给水系统及其工作方法、和核电站与流程

本发明涉及核电安全技术领域，尤其涉及一种给水系统及其工作方法、和核电站。

背景技术：

蒸汽发生器(steamgenerator，简称sg)是核岛内的三大设备之一，是压水堆核电站一回路、二回路的边界，它将反应堆产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧，产生的蒸汽经一、二级汽水分离器干燥后推动汽轮发电机发电。

相关技术中，多个给水系统的入口与同一供水母管连通，由供水母管分别对多个给水系统进行供水，多个给水系统的出口分别一一对应与多个sg的管路连通。由于多个sg的供水情况不同，当某一个sg供水发生变化时候，会影响到供水母管内部水压不稳定，进而影响其他sg的供水稳定性，存在sg供水受其他sg供水的影响较大的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种给水系统及其工作方法、和核电站，以解决目前核电站中多个sg共用一个供水母管而导致的sg供水受其他sg供水的影响较大的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种给水系统，应用于核电站，其特征在于，包括：

第一主给水管路，所述第一主给水管路的入口与供水母管连通，所述第一主给水管路的出口与蒸汽发生器的管路连通，所述第一主给水管路内设有第一限流阀，所述第一主给水管路的额定流通量等于所述给水系统的额定输水量；

第二主给水管路，所述第二主给水管路的入口与所述第一主给水管路的入口连通，所述第二主给水管路的出口与所述第一主给水管路的出口连通，所述第二主给水管路内设有第二限流阀，所述第二主给水管路的额定流通量等于所述给水系统的额定输水量；

旁给水管路，所述旁给水管路的入口与所述第二主给水管路的入口连通，所述旁给水管路的出口与所述第二主给水管路的出口连通，所述旁给水管路内设有第三限流阀，所述旁给水管路的额定流通量等于所述给水系统的额定输水量的第一预设比值；

控制器，分别与所述第一限流阀、所述第二限流阀和所述第三限流阀连接，用于分别控制所述第一限流阀、所述第二限流阀和所述第三限流阀的开度。

可选的，所述第一限流阀的动力源与所述第二限流阀的动力源不同。

可选的，所述第一限流阀包括第一开度检测器，所述第二限流阀包括第二开度检测器，所述控制器分别与所述第一开度检测器和所述第二开度检测器电连接；

所述控制器用于根据所述第一开度检测器和所述第二开度检测器提供的检测结果，控制所述第一限流阀和所述第二限流阀的开度。

可选的，所述控制器包括信号接收器、以及设置于所述第一限流阀的第一执行机构、设置于所述第二限流阀的第二执行机构和设置于所述第三限流阀的第三执行机构；

所述第一执行机构用于根据所述信号接收器接收到的开度控制指令，调节所述第一限流阀的开度；

所述第二执行机构用于根据所述信号接收器接收到的开度控制指令，调节所述第二限流阀的开度；

所述第三执行机构用于根据所述信号接收器接收到的开度控制指令，调节所述第三限流阀的开度。

可选的，还包括启动给水管路，所述启动给水管路的入口与所述旁给水管路的入口连通，所述启动给水管路的出口与所述旁给水管路的出口连通，所述启动给水管路内设有第四限流阀，所述启动给水管路的额定流通量等于所述给水系统的额定输水量的第二预设比值，所述第二预设比值小于所述第一预设比值。

