一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109404071A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201811545369.5F01D21/00(2006.01)(22)申请日2018.12.17F01D25/12(2006.01)(71)申请人广西电网有限责任公司电力科学研究院地址530023广西壮族自治区南宁市民主路6-2号(72)发明人文立斌刘光时雷亭吴健旭(74)专利代理机构南宁东智知识产权代理事务所(特殊普通合伙)45117代理人巢雄辉裴康明(51)Int.Cl.F01K13/00(2006.01)F01K21/00(2006.01)F01D15/10(2006.01)F01D17/14(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法(57)摘要本发明核电机组稳定性分析技术领域，具体涉及一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法。本发明可以获得精确、可靠性的蒸汽发生器模型时间常数，可提高蒸汽发生器仿真的准确性。针对在给汽轮机高压调门阶跃指令调节发电机功率的响应过程，通过对汽轮机蒸汽发生器模型时间常数的仿真辨识，可准确撑握核电汽轮机发电机组参与电网调频控制过程，从而更好维护机组和电网稳定运行。通过仿真辨识，可以指导核电汽轮机对发电机组功率的调节节奏，对于防止发电机功率出现过调、调节量不足、以及调节过程不稳定等现象起到了非常积极的作用。CN109404071ACN109404071A权利要求书1/2页1.一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)建立蒸汽发生器仿真模型，蒸汽发生器仿真模型一回路冷却剂平均温度模块、U型金属管热量传递模块和二回路蒸汽压力模块；(2)建立时间响应传输仿真模型，用于仿真各响应环节变化的全过程，具体包括一回路冷却剂响应时间环节、U型金属管热量传递响应时间环节、二回路蒸汽压力响应时间环节；(3)参数辨识，给汽轮机高压调门一阶跃指令，使高压调门开度突变，完成发电机组功率突变信号测试，通过采用最小二乘法，使仿真曲线与实测曲线高度一致，即可辨识得到蒸汽发生器模型的时间常数，主要包括蒸汽发生器中冷却剂的时间常数t蒸、U型管时间常数tU、压力时间常数t压。2.根据权利要求1所述的一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法，其特征在于：所述步骤(1)中建立的蒸汽发生器仿真模型的数学表达式具体如下：式中：△TC：蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度偏差；△TH：蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度偏差；△Tm：金属管温度偏差；△PS：二回路蒸汽压力偏差；△y：汽轮机调门开度偏差；t蒸：蒸汽发生器中冷却剂的时间常数；tU：U型管时间常数；t压：压力时间常数；λ1：金属管温度系数；λ2：热线温度系数；λ3：冷却剂温度系数；λ4：压力温度系数；λ5：金属管压力系数；λ6：阀门压力系数。3.根据权利要求2所述的一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法，其特征在于：所述建立的时间响应传输仿真模型具体如下式(4)-(6)：其中，s为各响应时间环节的拉普拉斯算子。4.根据权利要求1所述的一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法，其特征在于：所述步骤(3)中的辨识过程如下：(1)在反应堆无料机组停运状态，安装好测试系统并调试正常；(2)在反应堆填料后，核电机组启动并带负荷，汽轮机高压调门处于稳定状态，给高压调门一阶跃指令，使高压调门开度突变，发电机组功率也因而突变，高压调门开度突变后保持100毫秒的时间；试验过程中R棒和G棒行程保持不变，反应堆热功率也不变；(3)给高压调门一阶跃指令前200毫秒启动数据采集装置，采集压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂入口温度，压水堆蒸汽发生器一回路冷却剂出口温度，汽轮机调门开度，发电机功2CN109404071A权利要求书2/2页率，蒸汽发生器出口二回路蒸汽温度，蒸汽发生器出口二回路蒸汽压力；(4)高压调门突变导致二回路主蒸汽压力的突变，引发反应堆冷却剂入口温度和出口温度的变化，蒸汽发生器冷却剂入口温度和出口温度也相应发生变化，通过最小二乘法使蒸汽发生器模型的仿真曲线与核电机组实测数据的一致，进而辨识出蒸汽发生器模型时间常数。3CN109404071A说明书1/6页一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法技术领域[0001]本发明核电机组稳定性分析技术领域，具体涉及一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数的辨识方法。背景技术[0002]核电机组蒸汽发生器是一回路热量传递给二回路的桥梁。蒸汽发生器模型由一回路冷却剂平均温度模型、U型金属管热量传递模型和二回路蒸汽压力模型三部分组成。蒸汽发生器模型时间常数反映反应堆能量转换为一回路蒸汽能量的响应情况，准确获取这些时间常数，对发