一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統及方法
2023-07-01 02:13:16 1
一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統及控制方法，該控制系統包括第一與門、第二與門和第一或門，第一與門的第一輸入端輸入主控啟動信號，第一與門的第二輸入端輸入遠程狀態信號，第一與門的輸出端輸出應急啟動信號；第二與門的第一輸入端輸入主控啟動信號，第二與門的第二輸入端輸入本地狀態信號，第二與門的輸出端輸出正常啟動信號；第一或門的第一輸入端輸入應急啟動信號，第一或門的第二輸入端輸入正常啟動信號，第一或門的輸出端輸出本柴油發電機組的啟動信號。實施本發明的技術方案，在由主控來啟動本柴油發電機組時，可區分出應急啟動和正常啟動，進而可投入相應的保護，以提高柴油發電機組的壽命。
【專利說明】一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及核電領域，尤其涉及一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統及方法。
【背景技術】
[0002]水壓試驗泵應急柴油發電機組(LLS)系統是電站後備電源的重要屏障，具有:在A列交流應急母線(LHA)和B列交流應急母線(LHB)失電情況下給水壓試驗泵(9RIS011P0)提供380V應急電源，確保主泵I號軸封水注入量，保持反應堆冷卻劑泵系統完整性；在超設計工況下給機組220V線路供電，給應急設備、電站必需儀表和應急通風機供電等作用。對電站的安全穩定運行及事故後分析監測有很大的影響。水壓試驗泵應急柴油發電機組系統是電站後備電源的重要一環，福島事故就是很鮮明的例子，維護好柴油發電機組對整個電站安全穩態運行至關重要，其中，啟動邏輯根據設計輸入信號來控制應急柴油機的啟停，它是應急柴油機組的核心部分。
[0003]根據RCC-E C2412(壓水堆核電站核島電氣設備設計和建造規則)原則及其補充規定，柴油發電機組合同技術協議中要求應急供電運行時僅投入三取二超速保護，定期試驗期間投入本體的所有保護；主控室柴油發電機組設備有優先操控權。但是，結合圖1，目前LLS系統中存在嚴重影響柴油機壽命和人員傷害的重大缺陷:
[0004]I)啟動保護邏輯缺陷
[0005]日常試驗中，柴油發電機組由主控啟動。廠家提供LLS系統啟動邏輯中對主控啟動信號中沒有區分應急運行啟動和試驗狀態(正常)運行啟動，只要是主控來啟動信號即是應急啟動信號(而日常做柴油機組性能試驗即定期試驗時都是主控啟動柴油機)，此時機體只投入超速保護(柴油機本體的其他保護都不投入)，違背了 RCC-E C2412原則，導致柴油機試驗期間可能在超設計範圍(超水溫、超電壓、超功率、超油壓、超油溫、低潤滑油壓等)工作，只觸發報警而不能及時停機，此工況長時間運行可能導致柴油機出現磨損嚴重、拉缸、燒瓦、潤滑不良等嚴重後果，對柴油發電機組在40年設計壽期內長期穩定運行是嚴峻挑戰。
[0006]2)試驗期間一臺LLS機組啟動失敗會造成相鄰LLS機組啟動缺陷
[0007]正是因為主控啟動無法區分應急啟動或正常啟動,所以，當做日常啟動試驗時,一旦主控啟動失敗會造成相鄰LLS機組啟動。日常試驗的目的是驗證自身是否可以正常啟動，而此時另一臺機組的LLS系統的狀態不確定(大修或者日常備用)，可能會導致人員傷亡、設備損壞和後備電源系統損毀而整體更換的可能，對電站的經濟效益造成極大的影響和對機組的後備應急電源系統帶來很大破壞。只要是在應急狀態下柴油機啟動失敗，就會產生一個應急啟動信號送相鄰機組，此應急啟動信號直接啟動柴油機。
[0008]3)就地狀態時主控無法停運柴油機缺陷
[0009]如圖1所示，當就地遠程按鈕置於就地狀態時主控無法停運柴油機。主控室停機信號與就地遠程狀態相與後產生停機信號，當置於就地狀態時即使主控發出停機信號，也無法停運柴油機。當打到就地位時，若主控監測到柴油發電機組機出現不可預知的風險，需主控立即停運柴油機，而我們的邏輯無法滿足要求，使得主控對柴油機的不可控，使得操縱員失去了對電廠看管作用，增加了電廠的不可控性。
