用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法、装置、计算机设备

技术领域

本发明属于核电厂控制技术领域，具体涉及一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法、装置、计算机设备。

背景技术

高温气冷堆核电站示范工程核功率控制系统中控制棒驱动机构根据DCS输出的频率信号，调整控制棒移动速度。由于控制棒速度过低时，存在抖动现象，对控制棒的驱动频率设置了下限。

核功率控制系统采用PID调节控制棒驱动机构驱动频率大小。因设备要求，PID控制器输出的绝对值小于驱动频率低限值时，即输出0，导致控制死区过大(约占驱动频率的20％)，仅依靠PID控制器调节功率，易造成稳态偏差过大，控制棒驱动机构在稳态偏差附近频繁动作的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法、装置、计算机设备。

本发明的一方面，提供一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法，所述方法包括：

判断核功率控制器输出值的绝对值是否小于控制棒驱动机构最小驱动频率；

响应于所述核功率控制器输出值的绝对值小于控制棒驱动机构最小驱动频率时，判断功率偏差的绝对值是否大于等于设定的回差上限；

响应于功率偏差的绝对值大于等于设定的回差上限时，控制棒驱动机构以设定的驱动频率驱动控制棒移动，直至功率偏差满足设定要求。

可选地，所述方法还包括：

响应于所述核功率控制器输出值的绝对值大于控制棒驱动机构最小驱动频率时，所述控制棒驱动机构以核功率控制器的输出值驱动控制棒移动。

可选地，所述方法还包括：

响应于功率偏差的绝对值小于设定的回差下限时，停止调节控制棒驱动机构。

可选地，所述设定的驱动频率为控制棒升降信号与驱动频率设定值的乘积。

可选地，在控制棒为提棒时，所述控制棒升降信号为1；

在控制棒为降棒时，所述控制棒升降信号为-1。

本发明的另一方面，提出一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的装置，所述装置包括：

驱动频率判断单元，用于判断核功率控制器输出值的绝对值是否小于控制棒驱动机构最小驱动频率；

功率偏差判断单元，用于在响应于所述核功率控制器输出值的绝对值小于控制棒驱动机构最小驱动频率时，判断功率偏差的绝对值是否大于等于设定的回差上限；

驱动单元，用于在响应于功率偏差的绝对值大于等于设定的回差上限时，以设定的驱动频率驱动控制棒移动，直至功率偏差满足设定要求。

可选地，所述驱动单元，还用于在响应于所述核功率控制器输出值的绝对值大于控制棒驱动机构最小驱动频率时，所述控制棒驱动机构以核功率控制器的输出值驱动控制棒移动。

可选地，所述装置还包括停止驱动单元，用于在响应于功率偏差的绝对值小于设定的回差下限时，停止调节控制棒驱动机构。

可选地，所述设定的驱动频率为控制棒升降信号与驱动频率设定值的乘积。

本发明的另一方面，提出一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前文记载的所述方法的步骤。

本发明提出一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法、装置、计算机设备，方法包括：判断核功率控制器输出值的绝对值是否小于控制棒驱动机构最小驱动频率；响应于核功率控制器输出值的绝对值小于控制棒驱动机构最小驱动频率时，判断功率偏差的绝对值是否大于等于设定的回差上限；响应于功率偏差的绝对值大于等于设定的回差上限时，控制棒驱动机构以设定的驱动频率驱动控制棒移动，直至功率偏差满足设定要求。本发明的方法在核功率控制器输出值的绝对值小于控制棒驱动机构最小驱动频率时，对功率偏差进行了判断，并在功率偏差过大时，继续以设定的低速移动控制棒，直至功率偏差满足设定要求，以实现减小高温气冷堆核功率调节死区；再者，设定的功率偏差需有回差，避免控制棒驱动机构在功率设定值附近反复动作。

附图说明

图1为本发明一实施例的用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法的流程框图；

图2为本发明另一实施例的用于减小高温气冷堆核功率调节死区的逻辑组态示意图；

图3为本发明另一实施例的用于减小高温气冷堆核功率调节死区的装置的结构示意图；

图4为本发明另一实施例的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

如图1和图2所示，本发明的一方面，提出一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法S100，包括步骤S110～S130：

S110、判断核功率控制器输出值的绝对值是否小于控制棒驱动机构最小驱动频率。

需要说明的是，高温气冷堆反应堆控制棒的自动控制系统包括控制棒驱动机构、切换运算器与控制棒连接的PID控制器，其中，控制棒驱动机构包括有步进电机驱动器与步进电机。PID控制器经由切换运算器来控制驱动机构，进而实现对控制棒的控制。

