一种直流蒸汽发生器给水控制方法及系统与流程

本申请涉及核能科学与工程领域，特别涉及一种直流蒸汽发生器给水控制方法及系统。

背景技术：

1、蒸汽发生器是蒸汽动力装置的重要组成部分。船用动力装置采用了直流蒸汽发生器，由于直流蒸汽发生器水容量和热装量均很小，缓冲能力有限，给水的变化将很快并大幅度的作用于出口蒸汽的压力及温度等。因此，直流蒸汽发生器给水控制过程需满足的要求为：(1)控制精度要求要高；(2)给水调节的速度要快，调节过程中反复的动作尽可能少。

2、但是，泵阀系统的耦合效应使得准确的进行给水流量或给水压力的调节变得较为复杂，直接影响了直流蒸汽发生器出口蒸汽参数的控制精度。

3、相关技术中，处理泵阀耦合效应的方法，多是采用前馈补偿法，对角矩阵法，单位矩阵法等解耦算法对泵阀系统进行近似处理，将给水阀和给水泵在控制系统的作用独立开来。但是解耦算法都是对给水阀和给水泵的传递函数进行解耦，然而泵阀系统是典型的非线性系统，文献中提到的泵阀系统的传递函数是在其某个具体的工作点进行线性化得到的，即泵阀系统的每一次调节这种传递函数都会发生变化，这也意味着解耦算法在工业应用中几乎起不到实质性作用，在工程应用上都具有较大的局限性，并没有很好的解决其耦合影响，也让直流蒸汽发生器的控制过程反复震荡。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种直流蒸汽发生器给水控制方法及系统，以解决相关技术中不能快速并精确地控制直流蒸汽发生器的出口蒸汽参数的问题。

2、为达到以上目的，第一方面，提供了一种直流蒸汽发生器给水控制方法，其包括以下步骤：

3、基于采集的直流蒸汽发生器的运行参数，建立泵阀系统的给水压力关于给水流量的第一映射关系；

4、根据直流蒸汽发生器的当前蒸汽压力值和蒸汽压力设定值，获取蒸汽压力偏差值；

5、根据直流蒸汽发生器的当前蒸汽压力值和当前蒸汽温度值，以及蒸汽过热度阈值，获取蒸汽过热度偏差值；

6、根据蒸汽过热度偏差值、蒸汽压力偏差值以及第一映射关系，获取给水泵转速需求值和给水阀开度需求值；

7、将给水泵调整至转速需求值，给水阀调整至开度需求值。

8、一些实施例中，基于采集的直流蒸汽发生器的运行参数，建立泵阀系统的给水压力关于给水流量的第一映射关系，具体包括：

9、基于采集的直流蒸汽发生器的运行参数，获得不同转速下，给水泵的扬程关于给水流量的第二映射关系，以及不同开度下，给水阀的压差关于给水流量的第三映射关系；

10、根据第二映射关系和第三映射关系，建立泵阀系统的给水压力关于给水流量的第一映射关系。

11、一些实施例中，将第二映射关系与第三映射关系绘于同一坐标系中，所述第二映射关系与第三映射关系的交汇点为直流蒸汽发生器中给水流量与给水压力对应的当前给水泵转速值和给水阀开度值，所述第一映射关系包括交汇点。

