RU2523625C1 - Способ управления разогревом энергетической установки - Google Patents
Способ управления разогревом энергетической установки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523625C1 RU2523625C1 RU2013115049/07A RU2013115049A RU2523625C1 RU 2523625 C1 RU2523625 C1 RU 2523625C1 RU 2013115049/07 A RU2013115049/07 A RU 2013115049/07A RU 2013115049 A RU2013115049 A RU 2013115049A RU 2523625 C1 RU2523625 C1 RU 2523625C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- signal
- heating
- rate
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области управления энергетическими стационарными и транспортными установками электростанций и станций теплоснабжения с любым видом горючего, в том числе ядерного горючего, и может быть использовано в системах разогрева энергетических установок с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя. Формируют разность сигналов измеренной и заданной скорости изменения температуры теплоносителя, затем интегрируют эту разность сигналов и осуществляют управление регулятором разогрева по сумме сигнала управления по мощности и сигнала результата интегрирования. Дополнительно формируют характеристику отбираемой мощности, затем по этой характеристике задают сигнал, характеризующий отбираемую мощность. При формировании характеристики отбираемой мощности дополнительно учитывают величину и скорость изменения расхода используемой среды второго контура. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области управления энергетическими стационарными и транспортными установками электростанций и станций теплоснабжения с любым видом горючего, в том числе ядерного горючего, и может быть использовано в системах разогрева энергетических установок с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя.
Известны способы управления разогревом энергетической установки с заданной скоростью изменения температуры теплоносителя путем изменения мощности установки регулятором по сигналу управления, пропорционального разности измеренной и заданной температуры [Африкантов И.И. Судовые атомные паропроизводящие установки. Изд. «Судостроение», 1965. Стр. 239], а также по сигналу разности измеренной и заданной скорости изменения температуры теплоносителя [Африкантов И.И. Судовые атомные паропроизводящие установки. Изд. «Судостроение», 1965. Стр. 246].
Недостатком известных способов является слабая устойчивость при возникновении возмущений в системе регулирования по мощности установки, расходу питательной воды или циркуляции теплоносителя.
Наиболее близким по технической сущности является способ управления разогревом энергетической установки с заданной скоростью изменения температуры теплоносителя путем изменения мощности установки регулятором по сигналу управления, пропорционального разности сигналов измеренной и заданной мощности, при этом заданная мощность равна сумме сигнала, который равен величине расхода питательной воды, и сигнала заданной мощности разогрева, обеспечивающей заданную скорость разогрева, формируют разность сигналов измеренной и заданной скорости изменения температуры теплоносителя, интегрируют ее и осуществляют управление регулятором разогрева по сумме сигнала управления по разности сигналов мощностей с сигналом результата интегрирования [Патент на изобретение №2190266 РФ. Способ управления разогревом энергетической установки] (Прототип).
Недостатком известного способа является ухудшение качества переходного процесса при изменении расхода питательной воды до образования перегретого пара в установке. Ухудшение качества переходного процесса объясняется следующим. Разогрев установки происходит, когда мощность установки превышает отбираемую мощность. Скорость изменения температуры теплоносителя пропорциональна разности между мощностью установки и отбираемой мощностью. В энергетической установке с перегретым паром отбираемая мощность (с учетом тепловых потерь) определяется расходом питательной воды. Но в процессе разогрева установки пар становится перегретым только при температуре свыше 200°C (точнее 201.4°C при давлении 1.6 МПа), до этого пар начиная со 100°C находится на линии насыщения. Теплоотдача жидкости к насыщенному пару выше, чем к ненасыщенному. Соответственно, пока пар находится на линии насыщения, отбираемая мощность будет ниже значения, определяемого расходом питательной воды. Следовательно, при одном и том же расходе питательной воды, в зависимости от фазового состояния теплоносителя второго контура, отбираемая мощность будет различаться. Пока пар не станет перегретым, отбираемая мощность будет ниже заданного уровня, что приведет к увеличению скорости разогрева. В результате чего при изменении расхода питательной воды до перегрева пара выше линии насыщения увеличивается перерегулирование и время перерегулирования по мощности установки, скорости изменения температуры и перемещению рабочего органа регулятора. Это снижает безопасность и ресурс установки.
Задачей изобретения является повышение качества переходного процесса, безопасности и ресурса установки.