第二方面，本发明实施例还提供一种给水系统的控制方法，应用于如上所述的给水系统，所述方法包括：

获取所述蒸汽发生器提供的开度控制指令；

基于所述蒸汽发生器提供的开度控制指令，调整所述给水系统中至少一个限流阀的开度，以使所述给水系统向所述蒸汽发生器提供与所述开度控制指令对应的水量。

可选的，所述开度控制指令包括工作限流阀信息和开度调节信息；所述基于所述蒸汽发生器提供的开度控制指令，调整所述给水系统中至少一个限流阀的开度的步骤，包括：

基于所述蒸汽发生器提供的工作限流阀信息，确定所述给水系统中的工作限流阀；

基于所述蒸汽发生器提供的开度调节信息，调节所述工作限流阀的开度。

可选的，所述开度调节信息包括开度调大指令；所述基于所述蒸汽发生器提供的开度调节信息，调节所述工作限流阀的开度的步骤，包括：

基于所述蒸汽发生器提供的开度调大指令，调大所述工作限流阀的开度；或者，

所述开度调节信息包括开度调小指令；所述基于所述蒸汽发生器提供的开度调节信息，调节所述工作限流阀的开度的步骤，包括：

基于所述蒸汽发生器提供的开度调小指令，调小所述工作限流阀的开度。

可选的，所述工作限流阀包括第一限流阀和第二限流阀；所述方法在所述基于所述蒸汽发生器提供的开度控制指令，调整所述给水系统中至少一个限流阀的开度的步骤之后，还包括：

通过所述第一开度检测器获取所述第一限流阀的开度；

若所述第一限流阀的开度变化与所述开度调节信息对应的开度变化不符时，则进一步调节所述第二限流阀的开度，使得所述第一限流阀和所述第二限流阀的阀门开度变化总量与所述开度调节信息相对应

第三方面，本发明实施例还提供一种核电站，包括如上所述的给水系统。

本发明实施例中提供的给水系统，通过设立两个主给水管路和一个旁给水管路，由多路给水管路共同向一个sg供水，每一路给水管路的流通量较小，且调节区间不同，保证了每个阀门都工作在自己最佳的线性调节区间，同时保持每一个sg上所有供水阀在整体调节的线性度更好。这样，多个给水管路中的阀门分区段配合调节，能够避免sg出现大幅的液位波动；另外，即使某一个sg的液位发生了大幅波动，也由于其他sg的给水系统采用多管路设计而降低甚至避免供水母管的水压变化对其他sg供水的影响，提高给水系统供水的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的给水系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的给水系统的控制方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的给水系统中各阀门的开度调节区间示意图；

图4为本发明一实施例提供的给水系统中各阀门的工作区间示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明一实施例提供的给水系统的结构示意图。本发明提供的给水系统100，应用于核电站，包括：

第一主给水管路110，所述第一主给水管路110的入口与供水母管连通，所述第一主给水管路110的出口与蒸汽发生器的管路连通，所述第一主给水管路110内设有第一限流阀111，所述第一主给水管路110的额定流通量等于所述给水系统100的额定输水量；

第二主给水管路120，所述第二主给水管路120的入口与所述第一主给水管路110的入口连通，所述第二主给水管路120的出口与所述第一主给水管路110的出口连通，所述第二主给水管路120内设有第二限流阀121，所述第二主给水管路120的额定流通量等于所述给水系统100的额定输水量；

旁给水管路130，所述旁给水管路130的入口与所述第二主给水管路120的入口连通，所述旁给水管路130的出口与所述第二主给水管路120的出口连通，所述旁给水管路130内设有第三限流阀131，所述旁给水管路130的额定流通量等于所述给水系统100的额定输水量的第一预设比值；

控制器(图未示)，分别与所述第一限流阀111、所述第二限流阀121和所述第三限流阀131连接，用于分别控制所述第一限流阀111、所述第二限流阀121和所述第三限流阀131的开度。

本发明实施例中，一个给水系统100仅与供水母管中的一个出水口连接，这样可以由多个给水管路共同承担这一个出水口因供水母管内水压不稳定而带来的流量变化的影响。

在第一主给水管路110中，还包括两个第一截止阀112，两个第一截止阀112分别设置于第一限流阀111的两端，每个第一截止阀112只有全开(开度最大)和全关(开度最小)两种工作状态，两个第一截止阀112同时工作，在两个第一截止阀112同时处于全开状态时，第一主给水管路110工作；在两个第一截止阀112同时处于全关状态时，第一主给水管路110关闭。