【發明內容】
[0010]本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述主控啟動信號中沒有區分應急啟動和正常啟動的缺陷，提供一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統及方法，能區分應急啟動和正常啟動。
[0011]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:構造一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，包括第一與門、第二與門和第一或門，其中，所述第一與門的第一輸入端輸入主控啟動信號，所述第一與門的第二輸入端輸入遠程狀態信號，所述第一與門的輸出端輸出應急啟動信號；所述第二與門的第一輸入端輸入主控啟動信號，所述第二與門的第二輸入端輸入本地狀態信號，所述第二與門的輸出端輸出正常啟動信號；所述第一或門的第一輸入端輸入所述應急啟動信號，所述第一或門的第二輸入端輸入所述正常啟動信號，所述第一或門的輸出端輸出本柴油發電機組的啟動信號。
[0012]在本發明所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統中，所述控制系統還包括第一 RS觸發器、第二 RS觸發器，其中，所述第一 RS觸發器的置位端輸入所述應急啟動信號，所述第二 RS觸發器的置位端輸入所述正常啟動信號，所述第一 RS觸發器的復位端和所述第二 RS觸發器的復位端分別輸入主控停機信號，所述第一 RS觸發器的輸出端連接所述第一或門的第一輸入端，所述第二 RS觸發器的輸出端連接所述第一或門的第二輸入端。
[0013]在本發明所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統中，所述控制系統還包括第二或門、第一非門，其中，所述第一非門的輸入端輸入A列及B列交流應急母線失電信號，所述第二或門的第一輸入端連接所述第一與門的輸出端，所述第二或門的第二輸入端連接所述第一非門的輸出端，所述第二或門的第三輸入端輸入相鄰柴油發電機組應急啟動失敗信號，所述第二或門的輸出端連接所述第一 RS觸發器的置位端。
[0014]在本發明所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統中，所述控制系統還包括:第三與門、第三或門，其中，所述第三與門的第一輸入端輸入本地狀態信號，所述第三與門的第二輸入端輸入本地面板啟動信號，所述第三或門的第一輸入端連接所述第二與門的輸出端，所述第三或門的第二輸入端連接所述第三與門的輸出端，所述第三或門的輸出端連接所述第二 RS觸發器的置位端。
[0015]在本發明所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統中，所述控制系統還包括第四與門，所述第四與門的第一輸入端輸入本地狀態信號，所述第四與門的第二輸入端輸入本地面板停機信號，所述第四與門的輸出端連接所述第二 RS觸發器的復位端。
[0016]在本發明所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統中，所述控制系統還包括:第二非門、第五與門、循環啟動處理器、第六與門，其中，所述第二非門的輸入端輸入運行正常狀態信號，所述第二非門的輸出端連接所述第五與門的第一輸入端，所述第五與門的第二輸入端連接所述第一或門的輸出端，所述第五與門的輸出端連接所述循環啟動處理器的輸入端，所述循環啟動處理器的故障輸出端連接所述第六與門的第一輸入端，所述第六與門的第二輸入端連接所述第一 RS觸發器的輸出端，所述第六與門的輸出端輸出本柴油發電機組應急啟動失敗信號。