Поставленная задача и получаемый технический результат реализуются предложенной совокупностью существенных признаков.
Способ управления разогревом энергетической установки с заданной скоростью изменения температуры теплоносителя путем изменения мощности установки регулятором по сигналу управления, пропорционального разности сигналов измеренной мощности и заданной мощности, состоящий в том, что формируют разность сигналов измеренной и заданной скорости изменения температуры теплоносителя, затем интегрируют эту разность сигналов и осуществляют управление регулятором разогрева по сумме сигнала управления по мощности и сигнала результата интегрирования, причем дополнительно формируют характеристику отбираемой мощности, затем по этой характеристике задают сигнал, характеризующий отбираемую мощность, при формировании характеристики отбираемой мощности дополнительно учитывают величину и скорость изменения расхода используемой среды второго контура.
Предложенное решение поясняют иллюстративные материалы, где:
Фиг.1 - схемное решение примера реализации предлагаемого способа;
Фиг.2 - результат математического моделирования переходных процессов разогрева по способу прототипа (кривая 1 - алгоритм с интегратором, где заданная мощность равна сумме сигнала, который равен величине расхода питательной воды, и сигнала заданной мощности разогрева) и предлагаемого способа (кривая 2 - алгоритм с интегратором, где заданная мощность равна сумме сигнала фактически отбираемой мощности и сигнала заданной мощности разогрева).
На фигурах позициями обозначены используемые элементы и воздействующие факторы.
1 - регулятор;
2, 3, 5 и 6 - алгебраические сумматоры;
4 - интегратор;
7 - K1Nи - сигнал измеренной мощности;
8 - K1Nу - сигнал, характеризующий отбираемую мощность;
9 - K1Nур - сигнал заданной мощности разогрева;
10 - Δу - сигнал управления;
16 - Δс - сигнал на входе интегратора 4 ( равный разности между заданной
и измеренной
скоростью разогрева);
17 - Δи - сигнал результата интегрирования ( сигнал коррекции уровня мощности установки по скорости разогрева);
18 - формирователь характеристики задатчика отбираемой мощности;
19 - сигнал расхода питательной воды.
На представленных на фиг.2 трех графиках в осях: мощность - время (а), скорость разогрева - время (б), температура на выходе из активной зоны - время (в):
Кривая 1 - характеризует процессы в прототипе (алгоритм с интегратором, где заданная мощность равна сумме сигнала, который равен величине расхода питательной воды, и сигнала заданной мощности разогрева).
Кривая 2 - характеризует процессы в предлагаемом способе (алгоритм с интегратором, где заданная мощность равна сумме сигнала фактически отбираемой мощности и сигнала заданной мощности разогрева).
Пример реализации предлагаемого способа управлением разогревом энергетической установки показан на фиг.1 с пояснениями в описании, где использованы следующие обозначения:
1 - регулятор, 2, 3, 5 и 6 - алгебраические сумматоры; 4 - интегратор; 7 - K1Nи - сигнал измеренной мощности; 8 - K1Ny - сигнал отбираемой мощности; 9 - K1Nур - сигнал заданной мощности разогрева; 10 - Δу - сигнал управления; 11 -
- сигнал измеренной температуры; 12 -
- сигнал заданной температуры остановки разогрева; 13 -
- сигнал остановки разогрева по температуре
; 14 -
- сигнал скорости изменения измеренной температуры; 15 -
- сигнал заданной скорости изменения температуры; 16 - Δс - сигнал на входе интегратора 4 ( равный разности между заданной и измеренной скоростью разогрева); 17 - Δи - сигнал результата интегрирования ( сигнал коррекции уровня мощности установки по скорости разогрева); 18 - формирователь характеристики задатчика отбираемой мощности; 19 - сигнал расхода питательной воды.
Разогрев по предлагаемому способу производится следующим образом.
