Навигация

 

 Меню раздела

Основные условные обозначения
Индексы
Сокращения в тексте
Наименования организаций
Энергетический блок ТЭС или АЭС
Внешние регулируемые величины блока
Принципы регулирования энергоблоков
Математические модели и структурные схемы
Принципы моделирования
Аналоговые и цифровые модели
Цифровое моделирование
Способы получения математических моделей
Динамические свойства блоков
Полу эмпирические модели
Процесс эксплуатации
Типовые возмущения
Типовые звенья и структурные схемы
Элементы автоматического регулирования
Нелинейные звенья
Гармоническая линеаризация
Моделирование регуляторов
Математическое регулирование паротурбинных установок
Уравнение ротора
Моделирование паровых объемов
Моделирования влажно-паровых объемов
Моделирование поверхностных подогревателей
Применение операционного исчисления
Водяной тракт подогревателя
Точность математической модели
Моделирование парового пространства подогревателя
Масса конденсата греющего пара
Моделирование смешивающих подогревателей
Особенности моделирования конденсатора
Эквивалентирование подогревателей
Моделирование турбогенераторов
Моделирование энергосистем
Математическое моделирования парогенераторов
Моделирование системы топливоподачи
Моделирование топки
Моделирование конвентивного газохода
Моделирование активной зоны реактора
Уравнение кинетики реактора
Моделирование промежуточных контуров
Температуры теплоносителя в теплоотдающей части
Компенсаторы объема
Моделирование парогенераторов с многократной циркуляцией
Моделирование прямоточных парогенераторов
Моделирование питательного клапана парогенераторов
Структурные схемы парогенераторов
Сопротивление тракта пароперегревателя
Уравнение паропровода
Динамика регулирования энергоблока
Моделирование газового промперегревателя
Моделирование парового промперегревателя
Регулирование блоков в мощных энергосистемах
Автоматическое регулирование возбуждения
Мощностные характеристики турбогенераторов
Плановые и неплановые изменения нагрузки
Регулирование частоты в энергосистеме
Регулирование мощности
Регулирование перетоков мощности по МСС
Статическая устойчивость
Взаимное согласование параметров РОМ и АСР турбины
Динамическая устойчивость
Требования к статическим и динамическим характеристикам
Регулирование паровых турбин
Динамические характеристики мощных паровых турбин
Влияние паровых объемов
Амплитудно-фазовая характеристика системы
Влияние промежуточных объемов
Динамические характеристики влажно-паровых турбин
Роль парового промперегрева
Импульсные характеристики турбин
Система регулирования мощных паровых турбин ПО ЛМЗ
Системы регулирования турбин ХТГЗ
Система снабжена ЭГП
Влияние системы регенеративного подогрева
Динамическая структура объекта регулирования
Динамика регулирования при наборе нагрузки
Регенеративные отборы пара
Регулирование котлов
Регулирование питания прямоточных котлов
Регулирование температуры перегрева пара
Возможности регулирования температуры перегрева
Аккумулирующая способность котла
Настройка отдельных регуляторов
Принципы регулирования ядерных реакторов
Возрастание потока нейтронов
Регулирование нейтронной мощности
Система управления и защиты
Борное регулирование
Роль температурного эффекта реактивности
Неоновое отравление реактора
Регулирование конденсаторных энергоблоков
Взаимное влияние парогенератора и турбины
Математическая модель ядерного энергоблока
Контуры регулирования основных регулируемых величин
Регулирование энергоблоков ТЭС
Передаточная функция и частотные характеристики
Первичное управление котлом
Корректирующие связи в системах
Форсирующие связи
Стабилизирующие связи
Физическая природа
Регулирование энергоблоков
Схемы с задающим регулятором
Управление клапанами турбины
Динамические свойства энергоблоков
Первичное управление котлом
Комбинированное регулирование
Первичное управление котлом
Повышение эффективности участия блока
Типовые схемы АСР энергоблоков
Особенности регулирования энергоблоков АЭС
Недостатки программы регулирования
Применение программы
Блоки с канальными реакторами
Регулирование теплофикационных энергоблоков
Рациональный способ использования пара
Принцип автономности
Физические основы автономного регулирования
Характерные режимы теплофикационной турбины
Критерии автономности
Необходимое условие автономности системы
Условие полной автономности
Схемы регулирования теплофикационных энергоблоков
Нарушения автономности
Схемы регулирования теплофикационных энергоблоков
Электрическая часть АСР
Обще-блочное регулирование
АСР теплофикационного энергоблока
Статическая точность
Привлечения конденсационных энергоблоков ТЭС
Выбор программы регулирования энергоблоков АЭС


