大修后主泵启动-回路压力控制策略研究

大修后主泵启动-回路压力控制策略研究

钟兰华

中核国电漳州能源有限公司 福建云霄 363300

摘要：核电站作为清洁能源的代表，承担着巨大的能源供应责任。然而，为了确保核电站设备的长期稳定运行和安全性，定期的大修是不可避免的。核电站大修涉及到设备更换、升级和维护，其中主泵系统的重新启动显得至关重要，在这个过程中，主泵启动的回路压力控制是最为关键与复杂的技术问题。本文分析了核电站大修后主泵启动的具体状态，分析了回路压力控制常见的问题以及控制策略，为核电站大修后主泵的顺利启动提供了参考性意见。

关键词：主泵启动；回路压力；控制策略；大修

前言：核电站大修后，系统内液体流动特性、设备性能和运行环境都可能发生变化，这给主泵启动带来了挑战。启动初期，压力波动、过压和欠压等问题可能导致设备损伤、运行不稳定，甚至威胁核反应堆的安全。因此，核电站在大修后主泵启动需要制定一套科学合理的回路压力控制策略，以应对各种复杂情况。本文将全面考察大修后主泵启动一回路压力控制的各种因素，结合先进的控制理论和技术手段，为核电站提供切实可行的、可靠的回路压力控制策略，为核电站的长期稳定运行提供技术支持和经验积累。

1 大修后主泵启动的概述

核电站是复杂而庞大的系统，其核心部分在于核反应堆的运行，而核反应堆的正常工作离不开各种支持系统，其中主泵系统是至关重要的环节，核电站的主泵系统在长时间运行后，不可避免地会出现各种磨损、老化和设备劣化的现象，这就使得核电站必须进行定期的大修，以确保设备的性能和安全性。在核电站大修过程中，主泵启动显得尤为重要，因为它直接涉及到核反应堆的重新启动和系统的恢复。

核电站大修后，主泵启动面临着一系列的技术挑战和运行风险。首先，由于大修期间进行了设备更换、维护和升级，新旧设备之间的协同工作需要精密的控制和调整。其次，长时间停机后重新启动主泵，系统内的压力波动、液体流动和温度变化等因素可能导致不稳定的运行状况，需要有效的控制策略来确保启动过程的平稳进行。最后，主泵启动一回路的压力控制也直接关系到核反应堆的安全性和稳定性，因此需要在大修后进行更为细致和深入的研究。

2 主泵启动——回路压力控制问题分析

主泵启动过程中的回路压力控制问题是核电站运行中极为关键和复杂的技术难题，核电站的主泵系统在大修后重新启动时，经历了停机期间设备更换、维护和升级，因此涉及到新旧设备之间的协同工作，在很大程度上会引发了一系列挑战，其中之一是在启动初期对回路压力的有效控制。首先，由于设备更替或升级，系统内液体的流动特性和压力分布可能发生变化，导致启动初期压力波动较大。其次，长时间停机后，系统内的温度差异以及冷却液的重新循环也可能导致压力的不稳定，相关的因素使得主泵启动时回路压力控制显得尤为关键，因为不仅关系到设备本身的安全性和稳定性，也直接影响到核反应堆的正常运行。

除此之外，在回路压力控制问题中，主要存在着压力波动、过压和欠压等多方面的挑战。一方面，压力波动可能引起系统内介质的不均匀流动，从而影响主泵的启动效果。另一方面，过压和欠压可能导致设备损耗和性能下降，进而对核反应堆的运行产生负面影响，相关的问题不仅需要在启动初期迅速解决，还需要在运行过程中持续进行监测和调整，以确保回路压力处于安全、稳定的范围内。