[0017]在本發明所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統中，所述控制系統還包括第四或門，所述第四或門的第一輸入端輸入故障停機保護信號，所述第四或門的第二輸入端連接所述循環啟動處理器的故障輸出端，所述第四或門的輸出端分別連接所述第一 RS觸發器的復位端和所述第二 RS觸發器的復位端。
[0018]在本發明所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統中，所述控制系統還包括第三非門、第七與門和關斷延時模塊，其中，所述關斷延時模塊的輸入端連接所述第一或門的輸出端，所述關斷延時模塊的輸出端連接所述第七與門的第一輸入端，所述第三非門的輸入端連接所述第四或門的輸出端，所述第三非門的輸出端連接所述第七與門的第二輸入端，所述第七與門的輸出端輸出燃油閥開關信號。
[0019]本發明還構造一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制方法，包括:
[0020]將遠程狀態信號和主控啟動信號進行與運算後作為應急啟動信號；
[0021]將本地狀態信號和主控啟動信號進行與運算後作為正常啟動信號；
[0022]將應急啟動信號和正常啟動信號進行或運算後作為柴油發電機組的啟動信號。
[0023]在本發明所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制方法中，所述控制方法還包括:
[0024]主控停機信號分別通過相應RS觸發器將所述應急啟動信號和所述正常啟動信號置O。
[0025]實施本發明的技術方案，在由主控來啟動本柴油發電機組時，可區分出應急啟動和正常啟動，進而可根據應急啟動或正常啟動投入相應的保護，在應急啟動時投入三取二超速保護，在正常啟動時投入本體的所有保護，以提高柴油發電機組的壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0027]圖1是現有技術中水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統的邏輯圖；
[0028]圖2是本發明水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統實施例一的邏輯圖；
[0029]圖3是本發明水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統實施例二的邏輯圖；
[0030]圖4是本發明水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制方法實施例一的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]圖2是本發明水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統實施例一的邏輯圖，該實施例的控制系統包括:與門Yl、Y2及或門H1，其中，與門Yl的第一輸入端輸入主控啟動信號(3LLS003EY)，該主控啟動信號來自於DCS系統，與門Yl的第二輸入端輸入遠程狀態信號(004CC),與門Yl的輸出端輸出應急啟動信號。與門Y2的第一輸入端輸入主控啟動信號，與門Y2的第二輸入端輸入本地狀態信號(004CC')，與門Y2的輸出端輸出正常啟動信號，遠程狀態信號和本地狀態信號來自於就地開關旋鈕，當旋鈕旋到左邊時，遠程狀態信號為1，本地狀態信號為O ;當旋鈕旋到右邊時,本地狀態信號為1，遠程狀態信號為O。或門Hl的第一輸入端輸入應急啟動信號，或門Hl的第二輸入端輸入I正常啟動信號，或門Hl的輸出端輸出本柴油發電機組的啟動信號。通過實施該技術方案，當需要由主控來進行應急啟動時，將就地開關旋鈕旋至左邊，遠程狀態信號為1，本地狀態信號為O，該遠程狀態信號與主控啟動信號(為I)進行與運算後，所輸出的應急啟動信號為1，而該本地狀態信號與主控啟動信號(為I)進行與運算後，所輸出的應急啟動信號為O;當需要由主控來進行正常啟動時，將就地開關旋鈕旋至右邊，本地狀態信號為1，遠程狀態信號為O，該本地狀態信號與主控啟動信號(為I)進行與運算後，所輸出的本地啟動信號為1，而該遠程狀態信號與主控啟動信號(為I)進行與運算後，所輸出的應急啟動信號為O，因此，由主控來啟動本柴油發電機組時，可區分出應急啟動和正常啟動，進而可根據應急啟動或正常啟動投入相應的保護，在應急啟動時投入三取二超速保護，在正常啟動時投入本體的所有保護，以提高柴油發電機組的壽命。
