Взаимное влияние парогенератора и турбины при регулировании энергоблока

Физические процессы регулирования пара генератора и турбины тесно связаны между собой. Перемещение регулирующих клапанов турбины, изменяя давление свежего пара, изменяет и режим работы котла или ядерной пара производящей установки. Последние, в свою очередь, влияют на режим турбин. В конечном счете мощность турбины определяется выделением теплоты в топке котла или активной зоне реактора и пара производительностью парогенератора. Аккумулирующая способность парогенератора в процессе регулирования блока играет двоякую роль, разделяя этот процесс, например при наборе мощности, на два этапа.
На первом этапе использование аккумулирующей способности парогенератора делает возможным быстрое увеличение мощности блока (обычно на определенную часть заданного приращения) примерно со скоростью перемещения регулирующих клапанов турбины; давление пара при этом снижается.
На втором этапе, главная задача которого состоит в переходе к новому установившемуся значению давления пара и наборе оставшейся доли мощности, процесс регулирования определяется исключительно парогенератором. Большая инерция парогенератора, обусловленная его же аккумулирующей способностью, предопределяет медленное протекание процессов на этом этапе, а необходимость восстановления той части общей аккумулирующей способности, которая была затрачена на первом этапе, еще более затягивает процесс. Степень использования аккумулирующей способности парогенератора, оказывающая решающее влияние на динамические характеристики блока, зависит от принятых для него программы регулирования и способа управления, а также выбранных связей между локальными АСР составных элементов блока. Таким образом, сочетание котла и турбины на ТЭС, реактора, парогенераторов и турбины на АЭС приводит к появлению принципиально нового объекта регулирования — энергоблока со свойствами, отличающимися от свойств его составных элементов. Ниже рассмотрены свойства этого объекта регулирования.
Математическая модель блока ТЭС с промперегревом пара включает в себя математические модели котла (3.51), турбины (5.1) как объекта регулирования мощности, промперегревателя (5.2) и парового объема между регулирующими клапанами турбины и соплами первой ступени (2.11): где jt0, пх и яп. п — относительные изменения давлений соответственно за котлом, в объеме между регулирующими клапанами турбины и соплами первой ступени и в промперегревателе; Ят — относительное изменение мощности турбины; — относительное перемещение регулирующих клапанов турбины и регулирующего органа подачи топлива в котел; v — коэффициент мощности (см. п. 5.1); Рп.п= Tn.ns+ Рх = Txs + 1; Тп.п и 7\ — динамические постоянные системы промперегрева и объема перед соплами первой ступени турбины; WK и W^ — передаточные функции; черточками, как и ранее, отмечены изображения переменных по Лапласу.
Как показано в п. 3.3, математическая модель (8.1) является общей по своей структуре как для барабанных, так и для прямоточных котлов, хотя, естественно, передаточные функции WK и Wp котла как объекта регулирования давления различаются у разных типов котлов. При записи уравнений турбины (8.2) пренебрежимо малыми полагали отклонения температуры свежего пара (©о = 0) и давления за турбиной (я2 = 0). Коэффициенты передачи bn и Ь12 в последнем из уравнений (8.2) зависят от режимных параметров блока; коэффициент Ь1Ъ в частности, изменяется примерно пропорционально давлению свежего пара, что следует учитывать при исследованиях регулирования блоков, работающих при скользящем давлении пара. В окрестности номинального режима можно с достаточной степенью приближения считать.
Рассматриваемой математической модели соответствует приведенная на рис. 8.1, а многосвязная структурная схема, в которой могут быть выделены два сложных звена, ограниченные прямоугольниками / и 2 и соответствующие объектам регулирования — котлу и турбине. Внутренняя структура этих звеньев раскрыта внутри ограничивающих их прямоугольников. Каждое из звеньев имеет одну выходную и две входных величины. Выходная величина звена 2 (мощность) является внешней регулируемой величиной многосвязного объекта (энергоблока); выходная величина я0 звена 1 — внутренней регулируемой величиной.