12、一些实施例中，所述第二映射关系和第三映射关系通过最小二乘法拟合拟合得到。

13、一些实施例中，根据直流蒸汽发生器的当前蒸汽压力值和当前蒸汽温度值，以及蒸汽过热度阈值，获取蒸汽过热度偏差值，具体包括：

14、获得当前蒸汽压力下的饱和蒸汽温度值，将所述饱和蒸汽温度值与当前蒸汽温度值作差，获得当前蒸汽过热度；

15、根据当前蒸汽过热度，与过热度阈值作差，获得蒸汽过热度偏差值。

16、一些实施例中，根据蒸汽过热度偏差、压力偏差值以及第一映射关系，获取给水泵转速需求值和给水阀开度需求值，具体包括：

17、根据蒸汽压力偏差值以及蒸汽过热度偏差值，计算给水压力需求值以及给水量需求值；

18、根据给水压力需求值、给水量需求值以及第一映射关系，得到给水泵转速需求值和给水阀开度需求值。

19、一些实施例中，根据给水压力需求值、给水量需求值以及第一映射关系，得到给水泵转速需求值和给水阀开度需求值，具体包括：

20、将给水压力需求值输入第一映射关系，得到给水泵的转速需求值，将给水量需求值输入第一映射关系，得到给水阀的开度需求值。

21、一些实施例中，将给水泵调整至转速需求值，给水阀调整至开度需求值，具体包括：

22、根据给水泵的转速测量值，与给水泵的转速需求值，获取转速偏差值，调节给水泵的转速；

23、根据给水阀的开度测量值，与给水阀的开度需求值，获取开度偏差值，调节给水阀的开度。

24、第二方面，提供了一种直流蒸汽发生器给水控制系统，其包括：

25、第一模块，其用于：基于采集的直流蒸汽发生器的运行参数，建立泵阀系统的给水压力关于给水流量的第一映射关系；

26、第二模块，其用于：根据直流蒸汽发生器的当前蒸汽温度和当前蒸汽压力，以及过热度阈值，获取蒸汽过热度偏差；

27、第三模块，其用于：根据当前蒸汽压力和压力目标值，获取压力偏差值；

28、第四模块，其用于：根据蒸汽过热度偏差、压力偏差值以及第一映射关系，获取给水泵转速需求值和给水阀开度需求值；

29、第五模块，其用于：将给水泵调整至转速需求值，给水阀调整至开度需求值。

30、一些实施例中，所述给水泵和给水阀与直流蒸汽发生器并联连接，且所述直流蒸汽发生器出口处连接有压力测量传感器和温度传感器。

31、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

32、本申请实施例提供了一种直流蒸汽发生器给水控制方法及系统，通过采集直流蒸汽发生器在正常运行条件下的运行参数，建立泵阀系统中，给水压力关于给水流量的第一映射关系，再测得直流蒸汽发生器的蒸汽压力值，与蒸汽压力的设定值作差获得蒸汽压力偏差值，采用相似的方式，获取蒸汽过热度偏差值；

33、其中，蒸汽压力偏差值和蒸汽过热度偏差值是需要矫正的部分，根据第一映射关系，再参照蒸汽过热度偏差值、压力偏差值，通过计算获取给水阀的转速需求值、给水泵的开度需求值，并做出调整；

34、由于本申请提供的控制方法是基于泵阀性能曲线，对直流蒸汽发生器进行给水控制的，基于泵阀的性能曲线，快速找到给水流量和给水压力的目标值，并进行调节，有效克服泵阀系统之间的耦合效应，改善了调节过程，能够较为快速精确地控制直流蒸汽发生器的出口蒸汽参数，因此，能够解决相关技术中不能快速并精确地控制直流蒸汽发生器的出口蒸汽参数的问题。

技术特征：

1.一种直流蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的直流蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，基于采集的直流蒸汽发生器(1)的运行参数，建立泵阀系统的给水压力关于给水流量的第一映射关系，具体包括：

3.如权利要求2所述的直流蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于：

4.如权利要求2所述的直流蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于：

5.如权利要求1所述的直流蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，根据直流蒸汽发生器(1)的当前蒸汽压力值和当前蒸汽温度值，以及蒸汽过热度阈值，获取蒸汽过热度偏差值，具体包括：

6.如权利要求1所述的直流蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，根据蒸汽过热度偏差、压力偏差值以及第一映射关系，获取给水泵(2)转速需求值和给水阀(3)开度需求值，具体包括：

7.如权利要求6所述的直流蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，根据给水压力需求值、给水量需求值以及第一映射关系，得到给水泵(2)转速需求值和给水阀(3)开度需求值，具体包括：

8.如权利要求1所述的直流蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，将给水泵(2)调整至转速需求值，给水阀(3)调整至开度需求值，具体包括：

9.一种直流蒸汽发生器给水控制系统，其特征在于，其包括：

10.如权利要求9所述的直流蒸汽发生器给水控制系统，其特征在于：

技术总结本申请涉及核能科学与工程领域，特别涉及一种直流蒸汽发生器给水控制方法及系统。所述控制方法包括：基于采集的直流蒸汽发生器的运行参数，建立泵阀系统的给水压力关于给水流量的第一映射关系；根据当前蒸汽压力值和蒸汽压力设定值，获取蒸汽压力偏差值；根据直流蒸汽发生器的当前蒸汽压力值和当前蒸汽温度值、蒸汽过热度阈值，获取蒸汽过热度偏差值；根据蒸汽过热度偏差值、蒸汽压力偏差值和第一映射关系，获取给水泵转速需求值和给水阀开度需求值；将给水泵调整至转速需求值，给水阀调整至开度需求值。本申请实施例提供一种直流蒸汽发生器给水控制方法及系统，以解决相关技术中不能快速并精确地控制直流蒸汽发生器的出口蒸汽参数的问题。技术研发人员：黄雨瑶,李鑫龙,宋师伟,韩瑜,杜恩武,方博,王玮康受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一九研究所技术研发日：技术公布日：2024/1/15