本發(fā)明屬于核能科學(xué)與工程領(lǐng)域，涉及一種直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、直流蒸汽發(fā)生器因具有熱效率較高和能量損失較小的優(yōu)勢(shì)，在新第一代核反應(yīng)堆中得到廣泛應(yīng)用。直流蒸汽發(fā)生器換熱單元主要由蒸發(fā)段和過熱段組成。目前，常規(guī)的運(yùn)行方案為：當(dāng)直流蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段或過熱段發(fā)生故障時(shí)，立即觸發(fā)反應(yīng)堆緊急停堆，汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行。本研究團(tuán)隊(duì)首次提出了一種新型的運(yùn)行方式，即直流蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段發(fā)生故障時(shí)，不需要觸發(fā)反應(yīng)堆緊急停堆，通過故障保護(hù)系統(tǒng)使得反應(yīng)堆和汽輪發(fā)電機(jī)組在低負(fù)荷下安全運(yùn)行。

2、為了保障直流蒸汽發(fā)生器運(yùn)行安全性，提前進(jìn)行直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的功能驗(yàn)證至關(guān)重要。但機(jī)組正常運(yùn)行期間，該故障保護(hù)系統(tǒng)不具備開展實(shí)際驗(yàn)證的條件，難以提前暴露和糾正控制策略存在的問題。因此有必要開發(fā)用于直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)功能驗(yàn)證的測(cè)試裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置及方法，該裝置及方法能夠?qū)φ羝l(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的功能進(jìn)行驗(yàn)證。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，包括蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)、凝汽器、汽水分離器、給水系統(tǒng)、第一閥組、第三閥組、第四閥組及第六閥組；

3、蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)分為蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段及蒸汽發(fā)生器過熱段，其中，蒸汽發(fā)生器過熱段的出口與汽輪機(jī)的入口、凝汽器的入口及汽水分離器的入口相連通；給水系統(tǒng)的出口分為兩路，其中一路經(jīng)第一閥組與蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段的入口相連通，另一路與汽水分離器的入口相連通，蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段的出口分為兩路，其中一路經(jīng)第三閥組與蒸汽發(fā)生器過熱段的入口相連通，另一路經(jīng)第四閥組與汽水分離器的入口相連通，汽水分離器的氣體出口分為兩路，其中一路經(jīng)第六閥組與蒸汽發(fā)生器過熱段的入口相連通，另一路與蒸汽發(fā)生器過熱段的出口相連通；

4、蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置與蒸汽發(fā)生器相連通，仿真建模服務(wù)器與蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置、第一閥組、第三閥組、第四閥組及第六閥組相連接。

5、進(jìn)一步的，反應(yīng)堆與蒸汽發(fā)生器的一次側(cè)相連通。

6、進(jìn)一步的，還包括人-機(jī)界面顯示器、pxi數(shù)據(jù)采集機(jī)柜及蒸汽發(fā)生器安全系統(tǒng)dcs機(jī)柜，人-機(jī)界面顯示器經(jīng)仿真建模服務(wù)器、pxi數(shù)據(jù)采集機(jī)柜及蒸汽發(fā)生器安全系統(tǒng)dcs機(jī)柜與蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置、第一閥組、第三閥組、第四閥組及第六閥組相連接。

7、進(jìn)一步的，蒸汽發(fā)生器過熱段的出口分為兩路，其中一路經(jīng)第七閥組與汽輪機(jī)的入口相連通，另一路與第八閥組的入口相連通，第八閥組的出口分為兩路，其中一路經(jīng)第九閥組與凝汽器的入口相連通，另一路經(jīng)第十閥組與汽水分離器的入口相連通，汽輪機(jī)的出口與凝汽器的入口相連通，汽水分離器的液體出口與凝汽器的入口相連通。

8、進(jìn)一步的，給水系統(tǒng)的出口經(jīng)第二閥組與汽水分離器的入口相連通。

9、進(jìn)一步的，汽水分離器的氣體出口經(jīng)第五閥組與蒸汽發(fā)生器過熱段的出口相連通。

10、進(jìn)一步的，所述蒸汽發(fā)生器安全系統(tǒng)dcs機(jī)柜包括dcs機(jī)柜本體以及設(shè)置于dcs機(jī)柜本體內(nèi)的第六閥組驅(qū)動(dòng)卡件、第三閥組驅(qū)動(dòng)卡件、第四閥組驅(qū)動(dòng)卡件、第一閥組驅(qū)動(dòng)卡件、蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)卡件，其中，pxi數(shù)據(jù)采集機(jī)柜經(jīng)第六閥組驅(qū)動(dòng)卡件與第六閥組相連接，labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜經(jīng)第三閥組驅(qū)動(dòng)卡件與第三閥組相連接；labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜經(jīng)第四閥組驅(qū)動(dòng)卡件與第四閥組相連接；labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜經(jīng)第一閥組驅(qū)動(dòng)卡件與第一閥組相連接；labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜經(jīng)蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)卡件與蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置相連接。

