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


Математическая модель ядерного энергоблока

Математическая модель ядерного энергоблока включает в себя математическую модель ЯППУ, представленную структурной схемой на рис. 3.7, г, математическую модель турбины (8.2), расхода пара на СПП (3.64), а также уравнение регулятора нейтронной мощности реактора, который будем считать ПИ-регулятором с передаточной функцией Wv = kp [1 + 1/(7»]. С учетом уравнения (3.64) математическую модель парогенерирующей установки можно представить уравнением л0 = ЩАР — wfa где я0, Щ и р. — относительные" изменения давления свежего пара, нейтронной мощности реактора и положения регулирующих клапанов турбины. Приведенной математической модели ядерного энергоблока соответствует многоконтурная структурная схема (рис. 8.1, б), включающая структурные схемы ЯППУ, турбины, а также звено №рнм, соответствующее регулятору нейтронной мощности реактора. Элементарными преобразованиями эта структурная схема может быть приведена к виду на рис. 8.1, а\ единственное отличие состоит в том, что входной величиной звена 1 будет не цк, а А.рД. Такое структурное подобие энергоблоков АЭС и ТЭС как объектов регулирования давления и мощности придает общий характер выполненным ниже исследованиям динамических свойств энергоблоков.
После алгебраических преобразований систему уравнений (8.1)—(8.2) можно переписать так:
В соответствии с полученными соотношениями структурную схему можно преобразовать к виду, представленному на рис. 8.1, е.
Полученная структурная схема несимметрична. Входные вели, чины звена /, изображающего парогенератор, — внешние регулирующие воздействия. У звена же 2, изображающего турбину, лишь одна из входных величин является внешним регулирующим воздействием многосвязного объекта. Другая входная величина этого звена, подаваемая по внутренней перекрестной связи многосвязного объекта, отражает свойства косвенного саморегулирования турбины (влияние начального давления пара на ее мощность).
Заметим, что при значениях bxl b12 1 в уравнении (8.3) будут также примерно равны передаточные функции, а следовательно, слагаемое в правой части уравнения (8.4) характеризует изменение мощности турбины при воздействии только на ее регулирующие клапаны (без воздействия на регулирующие органы котла или реактора). В этом случае открытие клапанов турбины приводит к быстрому возрастанию ее мощности за счет аккумулирующей способности парогенератора по закону, определяемому передаточной функцией Wh самой турбины (рис. 8.2). В дальнейшем набранная таким путем мощность будет медленно снижаться, причем темп снижения, примерно соответствующий динамической постоянной котла или ЯППУ, определяется слагаемым WW во втором из уравнений (8.5). В конечном счете мощность турбины снизится до исходного значения. Если считать время открытия регулирующих клапанов турбины пренебрежимо малым в сравнении с временем котла или ЯППУ, то полученную переходную функцию можно приближенно аппроксимировать уравнением Ят = [k2T2s/(T2s + 1)J £. Первое слагаемое в правой части уравнения (8.4) характеризует изменение мощности турбины при воздействии на регулирующие органы котла или реактора и неизменном положении клапанов турбины. Из первого уравнения (8.5) следует, что длительность процесса определяется при этом в основном передаточной функцией W котла или ЯППУ.
Разумеется, обе формы представления турбины как объекта 1 регулирования мощности (см. рис. 8.1, ей г) вполне правомерны. При исследованиях, связанных с проектированием АСР самой турбины, предпочтение чаще отдают первой из них, позволяющей полностью исключить из рассмотрения динамические характеристики парогенератора в предположении, что он является бесконечно большим аккумулятором, вследствие чего отклонения давления пренебрежимо малы (я0 0). При наладке же АСР блоков удобно пользоваться второй формой модели.
В общем случае связанной АСР блока сигналы по каждой из регулируемых величин — мощности А.т и давлению я0 — соответствующими регуляторами передаются обоим регулирующим органам с координатами рк и \i [34]. Уравнения движения регулирующих органов (иногда'называемые уравнениями регуляторов котла или ЯППУ и турбины) при этом можно записать следующим образом: где Wfi, Wi2, W21, W22 — передаточные функции регуляторов.
На рис. 8.3, а приведена структурная схема двусвязной АСР энергоблока, построенная на базе математической модели объекта, представленной структурной схемой на рис. 8.1, г, и математической модели регуляторов, представленных уравнениями (8.6). На схеме можно выделить изолированные (сепаратные) контуры abed, и efgh регулирования котла или ЯППУ и турбины, связанные между собой перекрестными связями как по объектам, так и по регуляторам. Передаточные функции разомкнутых структурных схем изолированных контуров соответственно равны.
Разомкнем приведенную на рис. 8.3, а структурную схему по главной обратной связи cd контура регулирования давления. При этом структурная схема контура регулирования мощности остается замкнутой. Считая равными нулю приложенные к регуляторам внешние воздействия, найдем передаточную функцию разомкнутой системы регулирования котла или ЯППУ в блоке
В этой формуле Ф22 — передаточная функция замкнутой АСР турбины по управляющему воздействию, равная Ф22 = W22/( 1 + №22). Аналогично, разомкнув по главной обратной связи gh контур регулирования мощности, найдем передаточную функцию разомкнутой АСР турбины в блоке.
где Фп — передаточная функция замкнутой АСР котла или ЯППУ по управляющему воздействию, равная Ф.
Полученным соотношениям соответствует приведенная на рис. 8.3, б структурная схема, получаемая преобразованием исходной схемы.