核电站冷却给水泵转速控制器设计

陈海山

摘 要：给水泵转速控制系统作为核电给水系统的一部分，其正常运行对整个核电厂的安全运行有着极其重要的意义，优秀的核电站冷却给水泵转速控制器对系统的正常运行和可靠工作具有重要的意义。在对核电给水冷却系统进行模型简化的基础上，建立了系统动态原理模型，同时针对系统特点设计了给水泵的PI控制器，并进行了仿真分析，验证了设计控制器的有效性。

关键词：给水泵 转速控制 核电给水系统

中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（c）-0047-02

给水泵转速控制系统作为核电给水系统的一部分，其正常运行对整个核电厂的安全运行有着极其重要的意义。给水泵转速控制系统与蒸发器液位控制系统以及压力控制系统相互合作，组成核电站二回路的主给水系统，其主要任务就是维持给水母管压力的恒定。变频调速技术是给水系统控制方法中目前应用最普遍、发展前景最好的技术。国内很多学者致力于研究恒压变流量给水泵在给水泵站方面的应用，并取得了一定的成效。目前一般只是讨论几种调速方式如，电机调速、液力偶合器调速、小汽轮机调速等的优缺点，并没有真正研究给水泵新型控制方式在核电站上的应用。随着核电系统的进一步建设，优秀的核电站冷却给水泵转速控制器有着良好的现实意义和应用前景。

1 系统模型构建

核电给水冷却系统模型简化框图如图1所示。

对给水系统建模过程中进行如下假设。

（1）忽略泵的进出口管径变化和高度差。

（2）假设泵内的液体为粘性可以忽略且不可压缩的理想流体。

（3）假设给水泵的前置泵、给水泵和給水阀在同一水平线上。

2 给水泵动态特性仿真

3 给水泵控制器设计

按照保证给水回路压差的稳定，设控制给水回路的压差在（0.4～1.5）±0.1MPa。给水压差回路采用PI控制器，其中KP=100，KI=17。图3（a）、（b）为在给定给水差压为1.5 MPa时，给水压差、给水流量的响应曲线。

分别在500 s和1 200 s时加入差压扰动，模拟冷却负荷变化的情况，给水差压、给水流量曲线如图3（a）、（b）所示，500 s时压差增大，冷却增负荷；1 200 s时压差减小，冷却减负荷。根据实验结果可以看出，在给定冷却负荷的情况下，所设计的PI控制器可以很好地实现给定跟随。

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