Перед началом процесса разогрева устанавливаются: заданная скорость разогрева, скорость изменения температуры
(15). Формирователь характеристики задатчика отбираемой мощности (18) преобразует сигнал расхода питательной воды (19) в сигнал отбираемой мощности (8). Сигнал заданной мощности на выходе алгебраического сумматора (6), равный сумме сигналов отбираемой мощности K1Nу (8) и заданной мощности разогрева K1Nур (9), устанавливающей заданную скорость изменения температуры
(15), подается на вход алгебраического сумматора 5, с выхода которого сигнал управления Δу=K1Nу+K1Nур-K1Nи (10) поступает на вход автоматического регулятора 1. Под воздействием регулятора 1 в энергетической установке увеличивается мощность. Когда сигнал измеренной мощности K1Nи (7) станет равным заданному значению K1Nу+K1Nур, сигнал управления будет равен нулю, Δу=0. Это приведет к разогреву теплоносителя со скоростью изменения температуры, соответствующей установленной в энергетической установке мощности. Если скорость разогрева теплоносителя не будет равна заданной, это будет означать, что поступающий на вход алгебраического сумматора 3 сигнал измеренной скорости изменения температуры
(14) не будет равен сигналу заданной скорости изменения температуры
(15). В этом случае разность этих сигналов Δс (16) поступит на вход интегратора 4, с выхода которого сигнал результата интегрирования Δи (17) поступит на вход алгебраического сумматора 5. Если скорость увеличения температуры
(14) меньше заданной
(15), то сигнал Δи (17) на выходе интегратора 4 будет иметь такой же знак, как у сигнала заданной мощности разогрева. В результате чего сигнал управления Δу (10), поступающий на вход регулятора 1, станет равен алгебраической сумме сигналов K1Nу (8), K1Nур (9), K1Nи (7) и Δи (17). Под воздействием регулятора мощность установки будет увеличиваться до момента, когда сигнал управления Δу (10) станет равным нулю, а сигнал результата интегрирования Δи=const. Наступит установившийся режим регулирования заданной скорости разогрева. При этом сигнал измеренной мощности, K1Nи (7), будет равен сумме сигналов K1Nу+K1Nур и сигнала результата интегрирования, Δи (17), то есть K1Nи=K1Nу+K1Nур+Δи. В энергетической установке установится значение генерируемой мощности, превышение которой над отбираемой мощностью обеспечивает заданную скорость изменения температуры
(15).
Если скорость увеличения температуры
(14) окажется меньше заданной
(15), тогда по сравнению с первым случаем поступающий на вход интегратора 4 сигнал Δс (16) изменит свой знак. Соответственно изменит свой знак сигнал Δи на выходе интегратора 4 и будет противоположен знаку сигнала заданной мощности разогрева K1Nур (9). Регулятор 1 будет уменьшать мощность установки до наступления равенств: Δу=0, K1Nи=K1Nу+K1Nур-Δи, Δи=const,
. Интегратор 4 позволяет установить скорость изменения температуры равной заданному значению путем изменения, коррекции мощности установки.
Синхронизация отбора и генерации мощности в установке позволяет уменьшить величину и время перерегулирования по измеренной мощности, скорости изменения температуры и перемещению рабочего органа регулятора, повышает устойчивость процесса регулирования, уменьшает значения термических напряжений в конструкциях энергоустановки в течение всего процесса разогрева. В результате повышается безопасность и ресурс установки.
На фиг.2 на трех графиках в осях: мощность - время (а), скорость разогрева - время (б), температура на выходе из активной зоны - время (в), показан результат математического моделирования переходных процессов разогрева по способу прототипа, кривая 1, и предлагаемого способа, кривая 2, где заданная мощность равна сумме сигнала фактически отбираемой мощности и сигнала заданной мощности разогрева. Величины и время изменения измеренной мощности N, температуры t° и скорости ее изменения dt°/dt в предлагаемом способе меньше, чем в прототипе.