具体地，如图2所示，获取核功率控制器输出值，并对该输出值取绝对值；其次，获取驱动机构最小驱动频率，并判断上述两个数值的大小。

S120、响应于核功率控制器输出值的绝对值小于控制棒驱动机构最小驱动频率时，判断功率偏差的绝对值是否大于等于设定的回差上限。

具体地，如图2所示，在核功率控制器输出值的绝对值小于控制棒驱动机构最小驱动频率时，获取核功率设定值，该值是由运行人员直接设定的，以及，获取核功率实测值，该值是直接测量得出的，再经计算得出功率偏差信号E。

进一步地，在本实施方式中，为了避免控制棒驱动机构在功率设定值附近反复动作，还对设定的功率偏差设有回差(包括有回差上限和回差下限)，进一步将上述得到的功率偏差与设定的回差上限进行比较，

更进一步地，在本实施方式中，用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法还包括，在响应于步骤S110中的核功率控制器输出值的绝对值大于控制棒驱动机构最小驱动频率时，控制棒驱动机构以核功率控制器的输出值驱动控制棒移动。也就是说，在核功率控制器输出值的绝对值大于控制棒驱动机构最小驱动频率时，说明核功率控制器输出值满足设定要求，驱动机构可以按该驱动频率驱动控制棒移动。

S130、响应于功率偏差的绝对值大于等于设定的回差上限时，控制棒驱动机构以设定的驱动频率驱动控制棒移动，直至功率偏差满足设定要求。

具体地，如图2所示，在步骤S120中的功率偏差的绝对值大于等于设定的回差上限时，说明稳态偏差过大，需要对其进行调节，使功率偏差恢复至设定范围，即预先设置有设定的驱动频率，使驱动机构以该设定的驱动频率调节控制棒，直至功率偏差满足设定要求，以解决了目前PID控制器输出值的绝对值小于驱动频率低限值时，导致控制死区过大，稳态偏差过大等问题。

进一步地，在本实施方式中，用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法还包括，在响应于步骤S120中的功率偏差的绝对值小于设定的回差下限时，停止调节控制棒驱动机构。也就是说，在功率偏差的绝对值小于设定的回差下限时，说明稳态偏差满足要求，无需再利用控制棒驱动机构来调整驱动频率大小。

进一步需要说明的是，设定的驱动频率为控制棒升降信号与驱动频率设定值的乘积，即，SING*Fsmin，如图2所示，在控制棒为提棒时，SIGN＝1，设定的驱动频率为1与驱动频率设定值Fsmin的乘积；在控制棒为降棒时，SIGN＝-1，设定的驱动频率为-1与驱动频率设定值Fsmin的乘积。

下面将详细给出实现上述方法的逻辑组态：

如图2所示，SELECT 100和SELECT 200为选择功能块，在INI输入0时，OUT输出＝IN2；IN1输入1时，OUT输出＝IN3；ABS()为绝对值计算功能块；AND 110为与运算功能块；RS120为触发器。

请继续参考图2，Fcout为核功率控制器输出值；Fout为经本算法处理后的输出值；Fmin为控制棒驱动机构最小驱动频率；Fsmin为驱动频率设定值；E为功率偏差；Dhigh为设定的回差上限；Dlow为设定的回差下限；提棒升功率时SIGN＝1，降棒降功率时SIGN＝-1。

请继续参考图2，SELECT功能块200的输入端IN1、IN2、IN3分别来自信号201、信号202、信号203，输出端OUT为经本算法处理后的输出值Fout，Fout为DCS输出至现场执行机构的驱动频率。

具体地，请继续参考图2，基于上述功能块及变量，SELECT功能块200的控制过程如下：对核功率PID控制器的输出值Fcout取绝对值，即ABS(Fcout)，如果核功率PID控制器的输出值的绝对值ABS(Fcout)小于控制棒驱动机构最小驱动频率Fmin时，信号201为1，IN1输入1，Fout输出信号203的值，即SELECT功能块100的输出值。如果核功率PID控制器的输出值的绝对值ABS(Fcout)大于控制棒驱动机构最小驱动频率Fmin时，信号201为0，IN1输入0，Fout输出信号202的值，即核功率PID控制器的输出值Fcout。

进一步地，请继续参考图2，SELECT功能块100的输入端IN1、IN2、IN3分别来自信号101、信号102、信号103，输出端OUT连接至SELECT功能块200的输入端IN3(即信号203)。如果信号101为0，SELECT功能块100输出信号102的值(即0)如果信号101为1，SELECT功能块100输出信号103的值(即设定的驱动频率)。