Моделирование парогенераторов с многократной циркуляцией

К парогенераторам этого типа относятся барабанные котлы тепловых электростанций, парогенераторы двухконтурных и многоконтурных АЭС горизонтального или вертикального типа с естественной циркуляцией, а также паро-генерирующие установки одноконтурных АЭС с кипящими реакторами канального (рис. 3.4, в) или корпусного типов. Контур многократной циркуляции включает в себя обогреваемую часть, барабан (барабан-сепаратор) и не обогреваемую часть. В обогреваемой части происходит парообразование за счет подвода теплоты от продуктов сгорания органического топлива (через экранные поверхности нагрева), от теплоносителя предпоследнего контура, протекающего по трубам поверхностей нагрева, или непосредственно от ядерных твэлов. В барабане (барабане-сепараторе) насыщенный пар выделяется из пароводяной смеси. В необогреваемой части (опускные трубы холодного экрана барабанных котлов, холодная сторона ЯППУ) за счет разности удельных весов или специальных циркуляционных насосов создается движение рабочего тела по контуру.
Пароводяной тракт парогенераторов рассматриваемого типа, в котором имеется четко выраженная граница изменения агрегатного состояния рабочего тела, с достаточным приближением можно представить объектом с сосредоточенными параметрами. Его можно расчленить на три последовательных аккумулятора: водяной, паровой под зеркалом испарения и паровой над зеркалом испарения. Запишем для этих аккумуляторов уравнения материального баланса: где Gn. „ и Ga — соответственно массовые расходы питательной воды и пара, покидающего барабан; Gx и Ga — масса пара, переходящего в единицу времени соответственно из водяного аккумулятора в паровой под зеркалом испарения и из парового аккумулятора под зеркалом испарения в паровой над зеркалом испарения; V, Vi и V2 — соответственно полный объем пароводяного тракта, объем пароводяной смеси под зеркалом испарения и объем парового аккумулятора под зеркалом испарения; р' и р" — плотности воды и пара на линии насыщения.
Приведенные выше уравнения можно переписать в относительных отклонениях; плоскости; р — давление в барабане; тп. в — координата, характеризующая положение питательного клапана.
При переходе к уравнениям (3.32)—(3.34) принято, что объем || под зеркалом испарения определяется уровнем воды Я, плотности р' и р" однозначно определяются давлением р рабочего тела, заполняющего пароводяной контур, а расход питательной воды Gn. в представляет собой функцию положения mn. в питательного клапана и давления р.
Динамические постоянные Т[ и Т2 в приведенных уравнениях не зависят от режима работы парогенератора, постоянная Щ меняется в зависимости от нагрузки, поскольку при этом в пределах от нуля до единицы изменяется отношение V2olV2xa!a. Сложив уравнения (3.32)—(3.34), получим обобщенное уравнение материального баланса парогенератора
+ (V20/V2 max) (Ро/Ро) Щ dn6/dt = fX„. в + (fl21 -l)jl6-gn, (3.35)
где принято, что (V20/V2 max max /рб) dp0/dp Ж (ро/ро) V2olV2max, так как в широком диапазоне давлений др"/др « ро/ртлх.
Полученные уравнения дополним уравнением теплового баланса пароводяного пространства парогенератора под зеркалом испарения, где i' и i" — энтальпии воды и пара на линии насыщения; Q — количество теплоты, воспринимаемой рабочим телом через поверхность теплообмена от продуктов сгорания, теплоносителя предшествующего контура или твэлов; М и с — масса металла поверхностей нагрева и его удельная теплоемкость (для одноконтурных блоков АЭС с канальными реакторами М —масса графита); Т" —температура насыщенного пара, принятая равной температуре металла.
При записи уравнения принято, что поступающая в парогенератор питательная вода имеет параметры, соответствующие линии насыщения. Это допущение позволяет исключить из рассмотрения процессы в системе регенеративного подогрева питательной воды ПТУ. Принципиально возможен учет фактических параметров питательной воды; при этом в первое слагаемое последнего уравнения вместо i' войдет энтальпия питательной воды Щ в. Для ее определения модель должна быть дополнена уравнениями регенеративных подогревателей (см. п. 2.2). После линеаризации полученное уравнение перепишем в следующем виде:
Почленно разделив последнее уравнение на G, запишем его в относительных отклонениях:
При переходе к уравнению (3.36) статические характеристики регулирующих органов приняты линейными.
Вычитая уравнение (3.36) из уравнения (3.32), предварительно умноженного на ijio, будем иметь
В уравнениях (3.35) и (3.36) отношением плотностей ро/ро можно пренебречь в сравнении с единицей. Разделив полученное уравнение на iqU'q — 1 и вычтя его из уравнения (3.35), получим уравнение парогенератора с многократной циркуляцией как объекта регулирования давления.
Величину z2 в последнем уравнении называют коэффициентом саморегулирования.
Величина в уравнениях (3.32)—(3.37) учитывает изменение во времени парового объема V2 под зеркалом испарения. В работах Ю. Г. Корнилова, В. Д. Пивня и других [72] для определения величины V» в динамике рекомендуется использовать статическую зависимость паросодержания под зеркалом испарения от давления в пароводяном тракте и интенсивности парообразования. В работах М. Ш. Шифрина [136], Л. С. Шумской [105] и других величину dVJdt находят из уравнения движения пароводяной смеси в циркуляционном контуре. Оба направления хорошо согласуются между собой и с экспериментальными данными.