[0032]圖3是本發明水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統實施例二的邏輯圖，該控制系統除了考慮由主控來啟動柴油發電機組的啟動邏輯，還考慮了其它情況下啟動柴油發電機組的啟動邏輯及柴油發電機組的停機邏輯。下面具體說明該控制系統的邏輯結構:
[0033]與門Yl的第一輸入端輸入主控啟動信號(3LLS003EY)，該主控啟動信號來自於DCS系統,與門Π的第二輸入端輸入遠程狀態信號(004CC)。非門Fl的輸入端輸入A列及B列交流應急母線失電信號(3LLS001EY)。或門H2的第一輸入端連接與門Yl的輸出端，或門H2的第二輸入端連接非門Fl的輸出端，或門H2的第三輸入端輸入相鄰柴油發電機組應急啟動失敗信號(Fl)，或門H2的輸出端連接RS觸發器Cl的置位端，RS觸發器Cl的輸出端連接或門Hl的第一輸入端。
[0034]與門Y2的第一輸入端輸入主控啟動信號，與門Y2的第二輸入端輸入本地狀態信號(004CC')。與門Y3的第一輸入端輸入本地狀態信號，與門Y3的第二輸入端輸入本地面板啟動信號(005 006T0)。或門H3的第一輸入端連接與門Y2的輸出端，或門H3的第二輸入端連接與門Y3的輸出端，或門H3的輸出端連接RS觸發器C2的置位端，RS觸發器C2的輸出端連接或門Hl的第二輸入端,或門Hl的輸出端輸出本柴油發電機組的啟動信號。
[0035]與門Y4的第一輸入端輸入本地狀態信號,與門Y4的第二輸入端輸入本地面板停機信號(008T0)，與門Y4的輸出端連接RS觸發器C2的復位端。
[0036]RS觸發器Cl的復位端和RS觸發器C2的復位端還分別輸入主控停機信號(3LLS004EY)。
[0037]非門F2的輸入端輸入運行正常狀態信號(SH.01)，非門F2的輸出端連接與門Y5的第一輸入端，與門Y5的第二輸入端連接或門Hl的輸出端，與門Y5的輸出端連接循環啟動處理器Ul的輸入端,循環啟動處理器Ul的故障輸出端連接與門Y6的第一輸入端，與門Y6的第二輸入端連接RS觸發器Cl的輸出端，與門Y6的輸出端輸出本柴油發電機組應急啟動失敗信號，該信號送入相鄰柴油發電機組，以在本柴油發電機組應急啟動失敗後，啟動相鄰柴油發電機組。
[0038]或門H4的第一輸入端輸入故障停機保護信號(SH.06)，或門H4的第二輸入端連接循環啟動處理器的故障輸出端，或門H4的輸出端分別連接RS觸發器Cl的復位端和RS觸發器C2的復位端。
[0039]關斷延時模塊Dl的輸入端連接或門Hl的輸出端，關斷延時模塊Dl的輸出端連接與門Y7的第一輸入端，非門F3的輸入端連接或門H4的輸出端，非門F3的輸出端連接與門Y7的第二輸入端，與門Y7的輸出端輸出燃油閥開關信號。
[0040]下面說明水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統的工作原理:
[0041]在以下三種情況下進行應急啟動:一、使用主控啟動，並將就地開關旋鈕旋至左側，此時，主控啟動信號(3LLS003EY)有效(為I)及遠程狀態信號(004CC)有效(為I) ;二、A列及B列交流應急母線(LHA&LHB)失電，即LHA&LHB失電信號(3LLS001EY)有效(為O);三、相鄰柴油發電機組應急啟動失敗，即，相鄰柴油發電機組應急啟動失敗信號有效(為I)。
[0042]在以下兩種情況下進行正常啟動:一、使用主控啟動，並將就地開關旋鈕旋至右側，此時，主控啟動信號(3LLS003EY)有效(為I)及本地狀態信號(004CC')有效(為I);二、使用本地面板啟動，並將就地開關旋鈕旋至右側，此時，本地狀態信號有效(為I)及本地面板啟動信號(005 006T0)有效(為I)。