11、進(jìn)一步的，所述labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜包括數(shù)據(jù)采集機(jī)柜本體以及設(shè)置于數(shù)據(jù)采集機(jī)柜本體內(nèi)的第六閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件、第三閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件、第四閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件、第一閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件、蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置a/d轉(zhuǎn)換卡件；

12、所述的仿真建模服務(wù)器包括仿真建模服務(wù)器本體以及設(shè)置于仿真建模服務(wù)器本體內(nèi)的第六閥組仿真模型系統(tǒng)、第三閥組仿真模型系統(tǒng)、第四閥組仿真模型系統(tǒng)、第一閥組仿真模型系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)仿真模型系統(tǒng)；

13、第六閥組仿真模型系統(tǒng)經(jīng)第六閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件與第六閥組驅(qū)動(dòng)卡件相連接；第三閥組仿真模型系統(tǒng)經(jīng)第三閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件與第三閥組驅(qū)動(dòng)卡件相連接；第四閥組仿真模型系統(tǒng)經(jīng)第四閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件與第四閥組驅(qū)動(dòng)卡件相連接；第一閥組仿真模型系統(tǒng)經(jīng)第一閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件與第一閥組驅(qū)動(dòng)卡件相連接；蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)仿真模型系統(tǒng)經(jīng)蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置a/d轉(zhuǎn)換卡件與蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)卡件相連接。

14、本發(fā)明所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試方法，包括以下步驟：

15、1)仿真建模服務(wù)器輸出的觸發(fā)信號(hào)至蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置，根據(jù)蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置的檢測(cè)信號(hào)，判斷為蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段故障；

16、2)反應(yīng)堆及發(fā)電機(jī)降功率，第二閥組及第十閥組開啟，第五閥組關(guān)閉，第八閥組投自動(dòng)；

17、3)仿真建模服務(wù)器驅(qū)動(dòng)第六閥組打開，仿真建模服務(wù)器驅(qū)動(dòng)第三閥組關(guān)閉，仿真建模服務(wù)器驅(qū)動(dòng)第四閥組關(guān)閉，仿真建模服務(wù)器驅(qū)動(dòng)第一閥組關(guān)閉，蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段被隔離；

18、將第六閥組反饋的動(dòng)作信號(hào)輸入到仿真建模服務(wù)器中，以獲取第六閥組的開啟時(shí)間；將第三閥組反饋的動(dòng)作信號(hào)輸入到仿真建模服務(wù)器中，以獲取第三閥組的關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間；將第四閥組反饋的動(dòng)作信號(hào)輸入到仿真建模服務(wù)器中，以獲取第四閥組的關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間；將第一閥組反饋的動(dòng)作信號(hào)輸入到仿真建模服務(wù)器中，以獲取第一閥組的關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間。

19、進(jìn)一步的，還包括：

20、反應(yīng)堆、汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行階段，通過第八閥組自動(dòng)控制進(jìn)入汽輪機(jī)中的蒸汽量，使進(jìn)入到汽輪機(jī)中的蒸汽量與汽水分離器中加熱的蒸汽量相匹配。

