LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Енергетика → Автоматизоване управління технологічним процесом генерації вологої пари в енергоблоках з реакторами ВВЕР-1000


ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ




Беглов костянтин вячеславович


УДК 621.181. 6: 62-52



Автоматизоване управління технологічним процесом генерації вологої пари в енергоблоках з реакторами ВВЕР-1000





05.13. 07 – автоматизація технологічних процесів






Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук









Одеса-2004

Дисертацією є рукопис.


Робота виконана у Одеському національному політехнічному університеті Міністерства освіти і науки України.


Науковий керівник Доктор технічних наук, професор

Демченко Владислав Олексійович

Одеський національний політехнічний університет, професор кафедри Автоматизації теплоенергетичних процесів


Офіційні опоненти:

  • Доктор технічних наук, професор Дуель Михайло Олександрович, Харківський науково-дослідний інститут комплексної автоматизації, замісник директора з наукової роботі

  • Кандидат технічних наук, доцент Хобін Віктор Андрійович, Одеська національна академія харчових технологій, доцент кафедри автоматизації виробничих процесів


    Провідна установа: Науково – виробнича корпорація "Київський інститут автоматики"


    Захист відбудеться 22.04.2004 р. о 14 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д41.052.01 Одеського національного політехнічного університету за адресою: 65044, м. Одеса, проспект Шевченка, 1, ауд. 400-а


    З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Одеського національного політехнічного університету за адресою: 65044, м. Одеса, проспект Шевченка, 1.


    Автореферат розіслано 21.03.2004 р.


    Вчений секретар спеціалізованої

    вченої ради, професор Ямпольський Ю.С.

    Загальна характеристика роботи

    Актуальність теми. В Україні на чотирьох АЕС експлуатується 13 енергоблоків, що виробляють більш 45% електричної енергії. Характерними результатами можливих відмов обладнання АЕС є недовироблення електроенергії і економічні збитки. Тому надійна і безпечна робота ядерних енергетичних установок — це гарантія стабільності в економіці і соціальній сфері.

    Зростання вимог до надійності і ефективності АЕС диктує у кінцевому підсумку необхідність досягнення принципово нового якісного рівня експлуатації АЕС. В теперішній час на більшості АЕС України відбувається модернізація АСУ ТП і переведення її регуляторів з аналогового на цифровий комплекс технічних засобів. Це дозволить поширити функціональні можливості АСУ ТП, а саме, застосовувати нові алгоритми управління. Для рішення таких задач важливим є пошук нових каналів інформації про хід технологічних процесів в технологічних об'єктах управління АЕС і вдосконалення на цій основі систем регулювання технологічних процесів.

    Однім з технологічних параметрів, від якого залежить надійність і економічність роботи блока, є вологість пари, що подається на турбіну. Відомо, що вологість пари після парогенератора (ПГ) суттєво залежить від рівня води у ньому та витрати пари на турбіну.

    Рівень води в ПГ вимірюється гідростатичними рівнемірами. При цьому застосовуються рівнеміри двох типів. Рівнеміри з базою 1 м і двокамерними зрівняльними посудинами використовуються в системах контролю і автоматичного регулювання рівня води. Рівнеміри з базою біля 4 м і однокамерними зрівняльними посудинами використовуються в системах контролю і технологічного захисту ПГ по рівню води. Істотним недоліком штатних систем контролю рівня води є те, що при розрахунку рівнемірів обох типів вважається, що вода в ПГ не кипить і знаходиться на лінії насичення. Це приводить до того, що рівень води в ПГ вимірюється з мультиплікативною погрішністю, що залежить від навантаження ПГ. Слідством цього є те, що автоматичний регулятор підтримує завищений рівень води у порівнянні з нормованим, а систематична погрішність стабілізації рівня залежить від навантаження ПГ.

    Означені обставини приводять до того, що парогенератори генерують пару з вологістю вище нормованої. Це, в свою чергу, приводить до зниження потужності блоку і підвищеного зношення лопаточного апарату турбіни. Так, збільшення вологості перед турбіною на 1% вище номінального значення (0.5% перед турбіною) приводить до зниження економічності турбоагрегату на 0.13%, а також до зменшення потужності генератора на 0.75 – 1.5%. Крім того, практично на всіх АЕС України відсутні системи безперервного вимірювання вологості пари, що ускладнює означену ситуацію. І хоча на деяких АЕС, наприклад, Южно-Українській, є вологоміри, інформація, що одержується, використовується не достатньо ефективно.

    Сказане вище свідчить про необхідність впровадження і вдосконалення систем вимірювання вологості пари на енергоблоках і використання сигналу по вологості в системах регулювання рівня води в ПГ.

    Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Дослідження проводилися в рамках госпдоговора з ЮУАЕС №1222-47 "Оцінка дієздатності системи виміру вологості пари на блоці №2 конструкції НИЦ ВНИИАМТЕПЛОТЕХ" згідно з наказом №1 від 4.01.1998 р. по ЮУАЕС "Об итогах работы ПО "Южно-Украинская АЭС" в 1997 г. и основных задачах на 1998 г." Автор був співвиконавцем роботи.

    Мета та задачі дослідження. Об'єктом дослідження є система генерації пари двоконтурних АЕС. Предмет дослідження – система регулювання живлення ПГ з урахуванням нового каналу вимірювання вологості пари.

    Метою роботи є вдосконалення системи управління технологічними процесами генерації пари на АЕС для забезпечення безпеки експлуатації турбогенератору і підвищення економічності блока.

    При цьому вирішувалися наступні задачі:

    аналіз стану систем управління живленням парогенераторів АЕС;

    створення математичної моделі парогенеруючого тракту як об'єкта управління вологістю пари;

    експериментальна перевірка адекватності математичної моделі парогенеруючого тракту;

    синтез АСУ процесом генерації пари, яка забезпечує економічну і безпечну роботу ядерної енергетичної установки.

    Наукова новизна отриманих результатів. Розроблена комплексна математична модель системи генерації пари, що забезпечує одержання інформації по каналах "рівень в ПГ — вологість пари після ПГ", "вологість пари після ПГ — вологість пари перед турбіною" і "витрата пари — вологість пари перед турбіною". Вперше експериментально досліджений парогенеруючий тракт (ПГТ) як об'єкт регулювання вологості пари. Отримані нові дані про статичні та динамічні властивості об'єкту дослідження по означеним каналам. Запропонована нова структура АСР живлення ПГ з контролем вологості пари перед турбіною. Шляхом моделювання перевірена дієздатність запропонованої АСР рівня в ПГ.

    Практичне значення отриманих результатів. Модернізація системи регулювання дозволяє підвищити точність підтримання заданого значення вологості в статичних режимах роботи блока на всіх робочих навантаженнях. Математична модель ПГТ може бути використана при проектуванні нових систем управління для технологічних процесів генерації пари. Експериментальні дані — для розрахунку завдання регуляторів живлення ПГ. Результати дисертаційних досліджень прийняті до використання на блоках №1 і №2 ЮУ АЕС, а також можуть бути застосовані на інших блоках АЕС з ВВЕР.

    Особистий внесок здобувача. Особистий вклад автора в дисертаційну роботу полягає в побудові математичної моделі парогенеруючого тракту як об'єкту управління вологістю пари, уточненні експериментальної моделі процесів генерації вологої пари в парогенераторах ПГВ-1000, виведенню рівнянь, що описують статичні і динамічні характеристики паропроводу як елемента парогенеруючого тракту, зрівняльної посудини і дросельного вологоміра, обробці і узагальненні експериментальних даних, отриманих при випробуваннях системи вимірюв


  •