在第二主给水管路120中，还包括两个第二截止阀122，两个第二截止阀122分别设置于第二限流阀121的两端，每个第二截止阀122只有全开(开度最大)和全关(开度最小)两种工作状态，两个第二截止阀122同时工作，在两个第二截止阀122同时处于全开状态时，第二主给水管路120工作；在两个第二截止阀122同时处于全关状态时，第一主给水管路120关闭。

在旁给水管路130中，还包括两个第三截止阀132，两个第三截止阀132分别设置于第三限流阀131的两端，每个第三截止阀132只有全开(开度最大)和全关(开度最小)两种工作状态，两个第三截止阀132同时工作，在两个第三截止阀132同时处于全开状态时，旁给水管路130工作；在两个第三截止阀132同时处于全关状态时，旁给水管路130关闭。

其中，旁给水管路130的额定流通量可以是所述给水系统100的额定输水量的25％、30％、33％、等等，此处不作限定。需要说明的是，所述给水系统100的额定输水量是给水系统100的最大输水量，额定输水量的25％即为给水系统100最大输水量的25％。

控制器能够单独控制第一限流阀111、第二限流阀121和第三限流阀131的开度，使第一主给水管路110的流通量、第二主给水管路120的流通量和旁给水管路130的流通量之和等于蒸汽发生器所需的供水量。

上述第一限流阀111、第二限流阀121和第三限流阀131可以均是电动阀、液压阀或气动阀；也可以第一限流阀111是电动阀，第二限流阀121和第三限流阀131是气动阀；还可以第二限流阀121电动阀，第一限流阀111是液压阀，第三限流阀131是气动阀，此处不作限定。

第一限流阀111、第二限流阀121和第三限流阀131的阀门开度可以基于蒸汽发生器提供的开度控制指令，结合阀门开度特性曲线确定各个限流阀的开度。

本发明实施例中提供的给水系统，通过设立两个主给水管路和一个旁给水管路，由多路给水管路共同向一个sg供水，每一路给水管路的流通量较小，且调节区间不同，保证了每个阀门都工作在自己最佳的线性调节区间，同时保持每一个sg上所有供水阀在整体调节的线性度更好。这样，多个给水管路中的阀门分区段配合调节，能够避免sg出现大幅的液位波动；另外，即使某一个sg的液位发生了大幅波动，也由于其他sg的给水系统采用多管路设计而降低甚至避免供水母管的水压变化对其他sg供水的影响，提高给水系统供水的稳定性。

可选的，所述第一限流阀111的动力源与所述第二限流阀121的动力源不同。

动力源为驱动限流阀动作(开度变化)的动力来源，例如：限流阀为电磁阀，则限流阀的动力源为不同的供电电路。

本实施例中，第一限流阀111的动力源与第二限流阀121的动力源不同，可以理解为：第一限流阀111和第二限流阀121是不同动力类型的限流阀，例如：第一限流阀111为气动阀，第二限流阀121为液压阀；或者，第一限流阀111为电动阀，第二限流阀121为气动阀。另外，还可以理解为：在第一限流阀111和第二限流阀121为同种限流阀时，提供动力的来源不同，例如：第一限流阀111和第二限流阀111均为电动阀时，对第一限流阀111的供电电路与对第二限流阀121的供电电路不同。

本实施例中，通过将所述第一限流阀111的动力源设计为与所述第二限流阀121的动力源不同的动力源，能够避免第一限流阀111和第二限流阀121同时失效的情况，能够提高给水系统的可靠性。

