核电厂稳压器电加热器自动控制研究

核电厂稳压器电加热器自动控制研究

******************，海南三亚572000

摘要：压水堆核电站一回路启动时需先给一回路充水，一回路满水待条件满

足后通过稳压器（PZR）内的加热器将稳压器内冷却剂加热至饱和状态并建立汽腔。稳压器建汽腔的目的在于更好地控制一回路的压力，同时为一回路水装量提

供一定缓冲。目前核电厂的稳压器建汽腔过程中，通过操纵员的经验手动控制加

热器的投退形成汽腔，汽腔形成后通过加热器/喷淋阀的控制来稳定并逐步提升

一回路压力至正常运行值。

关键词：核电厂稳压器；电加热器；自动控制

引言

随着现代工业发展的加快和人民生活质量的不断提高，电器的使用在国民经

济的许多部门和人民生活的各个方面都有所增加，为人民带来了真正的便利，促

进了经济的迅速和健康发展发电厂正常运行时，为了使核电站和核电站高温区的

内部温度保持在设备正常运行、人员健康和安全规定的限度内，需要启动电动转

发器来加热进气电力加热在核电站得到广泛和大量的使用。如果发现加热损坏，

只需更换加热元件就能解决问题，根本无法解决问题，必须找出根本原因，以便

采取更有针对性的解决办法。

1稳压器电加热器设备

稳压器加热器和喷淋阀是稳压器压力控制系统的主要设备。稳压器电加热器

的基本功能是与稳压器喷淋相互配合，控制和调节反应堆冷却剂系统（RCP）压力。稳压器内主要有比例式加热器和通断式加热器。1）比例式加热器003/004RS：比例式电加热器主要在稳压器内压力小幅度波动时起作用，用于补偿PZR容器的

散热以及连续喷淋带来的热损失。2）通断式加热器001/002/005/006RS：通断式

加热器用于反应堆启动或瞬态过程，主要考虑在机组各种瞬态扰动下对一回路压

力进行补偿和调节。

2温度控制系统设计分析

(1)工艺控制系统的基本要求:工艺控制系统(称为设定值)的输入保持不变时，整个系统应处于相对平衡状态，调整后的参数应保持在允许的设定值或偏差范围内。当所有内部和外部生产因素和条件都发生变化时，需要对正常生产进行干扰，调整后的参数将与原始参数发生变化，工艺控制系统是不断克服不同类型干扰的

影响，以便调整后的参数能够恢复到原始参数主要操作方法如下:风机从进气管

中抽出空气，分别通过冷却器和电流器获得压力和温度符合技术要求的空气。冷

水机和电流器按照外出风的技术要求工作。信通技术连接到一个出口温度控制系统，这是一个较为典型的电加热温度控制系统，其中以温度控制系统为例，分析

了电加热温度控制系统的设计电动电位器的温度控制有两位数控制、时间比例控制、PID控制等。两位数控制主要采用两位数温度调节器(带有上下位控制)+继电器。当测量的温度低于设定的温度值时，继电器线圈被充电，电路被连接，加热

开始；相反，如果测量的温度高于设定的温度值，继电器线圈将关闭，电路将断开，加热将停止。因此，两位数控制仅适用于要求不高的情况。在电动转发器温

控系统中，主要采用时间刻度控制器+固体继电器(或普通继电器)的时间刻度控

制方法，具有外部布线简单、总体成本低、控制质量高等特点，适用于各种情况。《时间尺度控制法》可以在各种情况下使用，该法在一般位元控制方面有所发展，但控制的质量高于一般位元控制。时间刻度控制器在时间刻度控制系统内使用。

有一条专门的电子线路用于控制执行机制(例如中继)。根据受控物体实际实测温

度相对于给定温度的幅度和极性，可根据一定的控制规律，间歇或间歇地控制继

电器的电源或断电。在工艺控制系统中，仪表选择特性，控制对象并且在控制

器内改变参数值是改变整个控制系统的控制规律的主要手段。当温度控制质量较

高时，采用PID控制方法。

3稳压器温度测量准确度分析

目前，建汽腔过程中采用每升高1℃（观察RCP010MT稳压器液相温度指示）

手动退出一组电加热器的控制方式。该控制方式对于温度测量通道要求较高，不

仅响应时间要足够快，测量精度也需要满足相应要求，否则可能出现过早或过晚

退出的情况。经查询相关资料，稳压器液相温度计RCP010MT为标准响应B级温

度传感器，对应的其测量误差为：a=0.30+0.005｜t｜。在稳压器建汽腔过程中

电加热器准备退出前后的温度约为220℃，带入计算a=1.4℃。结论：不考虑DCS

设备模数转换等误差，单纯从稳压器温度测量传感器RCP010MT的测量结果可以

看出，在220℃时测量示值有±1.4℃的偏差。因此，目前采用观察RCP010MT指

示按照每升高1℃退出一组电加热器的手动退出方式的误差较大。本文在自动控

制方案设计中采用线性功率计算法控制加热器退出。

4分程控制系统作用

图1显示了步进控制过程，调节器(调节器)输出信号分为两部分:输出为4-

12时，制冷机工作，加热器停止；在12-20出口处，但加热器正常工作，冷却装

置关闭。具体的检查过程如下：

图1分程控制过程

当检测到温度t‑59时；→ ys(测量信号)→ e(偏差)→ u(输出区段4-

12mA)→A on b off(冷却器、加热器)→A工艺为:电流信号4 ~ 12，但控制电动

调节阀的开度，进而控制冷却装置的水流。当检测到温度t‐59时；t↓→ys(测

量信号)→ e(偏差)→u59；(输出区段12-20mA)→A off b(关闭冷却装置和加热器)→A工艺为:电流信号12-20，但控制SCR电压调节器输出电压，控制电加热

器功率。通过间隔控制，系统可以根据气候变化自动切换到冰箱或加热器的使用，并自动进行控制，以确保全年的控制温度稳定。

5稳压器电加热器断电后衰变热计算