器、3为压力传感器、4为水位传感器、5为控制系统、6为给水调节阀、7为电锅炉给水泵、8为电锅炉排水阀、9为电锅炉蒸汽出口阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的核电厂电锅炉快速启动控制系统包括电锅炉给水泵7、给水调节阀6、电锅炉1、控制系统5、用于检测电锅炉1内水温的温度传感器2、用于检测电锅炉1内蒸汽压力的压力传感器3以及用于检测电锅炉1内水液位的水位传感器4；电锅炉给水泵7的出口经给水调节阀6与电锅炉1的入水口相连通，电锅炉1的底部排水口处设置有电锅炉排水阀8，电锅炉1的顶部设置有蒸汽出口，温度传感器2、压力传感器3及水位传感器4与控制系统5的输入端相连接，控制系统5的输出端与给水调节阀6的控制端及电锅炉排水阀8的控制端相连接；电锅炉1的顶部蒸汽出口处设置有电锅炉蒸汽出口阀9。

参考图2，图2中的，10为电锅炉温度控制模式升温曲线；11为电锅炉压力控制模式升温升压曲线；12为电锅炉功率控制模式启动曲线。本发明所述的核电厂电锅炉快速启动控制方法包括以下步骤：

电锅炉1在冷态启动至110℃过程中，电锅炉给水泵7输出的水经给水调节阀6进入到电锅炉1中进行加热，控制系统5通过温度传感器2实时检测电锅炉1内水的温度信息，控制系统5通过水位传感器4实时检测电锅炉1内水的液位信息，并根据当前电锅炉1内的水温与预设电锅炉温度控制模式升温曲线的差值确定电锅炉1的目标水位值，然后根据当前电锅炉1内水的液位信息及电锅炉1的目标水位值控制给水调节阀6的开度，使得电锅炉1内水的液位达到目标水位值，同时使得电锅炉1内水的温度以2.5-3℃/h靠近该预设电锅炉温度控制模式的升温曲线；

当电锅炉1内水温上升至110℃时，电锅炉1内已经开始产生蒸汽，电锅炉蒸汽出口阀9关闭，控制系统5通过压力传感器3测量电锅炉1内的蒸汽压力，控制系统5通过水位传感器4测量电锅炉1内的水位，并根据压力传感器3测量的蒸汽压力与预设电锅炉压力控制模式升温升压曲线的差值确定电锅炉1的目标水位值，再根据水位传感器4的测量值与所述水位目标值控制给水调节阀6，使得电锅炉1内的蒸汽压力以线性的方式升温升压至额定参数(1.6mpa,204℃)。

电锅炉1的加热功率与水位成正比。电锅炉1的初始水位由给水调节阀6控制在最低水位，ph和电导率满足要求后，电锅炉1的电极通电，此时控制电锅炉1内水以最小功率加热。

经实际应用，本发明缩短了电锅炉1的启动时间，电锅炉1从冷态启动至额定参数从原本的约60min缩短至约45min，电锅炉1启动所需时间缩短了25％，在电厂紧急情况下可以比原设计提前15分钟为汽轮机轴封、蒸汽发生器冷却系统提供所需蒸汽，降低核电厂重要设备的热冲击；另外，本发明优化了控制方式，相比原来的功率控制方式，单一的温度/压力控制方式更加高效，且避免了功率控制方式下温度/压力超调引起的电锅炉1保护停运风险。

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