21、本發(fā)明具有以下有益效果：

22、本發(fā)明所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置及方法在具體操作時(shí)，通過控制蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置中“故障”信號(hào)的觸發(fā)狀態(tài)，以及蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段閥門組的開關(guān)狀態(tài)，在機(jī)組調(diào)試啟動(dòng)期間對(duì)直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯預(yù)演和動(dòng)態(tài)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)實(shí)際功能的提前驗(yàn)證，提前暴露和糾正直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)邏輯組態(tài)存在的問題，極大地提高了直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)在機(jī)組運(yùn)行期間的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，其特征在于，包括蒸汽發(fā)生器(2)、汽輪機(jī)(4)、凝汽器(6)、汽水分離器(3)、給水系統(tǒng)(9)、第一閥組(10)、第三閥組(12)、第四閥組(13)及第六閥組(15)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，其特征在于，反應(yīng)堆(1)與蒸汽發(fā)生器(2)的一次側(cè)相連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，其特征在于，還包括人-機(jī)界面顯示器(8)、pxi數(shù)據(jù)采集機(jī)柜(21)及蒸汽發(fā)生器安全系統(tǒng)dcs機(jī)柜(20)，人-機(jī)界面顯示器(8)經(jīng)仿真建模服務(wù)器(22)、pxi數(shù)據(jù)采集機(jī)柜(21)及蒸汽發(fā)生器安全系統(tǒng)dcs機(jī)柜(20)與蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置(7)、第一閥組(10)、第三閥組(12)、第四閥組(13)及第六閥組(15)相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，其特征在于，蒸汽發(fā)生器過熱段(2-2)的出口分為兩路，其中一路經(jīng)第七閥組(16)與汽輪機(jī)(4)的入口相連通，另一路與第八閥組(17)的入口相連通，第八閥組(17)的出口分為兩路，其中一路經(jīng)第九閥組(18)與凝汽器(6)的入口相連通，另一路經(jīng)第十閥組(19)與汽水分離器(3)的入口相連通，汽輪機(jī)(4)的出口與凝汽器(6)的入口相連通，汽水分離器(3)的液體出口與凝汽器(6)的入口相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，其特征在于，給水系統(tǒng)(9)的出口經(jīng)第二閥組(11)與汽水分離器(3)的入口相連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，其特征在于，汽水分離器(3)的氣體出口經(jīng)第五閥組(14)與蒸汽發(fā)生器過熱段(2-2)的出口相連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生器安全系統(tǒng)dcs機(jī)柜(20)包括dcs機(jī)柜本體以及設(shè)置于dcs機(jī)柜本體內(nèi)的第六閥組驅(qū)動(dòng)卡件(20-1)、第三閥組驅(qū)動(dòng)卡件(20-2)、第四閥組驅(qū)動(dòng)卡件(20-3)、第一閥組驅(qū)動(dòng)卡件(20-4)、蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)卡件(20-5)，其中，pxi數(shù)據(jù)采集機(jī)柜(21)經(jīng)第六閥組驅(qū)動(dòng)卡件(20-1)與第六閥組(15)相連接，labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜(21)經(jīng)第三閥組驅(qū)動(dòng)卡件(20-2)與第三閥組(12)相連接；labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜(21)經(jīng)第四閥組驅(qū)動(dòng)卡件(20-3)與第四閥組(13)相連接；labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜(21)經(jīng)第一閥組驅(qū)動(dòng)卡件(20-4)與第一閥組(10)相連接；labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜(21)經(jīng)蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)卡件(20-5)與蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置(7)相連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，其特征在于，所述labview數(shù)據(jù)采集機(jī)柜(21)包括數(shù)據(jù)采集機(jī)柜本體以及設(shè)置于數(shù)據(jù)采集機(jī)柜本體內(nèi)的第六閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件(21-1)、第三閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件(21-2)、第四閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件(21-3)、第一閥組a/d轉(zhuǎn)換卡件(21-4)、蒸汽發(fā)生器故障監(jiān)測(cè)裝置a/d轉(zhuǎn)換卡件(21-5)；

9.一種直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種直流蒸汽發(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試裝置及方法，蒸汽發(fā)生器過熱段的出口與汽輪機(jī)的入口、凝汽器的入口及汽水分離器的入口相連通；給水系統(tǒng)的出口分為兩路，其中一路經(jīng)第一閥組與蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段的入口相連通，另一路與汽水分離器的入口相連通，蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段的出口分為兩路，其中一路經(jīng)第三閥組與蒸汽發(fā)生器過熱段的入口相連通，另一路經(jīng)第四閥組與汽水分離器的入口相連通，汽水分離器的氣體出口分為兩路，其中一路經(jīng)第六閥組與蒸汽發(fā)生器過熱段的入口相連通，另一路與蒸汽發(fā)生器過熱段的出口相連通，該裝置及方法能夠?qū)φ羝l(fā)生器故障保護(hù)系統(tǒng)的功能進(jìn)行驗(yàn)證。

技術(shù)研發(fā)人員：劉俊峰,韓傳高,馬曉瓏,董雷,張斌,王威,吳志軍,劉斌,張瑞祥,令彤彤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安熱工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9