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


Импульсные характеристики турбин

Требование импульсной разгрузки турбин как одного из эффективных способов противоаварийного управления энергосистемамипредъявлено к АСР турбин сравнительно недавно. Обеспечить его выполнение в полной мере можно только в АСР вновь проектируемых турбин, хотя и это представляет собой нелегкую задачу. Системы же регулирования большинства находящихся в эксплуатации паровых турбин мощностью 160—800 МВт создавались еще до того, как к ним было предъявлено подобное требование. До настоящего времени нуждаются в обоснованном ответе вопросы, в какой мере выполняют
предъявленные требования находящиеся в эксплуатации и вновь проектируемые агрегаты, каковы основные факторы, влияющие на получаемые импульсные характеристики. В настоящем параграфе приведены некоторые результаты экспериментальных и расчетных исследований импульсных характеристик турбоагрегатов ТЭС и АЭС, выполненных ВЭИ, ЛМЗ, ХТГЗ, ЦКТИ, трестом «Севзапэнергомонтаж», Средазтехэнерго, ЛПИ и другими организациями.
Турбины тепловых электростанций. Импульсную разгрузку производят подачей на электрогидравлический преобразователь (ЭГП) турбины управляющего импульса интенсивности действующего в течение времени обычно закону.
На рис. 5.4 в качестве примера приведены экспериментальные импульсные характеристики, определенные в процессе обширных исследований режимов импульсной разгрузки, проведенных на шести турбинах типа К-300-240 ЛМЗ [97]. Специально изготовленное устройство формирования импульсов позволяло подавать на ЭГП импульсные управляющие воздействия различной интенсивности и длительности. Испытания проводились как на неработающей турбине, так и под нагрузкой. В первом случае характеристикой эффективности разгрузки турбины служило изменение управляющего давления рп рабочей жидкости АСР в импульсной линии после промежуточного золотника, во втором — изменение мощности турбины.
В процессе испытаний установлено, что при одинаковых импульсных воздействиях различные турбоагрегаты имеют неодинаковые импульсные характеристики. Различие достигает примерно 50 % по глубине и 30 % по скорости снижения мощности, 70 % по степени закрытия регулирующих клапанов ЦВД и 30%— клапанов ЦСД. Аналогичные результаты получены также при сопоставлении указанных характеристик с данными других организаций. Обнаруженный разброс можно объяснить неодинаковыми для различных турбин характеристиками ЭГП и регулирующих клапанов, различным запаздыванием в гидравлических линиях от ЭГП к сервомоторам регулирующих клапанов, а также влиянием системы регенерации. Поскольку скорость закрытия обратных клапанов регенеративных отборов соизмерима со скоростью разгрузки турбины, из-за различия характеристик обратных клапанов в сходственные моменты времени после подачи управляющего сигнала они могут быть закрыты на одних турбинах и открыты на других, что определяет разный характер изменения мощности. Вследствие отмеченного разброса при одинаковых управляющих воздействиях импульсные характеристики одних турбин могут быть достаточно близкими к требуемым, а других — не соответствовать предъявляемым требованиям. Для безусловного выполнения последних необходима работа турбинных заводов и наладчиков АСР по уменьшению разброса импульсных характеристик. Однако достижение их полной идентичности представляется затруднительным, в частности из-за трудно устранимого разброса расходных характеристик регулирующих клапанов и динамических характеристик обратных клапанов регенеративных отборов, а также наличия воздуха в рабочей жидкости АСР. Поэтому представляется целесообразной подача на ЭГП различных турбин неодинаковых управляющих импульсов, интенсивность и длительность которых выбирались бы с учетом фактических характеристик конкретной турбины.
Такие индивидуальные для каждой турбины управляющие импульсы не могут быть сформированы общесистемной противоаварийной автоматикой. Для их формирования АСР турбин должны быть оснащены специальными устройствами импульсной разгрузки ИР [120]. Параметры импульса, формируемого ИР, должны изменяться в зависимости от исходной мощности турбины и программы регулирования блока (постоянное или скользящее давление).