可选的，所述第一限流阀111包括第一开度检测器，所述第二限流阀121包括第二开度检测器，所述控制器分别与所述第一开度检测器和所述第二开度检测器电连接；

所述控制器用于根据所述第一开度检测器和所述第二开度检测器提供的检测结果，控制所述第一限流阀和所述第二限流阀的开度。

本实施例中，通过第一开度检测器能够检测第一主给水管路110内部阀门的开度，通过第二开度检测器能够检测第二主给水管路120内部阀门的开度。

控制器能够在第一开度检测器检测到第一限流阀111的开度小于发送给第一限流阀111的开度控制指令对应的阀门开度时，能够在发送给第二限流阀的开度控制指令的基础上进一步发送开度调整控制指令，以进一步在开度控制指令对应的开度上增加第二限流阀121的开度，来补偿第一限流阀111异常所影响的流量；在第一开度检测器检测到第一限流阀111的开度大于发送给第一限流阀111的开度控制指令对应的阀门开度时，能够在发送给第二限流阀的开度控制指令的基础上进一步发送开度调整控制指令，以进一步在开度控制指令对应的开度上减少第二限流阀121的开度，来补偿第一限流阀111异常所影响的流量。

同样的，控制器能够在第二开度检测器检测到第二限流阀121的开度小于发送给第二限流阀121的开度控制指令对应的阀门开度时，能够在发送给第一限流阀111的开度控制指令的基础上进一步发送开度调整控制指令，以进一步在开度控制指令对应的开度上增加第一限流阀111的开度，来补偿第二限流阀121异常所影响的流量；在第二开度检测器检测到第二限流阀121的开度大于发送给第二限流阀121的开度控制指令对应的阀门开度时，能够在发送给第一限流阀111的开度控制指令的基础上进一步发送开度调整控制指令，以进一步在开度控制指令对应的开度上减小第一限流阀111的开度，来补偿第二限流阀121异常所影响的流量。

本实施例中，通过第一开度检测器和第二开度检测器，能够在第一限流阀111和第二限流阀121中一者异常的情况下，通过另一者补偿异常，使给水系统整体正常，提高给水系统的可靠性。

可选的，所述控制器包括信号接收器、以及设置于所述第一限流阀111的第一执行机构、设置于所述第二限流阀121的第二执行机构和设置于所述第三限流阀131的第三执行机构；

所述第一执行机构用于根据所述信号接收器接收到的开度控制指令，调节所述第一限流阀111的开度；

所述第二执行机构用于根据所述信号接收器接收到的开度控制指令，调节所述第二限流阀121的开度；

所述第三执行机构用于根据所述信号接收器接收到的开度控制指令，调节所述第三限流阀131的开度。

本实施例中，控制器通过第一执行机构、第二执行机构和第三执行机构来分别控制三个限流阀的开度。

可选的，如图1所示，给水系统100还包括启动给水管路140，所述启动给水管路140的入口与所述旁给水管路130的入口连通，所述启动给水管路140的出口与所述旁给水管路130的出口连通，所述启动给水管路140内设有第四限流阀141，所述启动给水管路140的额定流通量等于所述给水系统100的额定输水量的第二预设比值，所述第二预设比值小于所述第一预设比值。

启动给水管路140的入口连接于一个第三截止阀132与第三限流阀131的入口之间，启动给水管路140的出口连接于另一个第三截止阀132与第三限流阀131的出口之间，这样，在两个第三截止阀132同时处于全开状态时，启动给水管路140工作；在两个第三截止阀132同时处于全关状态时，启动给水管路140关闭。

其中，启动给水管路140的额定流通量可以是所述给水系统100的额定输水量的2％、3％、4％、等等，此处不作限定。

本实施例中，由于单一管线的流通量较大，在限位阀开度较小时线性度差，造成流量调节不精确的问题，通过第一主给水管路110、第二主给水管路120、旁给水管路130和启动给水管路140协同工作，限位阀开度能够精确的控制少量的流通量，提高给水系统的流通量控制精度。

