楊振興

【摘 要】本研究基于某電廠1號機組、某參考電廠的1號機組模擬量控制系統(tǒng)的PID參數(shù)整定結(jié)果，研發(fā)模擬量控制整定值系統(tǒng)，存儲模擬量控制參數(shù)整定的結(jié)果，存儲參數(shù)整定過程中的曲線，指導(dǎo)CPR1000機組的模擬量控制系統(tǒng)試驗。試驗結(jié)果及調(diào)試過程證明，本研究所開發(fā)軟件及整理所得數(shù)據(jù)庫在試驗過程中有重大參考價值，對后續(xù)在建機組也有著十分重要的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】PID參數(shù);模擬量整定;CPR1000;控制系統(tǒng);效益

中圖分類號： TH3 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）25-0162-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.25.080

The Research And Application Of CPR1000 PZR Analog Control Setting Method

YANG Zhen-xing

（Start-up Department China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， Shengzhen Guangdong 518124， China）

【Abstract】Based on the PID parameter setting results of the analog quantity control system of no. 1 unit of a power plant and no. 1 unit of a reference power plant， this study developed the analog quantity control value system， stored the results of the analog quantity control parameters setting， stored the curve during the parameter setting process， and guided the simulation quantity control system test of CPR1000 unit. The test results and debugging process prove that the software developed and the database obtained in this research has great reference value in the test process， and also has very important application value for the units under construction.

【Key words】PID parameter; Analog setting; CPR1000; Control system; Benefit

0 引言

控制系統(tǒng)是核電站的中樞神經(jīng)，而模擬量控制系統(tǒng)則是中樞神經(jīng)的核心部分。在模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)試過程中，大量的參數(shù)需要現(xiàn)場整定。其中，部分參數(shù)需要通過現(xiàn)場調(diào)試進行優(yōu)化（如閉環(huán)控制器的PID參數(shù)需多次擾動試驗優(yōu)化），部分參數(shù)因為現(xiàn)場意外事件或問題需要修改，部分參數(shù)需要根據(jù)試驗結(jié)果進行反復(fù)調(diào)整（如穩(wěn)壓器加熱器的啟動回差等）。

參數(shù)的整定結(jié)果因機組不同而不同，不可能通過設(shè)計變更的方式反饋到設(shè)計從而反饋到其他機組，部分參數(shù)整定甚至不體現(xiàn)在試驗報告中，不能通過試驗報告的方式反饋到其他機組。也就是說，目前上述參數(shù)沒有反饋到CPR1000（中國改進型百萬千瓦級壓水堆）后續(xù)項目的有效渠道。

1 CPR1000壓水堆核電模擬量控制整定研究

1.1 總體思路

本研究基于某電廠1號機組、某參考電廠1號機組模擬量控制系統(tǒng)的參數(shù)整定結(jié)果，研發(fā)模擬量控制整定值系統(tǒng)，指導(dǎo)CPR1000機組的模擬量控制系統(tǒng)試驗。

對于模擬量控制的參數(shù)整定，某公司針對非數(shù)字化的儀表系統(tǒng)，開發(fā)了一套儀表定值系統(tǒng)，在某項目調(diào)試中起到了重要作用。由于設(shè)計方不接受關(guān)于參數(shù)整定的設(shè)計變更，目前設(shè)計院尚無基于現(xiàn)場調(diào)試的整定值系統(tǒng)。基于模擬量控制的以上特點，研究思路如下：

（1）研發(fā)CPR1000模擬量控制整定值系統(tǒng)并調(diào)試可用。

（2）收集參考機組數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)庫。

（3）現(xiàn)場試驗過程中調(diào)試應(yīng)用，并進行適應(yīng)性修改和數(shù)據(jù)完善。

1.2 技術(shù)方案

模擬量整定值系統(tǒng)調(diào)試流程如下：首先研發(fā)軟件框架，使軟件初步可用，根據(jù)現(xiàn)場實際的進展，收集整理某電廠1號機組、某參考電廠1號機組控制參數(shù)及模擬量參數(shù)數(shù)據(jù)，在試驗過程中利用軟件及已經(jīng)取得的試驗數(shù)據(jù)，進行曲線對比分析工作，對試驗提供參考，便于發(fā)現(xiàn)試驗中的異常現(xiàn)象，保證試驗的順利進行。

2 壓水堆核電站現(xiàn)場應(yīng)用情況

本調(diào)試方法在某電廠1號機組、某參考電廠1號機組現(xiàn)場調(diào)試過程中得到了廣泛應(yīng)用，通過機組試驗中應(yīng)用的修改經(jīng)驗反饋和參考數(shù)據(jù)積累，將在后續(xù)機組試驗中發(fā)揮更重要作用。

