Математическое моделирования парогенераторов

Паро-генерирующая установка тепловой или атомной электростанции представляет собой сложный объект регулирования, в котором в итоге ряда последовательных преобразований химическая или ядерная энергия топлива превращается в тепловую энергию перегретого или насыщенного пара, направляемого в турбину. Каждое из преобразований энергии связано с ее аккумуляцией в том или ином элементе паро-генерирующей установки. Количество аккумулированной энергии определяет динамические свойства парогенератора.
В котлоагрегате ТЭС можно выделить три основные системы: газовоздушный тракт, включающий системы топливо приготовления, подачи топлива и воздуха, топку, конвективный газоход и систему отвода дымовых газов; металл поверхностей нагрева; пароводяной тракт, включающий систему питания, экономайзер, испарительную (переходную) зону и пароперегреватель, а также главные паропроводы, соединяющие котел с турбиной. Задача регулирования котлоагрегата — согласовать потоки подаваемых в котел питательной воды, топлива и воздуха, необходимые для обеспечения требуемой паропроизводительности котла при заданных параметрах пара.
К числу основных систем двухконтурной ядерной паропроиз-водящей установки (ЯППУ) можно отнести тепловыделяющую часть, включающую активную зону реактора с происходящими в ней нейтронно-физическими и ядерными процессами, а также с аккумуляцией теплоты в оболочках твэлов, и первый контур; металл поверхностей нагрева парогенераторов; пароводяной тракт второго контура парогенераторов.
В одноконтурных ЯППУ с кипящими корпусными или канальными реакторами соответственно типов В К и РБМК парогенератором является непосредственно активная зона реактора, в которой теплота, передаваемая от оболочек твэлов к теплоносителю, затрачивается на нагрев поступающей в реактор питательной воды до кипения и ее испарение. Пароводяная смесь из реактора поступает в барабан-сепаратор, откуда отсепарированный насыщенный пар направляют в турбины. Задачи регулирования ЯППУ обоих типов состоят в согласовании подачи питательной воды и выделения энергии в активной зоне реактора с целью генерации требуемого количества пара при заданных его параметрах.
Ниже рассмотрены вопросы математического моделирования паро-генерирующих установок ТЭС и АЭС применительно к задачам исследования процессов регулирования мощности энергоблоков в целом. Главное внимание при этом уделено внешним регулируемым величинам парогенератора, к числу которых относятся расход пара и его параметры, а также температура промежуточного перегрева пара, поскольку совокупность этих величин вместе с положением регулирующих клапанов турбины в конечном счете определяет мощность последней и динамические характеристики блока в целом.