稳压器喷淋阀调控方法与流程

本发明涉及阀门控制，更具体地说，涉及稳压器喷淋阀调控方法。

背景技术：

1、核电厂稳压器喷淋阀（rcp001/002vp）是维持一回路压力稳定的关键设备，其rcp003试验（稳压器连续喷淋调节试验）旨在确定并设置阀门的最小喷淋开度，以减小热应力并保持水化学特性，试验要求两条喷淋管线的温差小于5℃且比例加热器功率波动控制在（50±5）%之间。然而，由于该喷淋阀为角行程调节阀，通过拐臂和万向节将气动杆的直线运动转化为阀杆的旋转运动，且阀瓣尺寸略大于阀座，导致阀门在关闭位置存在一段“机械死区”：在此死区内，阀杆虽按控制系统指令（仪表信号开度）产生行程，但阀瓣仍覆盖阀座，实际机械开度为零。由此带来三方面技术缺陷：其一，真实开度不可知，传统依赖仪表信号开度的方式无法感知死区内的真实机械状态，使得rcp003（稳压器连续喷淋调节）试验完全依赖操作人员经验反复调试，试验耗时长达3-5小时，极易占用大修关键路径；其二，零位基准不统一，阀门维修与调试缺乏统一的物理零位基准，“零位”设置因人而异，引入人为误差；其三，调控盲目性，阀门开度、管线流量、管线温度与比例加热器功率波动之间缺乏动态关联模型，试验调控缺乏数据支撑，无法实现精准预测与调控。目前，尚无综合解决上述“死区测量”“零位标定”及“数据受限下智能调控”的完整技术方案。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于:针对现有技术存在的问题，提供稳压器喷淋阀调控方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造稳压器喷淋阀调控方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：获取阀杆角度数据和喷淋流量数据，将所述喷淋流量数据首次超过预设流量阈值时所对应的所述阀杆角度数据，作为物理零位数据；

4、步骤s2：基于所述物理零位数据获取阀门的真实开度，并对所述真实开度与所述喷淋流量数据的对应关系进行特性标定，得到所述真实开度与所述喷淋流量数据的映射数据；

5、步骤s3：基于所述映射数据，预测不同开度下的系统状态，得到预测结果，并根据所述预测结果确定满足预设运行条件的最小开度指令。

6、进一步地，所述稳压器喷淋阀包括阀杆和阀瓣；所述阀杆用于带动所述阀瓣完成开度调节，所述阀杆的圆柱面上设置有同心环形靶标；

7、所述阀杆角度数据通过以下方式获取：

8、获取图像采集装置采集的所述同心环形靶标的图像，根据靶标投影形成的椭圆中心位移计算得到所述阀杆角度数据；其中，所述图像采集装置设于所述阀杆旁侧，其镜头对准所述同心环形靶标；