[0043]在以下三種情況下進行應急運行停機:一、使用主控停機，即，主控停機信號(3LLS004EY)有效(為I) ;二、緊急故障停機保護，即，故障停機保護信號(SH.06)有效(為I)，該緊急故障停機保護在下列任一情況下發生:按下就地櫃緊急停機按鈕、超速三取二啟動信號有效；三、循環啟動處理器Ul啟動失敗時，S卩，循環啟動處理器Ul的故障輸出端輸出的故障信號有效(為I)。
[0044]在以下五種情況下進行正常運行停機:一、應急啟動時，即，RS觸發器Cl的輸出端所輸出的應急啟動信號有效(為I) ;二、使用主控停機，即，主控停機信號(3LLS004EY)有效(為I);三、普通故障停機保護，即，故障停機保護信號(SH.06)有效(為I)，該普通故障停機保護在下面情況下發生:正常啟動且四種普通故障保護的任一個動作時；四、循環啟動處理器Ul啟動失敗時，即，循環啟動處理器Ul的故障輸出端輸出的故障信號有效(為I);五、使用本地面板停機，並將就地開關旋鈕旋至右側，此時，本地狀態信號有效(為I)及本地面板停機信號(008T0)有效(為I)。
[0045]另外，該循環啟動處理器Ul有兩套啟動系統循環切換啟動，啟動時間為5s間隔2s，循環三次也就是啟動六次還未檢測到運行正常狀態信號，S卩，運行正常狀態信號為O時，進行啟動失敗報警，其故障輸出端所輸出的信號為I。而且，在應急啟動信號為I及循環啟動處理器Ul的故障輸出端所輸出的信號為I時，與門Y6輸出本柴油發電機組應急啟動失敗信號。由於對應急啟動和正常啟動進行了區分，所以可僅在本柴油發電機組應急啟動失敗時，才對相鄰柴油發電機組進行應急啟動，而在本柴油發電機組正常啟動失敗時，不對相鄰柴油發電機組進行應急啟動。因此，可避免人員傷亡、設備損壞和後備電源系統損毀而整體更換等情況的發生。
[0046]在啟動成功及無故障跳閘發生時，S卩，故障停機保護信號為O及循環啟動處理器Ul的故障輸出端所輸出的啟動失敗信號為O時,開啟燃油閥；在停機時，延時預設時間，例如2分鐘，關閉燃油閥；另外,啟動失敗或故障跳閘時,直接關閉燃油閥。
[0047]圖4是本發明水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制方法實施例一的流程圖，該控制方法包括:
[0048]S1.將遠程狀態信號和主控啟動信號進行與運算後作為應急啟動信號；
[0049]S2.將本地狀態信號和主控啟動信號進行與運算後作為正常啟動信號；
[0050]S3.將應急啟動信號和正常啟動信號進行或運算後作為水壓試驗泵應急柴油發電機組的啟動信號。
[0051]另外，該控制方法還包括:主控停機信號分別通過相應RS觸發器將所述應急啟動信號和所述正常啟動信號置O。
[0052]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求範圍之內。
【權利要求】
1.一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，其特徵在於，包括第一與門、第二與門和第一或門，其中，所述第一與門的第一輸入端輸入主控啟動信號，所述第一與門的第二輸入端輸入遠程狀態信號，所述第一與門的輸出端輸出應急啟動信號；所述第二與門的第一輸入端輸入主控啟動信號，所述第二與門的第二輸入端輸入本地狀態信號，所述第二與門的輸出端輸出正常啟動信號；所述第一或門的第一輸入端輸入所述應急啟動信號，所述第一或門的第二輸入端輸入所述正常啟動信號，所述第一或門的輸出端輸出本柴油發電機組的啟動信號。
2.根據權利要求1所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，其特徵在於，所述控制系統還包括第一 RS觸發器、第二 RS觸發器，其中，所述第一 RS觸發器的置位端輸入所述應急啟動信號，所述第二 RS觸發器的置位端輸入所述正常啟動信號，所述第一 RS觸發器的復位端和所述第二 RS觸發器的復位端分別輸入主控停機信號，所述第一 RS觸發器的輸出端連接所述第一或門的第一輸入端，所述第二 RS觸發器的輸出端連接所述第一或門的第二輸入端。