Регулярным повторением испытаний установлено, что в межремонтный период с течением времени импульсные характеристики практически не меняются, но могут существенно изменяться после капитального ремонта (до 20 % по глубине разгрузки и 15 % по времени запаздывания начала снижения мощности после подачи управляющего сигнала). Поэтому после ремонтов необходима перенастройка ИР.
Комплексная проверка описанной системы аварийной разгрузки блоков, работающих как на постоянном, так и на скользящем давлении, осуществлялась при системных испытаниях с отключением линии электропередачи 750 кВ, когда по сигналу противоаварийной автоматики были произведены одновременная автоматическая разгрузка ряда блоков 300 и 200 МВт и отключение генераторов 100 МВт. Полученные результаты подтвердили эффективное участие блоков, оснащенных устройствами импульсной разгрузки и послеаварийного ограничения мощности, в противоаварийном управлении энергосистемами.
Турбины атомных электростанций. Наличие ряда больших паровых объемов, а главное, большой массы влаги (как сосредоточенной в тех или иных емкостях, так и распределенной в виде пленок по всему тракту влажно-парового турбоагрегата), а также возможность испарения этой влаги при быстром закрытии регулирующих клапанов препятствуют быстрому снижению мощности и затрудняют получение требуемых импульсных характеристик влажно-паровых турбин. При этом оказывается необходимым воздействие устройств импульсной разгрузки на парозапорные органы после промперегрева. монтаж канализации по приемлемым ценам
На рис. 5.5 приведены полученные на математических моделях импульсные характеристики тихоходных турбин мощностью 500 и 1000 МВт [54, 901, соответствующие интенсивности управляющего импульса С =—З/б и различным значениям его длительности. Для сравнения на рис. 5.5, б приведена импульсная характеристика турбины сверхкритических параметров типа К-500-240. Как следует из приведенных результатов, по величине запаздывания начала снижения мощности, глубине и скорости разгрузки влажно-паровые турбины АЭС уступают турбинам перегретого пара. Уменьшение времени  главного сервомотора в сторону закрытия клапанов улучшает эффективность импульсной разгрузки, но в реально достижимых пределах от 0,3 до 0,2 с (рис. 5.5, б) это улучшение незначительно. Поэтому трудно рассчитывать на радикальное улучшение импульсных характеристик влажно-паровых турбин. Вместе с тем, учитывая увеличенные динамические постоянные влажно-паровых турбин АЭС по сравнению с агрегатами ТЭС, можно полагать, что эффективность импульсной разгрузки турбоагрегатов АЭС будет достаточной для сохранения динамической устойчивости во многих аварийных ситуациях в энергосистемах.
В зависимости от аварийной ситуации могут потребоваться различная глубина и скорость снижения мощности агрегатов. Требуемые для этого значения интенсивности С и длительности Та управляющего импульса могут быть определены из импульсной диаграммы. Как следует из этого графика, увеличение интенсивности С управляющего импульса выше |С| =3/6 практически не дает ощутимых результатов. Наибольшая эффективность разгрузки турбины достигается при 0,5 с. Дальнейшее увеличение сильно затягивает момент начала восстановления мощности.
Хотя до настоящего времени нет достаточно полноценных экспериментальных статистических материалов по импульсным характеристикам турбин АЭС, можно ожидать, что разброс характеристик будет не меньшим, чем у агрегатов ТЭС. Это определяется хотя бы тем обстоятельством, что сильно влияющие на динамические характеристики турбин толщины пленок влаги, покрывающей стенки корпуса, диафрагм, патрубков отборов, направляющие лопатки и другие элементы проточной части, могут существенно различаться в зависимости от режима работы турбины, формы и шероховатости поверхности, скорости парового потока и других факторов. Вследствие этого, как и для турбин ТЭС, может оказаться целесообразным оснащение АСР влажнопаровых турбин устройствами импульсной разгрузки, формирующими индивидуальные для каждой турбины управляющие сигналы.