另外，启动给水管路能够在给水系统启停阶段向给水系统供水，进行给水系统的开启和关闭。

本发明实施例还提供一种给水系统的控制方法，应用于如上所述的给水系统，如图2所示，所述方法包括：

步骤201：获取所述蒸汽发生器提供的开度控制指令；

开度控制指令是由蒸汽发生器提供给给水系统的，开度控制指令可以是蒸汽发生器通过检测各项内部数据计算得到的，例如：开度控制指令可以是蒸汽发生器检测内部的水位信息计算得到的，也可以是蒸发器内部温度计算得到的等等，应当认为不同的开度控制指令具有相对应的供水量。

步骤202：基于所述蒸汽发生器提供的开度控制指令，调整所述给水系统中至少一个限流阀的开度，以使所述给水系统向所述蒸汽发生器提供与所述开度控制指令对应的水量。

在确定蒸汽发生器提供的开度控制指令后，通过分别对第一限流阀、第二限流阀和第三限流阀进行调节，使得第一主给水管路的流通量、第二主给水管路的流通量和第三主给水管路的流通量之和(即给水系统的输水量)等于开度控制指令对应的水量。

本发明实施例中，一个给水系统仅与供水母管中的一个出水口连接，这样可以由多个给水管路共同承担这一个出水口因供水母管内水压不稳定而带来的流量变化的影响。

本发明实施例中提供的给水系统，通过设立两个主给水管路和一个旁给水管路，由多路给水管路共同向一个sg供水，每一路给水管路的流通量较小，且调节区间不同，保证了每个阀门都工作在自己最佳的线性调节区间，同时保持每一个sg上所有供水阀在整体调节的线性度更好。这样，多个给水管路中的阀门分区段配合调节，能够避免sg出现大幅的液位波动；另外，即使某一个sg的液位发生了大幅波动，也由于其他sg的给水系统采用多管路设计而降低甚至避免供水母管的水压变化对其他sg供水的影响，提高给水系统供水的稳定性。

可选的，所述开度控制指令包括工作限流阀信息和开度调节信息；所述基于所述蒸汽发生器提供的开度控制指令，调整所述给水系统中至少一个限流阀的开度的步骤，包括：

基于所述蒸汽发生器提供的工作限流阀信息，确定所述给水系统中的工作限流阀；

基于所述蒸汽发生器提供的开度调节信息，调节所述工作限流阀的开度。

工作限流阀可以是只有第一限流阀、也可以是只有第二限流阀、也可以是只有第三限流阀、也可以是只有第一限流阀和第三限流阀、也可以是只有第二限流阀和第三限流阀、还可以是第一限流阀、第二限流阀和第三限流阀，此处不作限定。

在确定哪些属于当前的工作限流阀后，控制器按照开度调节信息控制工作限流阀的开度。

本实施例中，给水系统中各限流阀中哪些限流阀属于工作限流阀可以取决于核反应堆当前的功率占额定功率的比值，蒸汽发生器通过确定核反应堆当前功率占额定功率的比值，来确定供水系统中的工作限流阀。

具体的，蒸发器发生器确定供水系统中的工作限流阀的方式可以是通过预设映射关系来确定，例如：在供水系统仅包括上述第一限流阀、第二限流阀和第三限流阀的方案时，预设映射关系可以包括：