3 大修后主泵启动——回路压力控制策略

3.1 逐步升压

在核电站进行大修后，主泵的重新启动涉及到复杂而敏感的回路压力控制策略，其中的逐步升压策略成为确保安全、稳定启动的关键措施，该策略的核心思想是通过缓慢而逐步地升高回路压力，以有效应对大修后系统设备更换、升级等变化所引起的压力波动。在主泵启动初期，系统内的流体动力学和压力传递特性可能因设备更替而发生变化，需要一种渐进性的升压方法，使系统逐步适应这些变化。此外，逐步升压策略的实施过程中，首先需要进行系统的预热和自检。这可以通过逐渐增加主泵输出功率、提升回路温度来实现，通过这个过程，系统内的流体可以逐渐达到平衡状态，设备在升温的过程中逐步适应运行条件，从而为后续启动提供一个相对稳定的环境。与此同时，在逐步升压的过程中，需要对压力变化进行实时监测和调整，通过在系统中嵌入压力传感器，实现对回路压力的实时监测，并根据监测结果进行控制。在逐步升压的阶段中，操作人员可以通过调整主泵的输出功率或启用相应的阀门控制压力的变化速度，确保系统在升压过程中不会出现过于剧烈的波动。

3.2 引入过压保护和欠压保护装置

在核电站大修后，主泵启动的回路压力控制策略变得至关重要，为确保系统在启动过程中不受损害且稳定运行，引入过压保护和欠压保护装置旨在有效应对大修带来的系统变化，尤其是在面对启动初期可能出现的压力过高或过低的情况时，通过引入智能化的保护装置来实现对系统压力的实时监测与控制。

过压保护装置的引入是为了防止主泵启动过程中回路压力突然升高，超过系统可承受范围，从而导致设备的损伤和系统的不稳定，并且过压保护装置通过设定预定的最大压力阈值，在系统压力达到或超过此值，保护装置即刻自动启动，可以通过关闭相应阀门、减小泵的输出功率等手段，迅速将压力降至安全范围内，避免了设备的过载和损伤，确保了系统的安全运行。与此同时，欠压保护装置的引入旨在避免主泵启动过程中系统压力不足的问题，尤其是在启动初期，由于系统内液体流动不稳定或设备启动时间过长，导致回路压力过低，使得设备无法正常运行。欠压保护装置通过监测回路压力，检测到压力低于设定阈值，将自动启动保护机制，采取相应措施，如增加泵的输出功率、调整阀门开度等，迅速恢复回路压力，确保主泵的有效启动。

3.3 采用先进的控制技术

在核电站大修后，为确保主泵启动过程中的回路压力控制达到高效、精准和可靠的水平，采用先进的控制技术能够自动化进行故障处理与维护。先进的控制技术之一是模型预测控制（MPC），其在回路压力控制领域展现了卓越的优势，需要建立系统的动态数学模型，MPC能够预测未来一段时间内系统的行为，以及不同控制输入对系统的影响。在主泵启动过程中，MPC可以通过实时的系统状态监测，根据预测结果调整控制输入，以最大程度地优化回路压力控制。这种基于预测的控制方法具有较强的适应性，可以迅速响应系统变化，确保压力在安全范围内波动，提高系统的稳定性。

除此之外，模糊逻辑通过考虑系统中的不确定性和模糊性，建立模糊规则库，实现对系统状态的模糊推理和控制。在主泵启动时，模糊逻辑控制可以根据实际测量值和经验知识，调整控制参数，使系统在不同工况下都能够保持压力的稳定性。运用先进的控制技术还包括基于人工智能的方法，如神经网络控制，神经网络通过学习和优化，能够自动调整控制参数，适应不同的运行环境和系统状态，提高对回路压力的控制精度，及时引入智能化的控制技术，能够实现对主泵启动过程中回路压力的高度自适应和优化调控。

结语：综上所述，在核电站大修后主泵启动的回路压力控制方面，采用逐步升压、引入过压保护和欠压保护装置，以及运用先进的控制技术如模型预测控制、模糊逻辑控制和神经网络控制等，构建了一套综合而高效的控制策略。逐步升压策略通过渐进性升高压力，使系统逐步适应运行条件，降低了启动初期的冲击力，保障了系统的安全性。引入过压和欠压保护装置则通过智能化的监测与调整，有效防止了系统压力的异常波动，维护了设备的可靠性。同时，采用先进的控制技术使得回路压力控制更加精准、自适应，提高了系统的鲁棒性和稳定性，该综合策略的应用为核电站大修后主泵启动提供了全面而可靠的技术支持，为核电站的安全、高效运行奠定了坚实基础。

参考文献：

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