2.1 壓力模式下壓力設(shè)定值與功率函數(shù)校驗

當(dāng)機組在壓力模式壓力控制時，會通過壓力模式下壓力設(shè)定值與功率對應(yīng)關(guān)系函數(shù)來調(diào)整功率控制棒棒位與蒸汽旁路排放閥閥門開度。這兩個函數(shù)的校驗需首先在5%Pn、10%Pn、15%Pn、20%Pn、25%Pn、30%Pn這6個功率平臺采集一回路三個環(huán)路冷熱管段溫度，計算平均溫度值，再利用功率與一回路平均溫度對應(yīng)函數(shù)關(guān)系設(shè)計值來計算壓力模式下壓力與功率對應(yīng)關(guān)系。以某電廠1號機采集數(shù)據(jù)為例說明。表1為平均溫度計算。

某電廠1號機數(shù)據(jù)采集完成后，在生效之前將數(shù)據(jù)與某參考電廠1號機及另外參考電廠4號機數(shù)據(jù)做比對分析發(fā)現(xiàn)，壓力模式下壓力與功率對應(yīng)曲線，相比某參考電廠在15%Pn～30%Pn之間有較大差別，當(dāng)設(shè)定值壓力在7.5Mpa～7.6MPa壓力時曲線變得更加不平滑，將某電廠1號機組與某參考電廠1號機組數(shù)據(jù)同時對比另外參考電廠4號機數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)某參考電廠曲線與之更吻合。在發(fā)現(xiàn)這些差異后，首先對試驗采集的原始數(shù)據(jù)以及計算公式進行了重新核對，發(fā)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)無誤將，各個功率平臺下的原始數(shù)據(jù)與某參考電廠1號機組、另外參考電廠4號機原始數(shù)據(jù)進行比對發(fā)現(xiàn)，15%Pn功率以上時一回路平均溫度某電廠較某參考電廠與另外參考電廠均偏低，綜合考慮到某電廠核電站的環(huán)境等因素認(rèn)為曲線正確合適，能夠反映機組的實際情況。

2.2 汽機參考開度與電動率函數(shù)校驗

將某電廠1號機數(shù)據(jù)與某參考電廠1號機數(shù)據(jù)進行比對。經(jīng)過對比設(shè)計值與實際值分析發(fā)現(xiàn)，曲線走勢變化基本相同，數(shù)據(jù)合適，待合適窗口即可進行函數(shù)的生效工作。

2.3 電功率與功率棒棒位函數(shù)校驗

二回路電功率與一回路G棒棒位函數(shù)對應(yīng)關(guān)系曲線的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到機組的穩(wěn)定性，更關(guān)系到機組首次啟動階段期間試驗的順利與否，對于機組啟動調(diào)試的意義極其重大。因為調(diào)試啟動試驗的需要，首次升功率至100%Pn過程中，需分別在首次達臨界、30%Pn、50%Pn、75%Pn時分別引入30%Pn、50%Pn、75%Pn、100%Pn理論曲線，其中30%Pn、50%Pn、75%Pn理論曲線根據(jù)100%Pn理論曲線推算得來，最終100%Pn實際函數(shù)曲線根據(jù)功率控制棒標(biāo)定試驗結(jié)果計算得來。

通過分析比對各個功率平臺以及最終計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，某電廠1號機組與某參考電廠1號機組同為CPR1000機組，G棒棒位與電功率對應(yīng)關(guān)系走勢基本一致。這對于在各個功率平臺下的瞬態(tài)試驗很有參考價值。

2.4 蒸汽流量對應(yīng)功率與汽水壓差函數(shù)校驗

蒸汽流量對應(yīng)功率與汽水壓差函數(shù)分別在30%Pn、50%Pn、75%Pn、87%Pn，通過調(diào)整主給水調(diào)節(jié)閥大閥兩側(cè)壓差，來采集數(shù)據(jù)進行校驗。函數(shù)的生效按照調(diào)試計劃為在87%Pn做完試驗后進行生效。在87%Pn試驗完成采集數(shù)據(jù)后，經(jīng)過比對分析數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場機組實際控制時采用的設(shè)計值與試驗后得到的數(shù)據(jù)存在較大的偏差，對比某參考電廠1號機試驗結(jié)果也存在此問題，在確定試驗采集原始數(shù)據(jù)無誤后，試驗負責(zé)人決定提前對GD進行生效。函數(shù)生效后，汽水壓差波動明顯減小，ARE給水控制系統(tǒng)得到優(yōu)化。這對于穩(wěn)定機組狀態(tài)以及后面的滿功率瞬態(tài)試驗給予了很大支持，同時對于后續(xù)機組的調(diào)試也提供了重要參考，直接縮短了調(diào)試工期。

本研究基于某電廠1號機組、某參考電廠1號機組模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果，研發(fā)模擬量控制系統(tǒng)整定值系統(tǒng)，存儲模擬量控制參數(shù)整定的結(jié)果，記錄參數(shù)整定過程的曲線，在試驗過程中對曲線進行對比分析，為試驗過程提供重要參考。在某電廠1號機、某參考電廠1號機調(diào)試過程中對軟件的功能進行了驗證，試驗過程解決了現(xiàn)場調(diào)試中遇到的大量異常問題，降低了瞬態(tài)試驗調(diào)試及參數(shù)整定的風(fēng)險，獲得了良好的經(jīng)濟效益。

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