在核反应堆当前功率占比为20％以下时，所述工作限流阀为所述第三限流阀；

在核反应堆当前功率占比为20-45％时，所述工作限流阀为所述第一限流阀和所述第三限流阀；

在核反应堆当前功率占比为45％以上时，所述工作限流阀为所述第一限流阀、所述第二限流阀和所述第三限流阀；

在供水系统仅包括上述第一限流阀、第二限流阀、第三限流阀和第四限流阀的方案时，如图3和图4所示，预设映射关系可以包括：

在核反应堆当前功率占比为2％以下时，所述工作限流阀为所述第四限流阀；

在核反应堆当前功率占比为2-20％时，所述工作限流阀为所述第三限流阀；

在核反应堆当前功率占比为20-45％时，所述工作限流阀为所述第一限流阀和所述第三限流阀；

在核反应堆当前功率占比为45％以上时，所述工作限流阀为所述第一限流阀、所述第二限流阀和所述第三限流阀。

进一步地，所述开度调节信息包括开度调大指令；所述基于所述蒸汽发生器提供的开度调节信息，调节所述工作限流阀的开度的步骤，包括：

基于所述蒸汽发生器提供的开度调大指令，调大所述工作限流阀的开度；或者，

所述开度调节信息包括开度调小指令；所述基于所述蒸汽发生器提供的开度调节信息，调节所述工作限流阀的开度的步骤，包括：

基于所述蒸汽发生器提供的开度调小指令，调小所述工作限流阀的开度。

本实施例中，通过对阀门调大或调小的方式来控制工作限流阀的开度。

其中，开度调节信息为开度调大指令还是开度调小指令可以是蒸汽发生器通过确定内部的水位值、以及当前核反应堆的功率占比对应的需求水位值后，计算得到水位差值来确定的。当水位差值较大时，蒸汽蒸发器向给水系统提供的开度调节信息即为开度调大指令，增加给水系统向蒸汽发生器提供的水量；当水位差值较小时，蒸汽发生器向给水系统提供的开度调节信息即为开度调小指令，降低给水系统向蒸汽发生器提供的水量。

给水系统接收到开度调小指令时，控制器统一调小工作限流阀的开度；给水系统接收到开度调大指令时，控制器统一调大工作限流阀的开度。

可选的，所述第一限流阀包括第一开度检测器，所述第二限流阀包括第二开度检测器，所述控制器分别与所述第一开度检测器和所述第二开度检测器电连接；所述控制器用于根据所述第一开度检测器和所述第二开度检测器提供的检测结果，控制所述第一限流阀和所述第二限流阀的开度；

所述工作限流阀包括第一限流阀和第二限流阀；所述方法在所述基于所述蒸汽发生器提供的开度控制指令，调整所述给水系统中至少一个限流阀的开度的步骤之后，还包括：

通过所述第一开度检测器获取所述第一限流阀的开度；

若所述第一限流阀的开度变化与所述开度调节信息对应的开度变化不符时，则进一步调整所述第二限流阀的开度，使得所述第一限流阀和所述第二限流阀的阀门开度变化总量与所述开度调节信息相对应。

本实施例中，第一限流阀和第二限流阀均属于工作限流阀。

本实施例中，通过第一开度检测器能够检测第一主给水管路内部阀门的开度，通过第二开度检测器能够检测第二主给水管路内部阀门的开度。

第一限流阀的开度变化与所述开度调节信息对应的开度变化不符可以理解为，在开度调节信息为开度调大指令时，第一限流阀的开度未变化或者开度变小。另外，在开度调节信息包括开度变化速度的情况下，第一限流阀的开度变化与所述开度调节信息对应的开度变化不符还可以理解为第一限流阀的开度变化速度与开度调节信息的开度变化速度不同。

控制器能够在第一开度检测器检测到第一限流阀的开度变化与开度调节信息对应的开度变化不符时，通过进一步调节第二限流阀的开度，以补偿第一限流阀异常带来的影响。例如：在开度调节信息为开度调大指令时，第一限流阀的开度未变化，则第二限流阀会在原本开度调大的基础上进一步再调大，来补偿第一限流阀异常所影响的流量。

本实施例中，通过第一开度检测器和第二开度检测器，能够在第一限流阀和第二限流阀中一者异常的情况下，通过另一者补偿异常，使给水系统整体正常，提高给水系统的可靠性。

本发明实施例还提供一种核电站，包括如上所述的给水系统。

由于核电站除给水系统外的其他结构是现有技术，且给水系统并不影响其他结构，因此，本实施例中对于具体的核电站的结构不再赘述。

本实施例提供的核电站具有上述给水系统所具有的有益效果，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。