更进一步地，请继续参考图2，信号112来自RS触发器120的输出。信号111和信号112经AND功能块110的与运算生成信号101。信号102的值为0。信号103由SIGN乘以驱动频率设定值Fsmin生成，其中提棒升功率时SIGN为1，降棒降功率时为-1，驱动频率设定值由运行人员根据实际需要进行设定。

具体地，请继续参考图2，基于上述功能块及变量，SELECT功能块100的控制过程如下：对核功率PID控制器的输出值Fcout取绝对值，即ABS(Fcout)，其结果如果小于控制棒驱动机构最小驱动频率Fmin时，则信号111为1，否则信号111为0。对核功率设定值和实测值的功率偏差E取绝对值，即ABS(E)，其结果如果大于等于设定的回差上限Dhigh，则信号121为1；否则信号121为0。对核功率设定值和实测值的功率偏差E取绝对值，即ABS(E)，其结果如果小于设定的回差下限Dlow，则信号122为1；否则信号122为0。进一步地，信号121连接至RS触发器120的SET输入端，信号122连接至RS触发器的RESET输入端。如果信号121为1，则RS触发器120输出端OUT生成一个保持为1的信号112；如果信号122为1，则RS触发器120输出端OUT的信号被复位，使得信号112为0。

进一步地，请继续参考图2，在核功率控制器输出值的绝对值ABS(Fcout)小于控制棒驱动机构最小驱动频率Fmin时，信号111为1，同时，在功率偏差的绝对值ABS(E)大于等于设定的回差上限Dhigh时，信号121为1，RS触发器OUT生成为1的信号112，此时，经AND功能块110与运算生成为1的信号101，IN1输入1，SELECT功能块100的输出端OUT输出信号103，即设定的驱动频率SIGN*Fsmin。

更进一步地，请继续参考图2，在功率偏差的绝对值ABS(E)小于设定的回差下限Dlow时，信号122为1，RS触发器OUT生成为0的信号112，经AND功能块110与运算生成为0的信号101，IN1输入0，SELECT功能块100的输出端OUT输出信号102(即0)，无需通过控制棒驱动机构调节控制棒的驱动频率。

本发明基于现场工程实践，提出一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法，该方法可使功率偏差满足设定要求，并对功率偏差设置回差，可以避免控制棒驱动机构在功率设定值附近反复动作。

如图3所示，本发明的另一方面，提出一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的装置300，包括：驱动频率判断单元310，用于判断核功率控制器输出值是否小于控制棒驱动机构最小驱动频率；功率偏差判断单元320，用于在响应于所述核功率控制器输出值小于控制棒驱动机构最小驱动频率时，判断功率偏差是否大于设定的回差上限；驱动单元330，用于在响应于功率偏差大于等于设定的回差上限时，以设定的驱动频率驱动控制棒移动，直至功率偏差满足设定要求。

在本实施方式中，通过该装置可实现在核功率控制系统PID控制器输出值小于驱动频率低限值时，进一步判断功率偏差是否满足设定要求，如果偏差过大，则继续以设定的低速移动控制棒，直到功率偏差满足设定要求。

需要说明的是，在本实施方式中，设定的驱动频率为控制棒升降信号与驱动频率设定值的乘积(SING*Fsmin)，如图2所示，在控制棒为提棒时，SIGN＝1，设定的驱动频率为1与驱动频率设定值的乘积；在控制棒为降棒时，SIGN＝-1，设定的驱动频率为-1与驱动频率设定值的乘积。

进一步地，驱动单元，还用于在响应于核功率控制器输出值大于控制棒驱动机构最小驱动频率时，以核功率控制器的输出值驱动控制棒移动。也就是说，核功率控制器输出值满足设定要求，驱动机构可以按该驱动频率驱动控制棒移动。

更进一步地，在本实施方式中，装置还包括停止驱动单元，用于在响应于功率偏差小于设定的回差下限时，停止驱动控制棒移动。也就是说，在功率偏差小于设定的回差下限时，稳态偏差满足要求，无需再利用控制棒驱动机构来调整驱动频率大小。

需要说明的是，基于该装置实现减小高温气冷堆核功率调节死区的逻辑组态请参考前文记载，在此不再赘述。

进一步需要说明的是，在本发明所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

如图4所示，本发明的另一方面，提出一种计算机设备，包括存储器410和处理器420，其中，存储器410存储有计算机程序，处理器420执行计算机程序时实现前文记载的方法的步骤。

应当理解的是，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法。

本发明提出一种用于减小高温气冷堆核功率调节死区的方法、装置、计算机设备，具有以下有益效果：本发明的方法可使功率偏差满足设定要求，避免出现稳态偏差过大的现象，实现减小高温气冷堆核功率调节死区；其次，本发明对功率偏差设有回差，可以避免控制棒驱动机构在功率设定值附近反复动作。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。