9、或，获取激光位移传感器采集的所述阀杆圆柱面的径向位移数据，经运算换算得到所述阀杆角度数据，所述激光位移传感器安装在所述阀杆外周，其检测端朝向所述阀杆表面。

10、进一步地，所述根据靶标投影形成的椭圆中心位移计算得到所述阀杆角度数据包括：

11、对所述图像进行预处理后，提取所述靶标投影的边缘点；

12、对所述边缘点进行椭圆拟合，得到椭圆中心坐标；

13、对所述椭圆中心坐标进行亚像素级定位；

14、计算所述椭圆中心坐标在图像平面内的水平位移，通过相机标定得到像素当量，结合阀杆半径，将所述水平位移换算为所述阀杆角度数据。

15、进一步地，所述激光位移传感器的激光束垂直于所述阀杆的轴线方向，照射在所述阀杆圆柱面的预设位置，所述预设位置与所述阀杆的回转中心具有预设水平距离；

16、所述获取激光位移传感器采集的所述阀杆圆柱面的径向位移数据，经运算换算得到所述阀杆角度数据包括：

17、获取所述激光位移传感器采集的径向位移数据，所述径向位移数据包括所述激光位移传感器到所述阀杆表面的径向距离变化量；

18、根据所述径向距离变化量与所述预设水平距离的比值，通过反正切运算换算得到所述阀杆角度数据。

19、进一步地，在步骤s2中，所述基于所述物理零位数据获取阀门的真实开度包括：

20、将所述阀杆角度数据减去所述物理零位数据，得到所述真实开度；

21、当所述阀杆角度数据小于所述物理零位数据时，将所述真实开度取值为零。

22、进一步地，所述步骤s2中，所述对所述真实开度与所述喷淋流量数据的对应关系进行特性标定，得到所述真实开度与所述喷淋流量数据的映射数据包括：

23、获取所述阀门的流体动力学模型，在不同真实开度下进行流场模拟，得到所述真实开度对应的第一喷淋流量数据；

24、和/或，获取试验台架上以不同真实开度为基准采集的第二喷淋流量数据；

25、当获取到所述第一喷淋流量数据和所述第二喷淋流量数据时，根据所述第一喷淋流量数据和所述第二喷淋流量数据与所述真实开度建立对应关系，得到所述真实开度与所述喷淋流量数据的映射数据。

26、进一步地，所述根据所述第一喷淋流量数据和所述第二喷淋流量数据与所述真实开度建立对应关系，得到所述真实开度与所述喷淋流量数据的映射数据包括：

27、设置待校准参数的先验分布；

28、基于所述第二喷淋流量数据构造似然函数；

29、采用后验采样方法进行后验采样，迭代多次并丢弃老化期样本，得到所述待校准参数的后验分布；

30、取后验众数作为校准参数值，基于所述校准参数值修正所述第一喷淋流量数据，得到校准后的喷淋流量数据；

31、建立所述真实开度与所述校准后的喷淋流量数据之间的对应关系，得到所述映射数据。

32、进一步地，在步骤s3中，所述基于所述映射数据，预测不同开度下的系统状态，得到预测结果包括：

33、获取冷段温度、稳压器初始水温及加热器控制参数；

34、将所述真实开度、所述喷淋流量数据、所述冷段温度、所述稳压器初始水温及所述加热器控制参数输入热工水力物理模型，预测喷淋管线温差和加热器功率，得到所述预测结果。

35、进一步地，所述将所述真实开度、所述喷淋流量数据、所述冷段温度、所述稳压器初始水温及所述加热器控制参数输入热工水力物理模型，预测喷淋管线温差和加热器功率，得到所述预测结果还包括：

36、采用长短期记忆神经网络对所述热工水力物理模型的预测结果进行残差校正；

37、所述长短期记忆神经网络以历史试验数据为训练样本，以时间窗口内的真实开度、喷淋流量数据、初始温度、历史功率和历史温差为输入，输出预测残差；

38、以所述热工水力物理模型的预测值与所述预测残差之和作为最终预测结果。

39、进一步地，在步骤s3中，所述根据所述预测结果确定满足预设运行条件的最小开度指令包括：

40、以最小化真实开度为目标函数，以所述喷淋管线温差绝对值不超过第一阈值、所述加热器功率占最大功率的比例介于第一比例和第二比例之间为约束条件，构建带约束的优化问题；

41、采用优化算法求解所述优化问题，得到满足所述约束条件的最小真实开度，作为所述最小开度指令。

42、本发明的有益效果是，本发明提供稳压器喷淋阀调控方法，包括：获取阀杆角度数据和喷淋流量数据，将所述喷淋流量数据首次超过预设流量阈值时所对应的所述阀杆角度数据，作为物理零位数据；基于所述物理零位数据获取阀门的真实开度，并对所述真实开度与所述喷淋流量数据的对应关系进行特性标定，得到所述真实开度与所述喷淋流量数据的映射数据；基于所述映射数据，预测不同开度下的系统状态，得到预测结果，并根据所述预测结果确定满足预设运行条件的最小开度指令。本发明通过引入物理零位标定与真实开度-流量映射机制，消除了机械死区导致的调控盲区，实现了阀门真实机械状态的量化与预测，从而显著提高了rcp003试验的调控效率与准确性，缩短了试验耗时，降低了对操作人员经验的依赖，并有效保障了一回路压力稳定及设备运行安全。