3.根據權利要求2所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，其特徵在於，所述控制系統還包括第二或門、第一非門，其中，所述第一非門的輸入端輸入A列及B列交流應急母線失電信號，所述第二或門的第一輸入端連接所述第一與門的輸出端，所述第二或門的第二輸入端連接所述第一非門的輸出端，所述第二或門的第三輸入端輸入相鄰柴油發電機組應急啟動失敗信號，所述第二或門的輸出端連接所述第一 RS觸發器的置位端。
4.根據權利要求2所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，其特徵在於，所述控制系統還包括:第三與門、第三或門，其中，所述第三與門的第一輸入端輸入本地狀態信號，所述第三與門的第二輸入端輸入本地面板啟動信號，所述第三或門的第一輸入端連接所述第二與門的輸出端，所述第三或門的第二輸入端連接所述第三與門的輸出端，所述第三或門的輸出端連接所述第二 RS觸發器的置位端。
5.根據權利要求4所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，其特徵在於，所述控制系統還包括第四與門，所述第四與門的第一輸入端輸入本地狀態信號，所述第四與門的第二輸入端輸入本地面板停機信號，所述第四與門的輸出端連接所述第二 RS觸發器的復位端。
6.根據權利要求2所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，其特徵在於，所述控制系統還包括:第二非門、第五與門、循環啟動處理器、第六與門，其中，所述第二非門的輸入端輸入運行正常狀態信號，所述第二非門的輸出端連接所述第五與門的第一輸入端，所述第五與門的第二輸入端連接所述第一或門的輸出端，所述第五與門的輸出端連接所述循環啟動處理器的輸入端，所述循環啟動處理器的故障輸出端連接所述第六與門的第一輸入端，所述第六與門的第二輸入端連接所述第一 RS觸發器的輸出端，所述第六與門的輸出端輸出本柴油發電機組應急啟動失敗信號。
7.根據權利要求6所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，其特徵在於，所述控制系統還包括第四或門，所述第四或門的第一輸入端輸入故障停機保護信號，所述第四或門的第二輸入端連接所述循環啟動處理器的故障輸出端，所述第四或門的輸出端分別連接所述第一 RS觸發器的復位端和所述第二 RS觸發器的復位端。
8.根據權利要求7所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制系統，其特徵在於，所述控制系統還包括第三非門、第七與門和關斷延時模塊，其中，所述關斷延時模塊的輸入端連接所述第一或門的輸出端，所述關斷延時模塊的輸出端連接所述第七與門的第一輸入端，所述第三非門的輸入端連接所述第四或門的輸出端，所述第三非門的輸出端連接所述第七與門的第二輸入端，所述第七與門的輸出端輸出燃油閥開關信號。
9.一種水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制方法，其特徵在於，包括: 將遠程狀態信號和主控啟動信號進行與運算後作為應急啟動信號； 將本地狀態信號和主控啟動信號進行與運算後作為正常啟動信號； 將應急啟動信號和正常啟動信號進行或運算後作為柴油發電機組的啟動信號。
10.根據權利要求9所述的水壓試驗泵應急柴油發電機組的控制方法，其特徵在於，所述控制方法還包括: 主控停機信號分別通過相應RS觸發器將所述應急啟動信號和所述正常啟動信號置O。
【文檔編號】H02P9/08GK104167964SQ201410392485
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】郝勇, 劉瑞峽, 史政林, 鄒志勵, 朱強, 樊洪嶺 申請人:廣西防城港核電有限公司, 中國廣核電力股份有限公司