Claims (1)
- Способ управления разогревом энергетической установки с заданной скоростью изменения температуры теплоносителя путем изменения мощности установки регулятором по сигналу управления, пропорционального разности сигналов измеренной мощности и заданной мощности, состоящий в том, что формируют разность сигналов измеренной и заданной скорости изменения температуры теплоносителя, затем интегрируют эту разность сигналов и осуществляют управление регулятором разогрева по сумме сигнала управления по мощности и сигнала результата интегрирования, отличающийся тем, что дополнительно формируют характеристику отбираемой мощности, затем по этой характеристике задают сигнал, характеризующий отбираемую мощность, при формировании характеристики отбираемой мощности дополнительно учитывают величину и скорость изменения расхода используемой среды второго контура.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013115049/07A RU2523625C1 (ru) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | Способ управления разогревом энергетической установки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013115049/07A RU2523625C1 (ru) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | Способ управления разогревом энергетической установки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2523625C1 true RU2523625C1 (ru) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013115049/07A RU2523625C1 (ru) | 2013-04-04 | 2013-04-04 | Способ управления разогревом энергетической установки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2523625C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4326917A (en) * | 1979-10-02 | 1982-04-27 | The Babcock & Wilcox Company | Method of nuclear reactor control using a variable temperature load dependent set point |
RU2068204C1 (ru) * | 1993-05-28 | 1996-10-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "БИНИС" | Способ управления разогревом реактора |
RU2190266C2 (ru) * | 2000-07-03 | 2002-09-27 | Юркевич Геннадий Петрович | Способ управления разогревом энергетической установки |
US6674826B1 (en) * | 2002-09-23 | 2004-01-06 | Westinghouse Electric Company Llc | Method of operating a nuclear power plant at multiple power levels |
US20110200155A1 (en) * | 2006-02-28 | 2011-08-18 | Atsushi Fushimi | Nuclear Reactor System and Nuclear Reactor Control Method |
-
2013
- 2013-04-04 RU RU2013115049/07A patent/RU2523625C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4326917A (en) * | 1979-10-02 | 1982-04-27 | The Babcock & Wilcox Company | Method of nuclear reactor control using a variable temperature load dependent set point |
RU2068204C1 (ru) * | 1993-05-28 | 1996-10-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "БИНИС" | Способ управления разогревом реактора |
RU2190266C2 (ru) * | 2000-07-03 | 2002-09-27 | Юркевич Геннадий Петрович | Способ управления разогревом энергетической установки |
US6674826B1 (en) * | 2002-09-23 | 2004-01-06 | Westinghouse Electric Company Llc | Method of operating a nuclear power plant at multiple power levels |
US20110200155A1 (en) * | 2006-02-28 | 2011-08-18 | Atsushi Fushimi | Nuclear Reactor System and Nuclear Reactor Control Method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2660511A1 (en) | Condensate flow rate control device for power-plant, and control method | |
CN104089270B (zh) | 一种发电机组锅炉负荷控制优化调整试验方法 | |
CN106919053A (zh) | 一种基于变结构预测控制算法的火电机组协调控制系统 | |
CN104236109A (zh) | 恒温燃气热水器的控制方法及控制装置 | |
CN108227500A (zh) | 一种火电机组快速调峰的协调控制方法及系统 | |
CA2943023C (en) | Feedforward control with intermittent re-initialization based on estimated state information | |
CN103216282B (zh) | 基于背压连续可调的火电机组负荷控制系统与方法 | |
CN104714526B (zh) | 基于凝结水节流调节预估的负荷控制系统及方法 | |
Long et al. | An experiment-based model of condensate throttling and its utilization in load control of 1000 MW power units | |
RU2014106649A (ru) | Способ обеспечения частотной характеристики парогазовой электростанции | |
RU2523625C1 (ru) | Способ управления разогревом энергетической установки | |
Chen et al. | The research on boiler drum water level control system based on self-adaptive fuzzy-PID | |
CN104019443B (zh) | 二次再热机组及其再热蒸汽温度异步控制方法 | |
JP2017036721A5 (ru) | ||
Elaydi et al. | Optimal controller for single area load frequency control via lqr and legendre wavelet function | |
CN102786135B (zh) | 除盐水加氨多输入自学习控制系统 | |
CN108150995A (zh) | 一种降低热量损失的分布式能源热电联产控制系统和方法 | |
RU2604095C1 (ru) | Способ управления теплосиловой установкой и устройство для его реализации | |
CN104864490A (zh) | 智能位式控制方法 | |
WO2015028366A3 (de) | Betriebsverfahren für einen extern beheizten zwangdurchlaufdampferzeuger | |
CN107723652A (zh) | 一种稳压气体氮化自动控制方法 | |
Suryabrata et al. | Pressurizer simulator | |
CN207936047U (zh) | 外置蒸汽冷却器回热系统的控制装置 | |
TW201614138A (en) | Controlling apparatus and starting method | |
Guo et al. | Research of pressurizer water level control system based on fuzzy-PID control |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210405 |