超临界直流炉蒸汽发生器的建模与仿真分析

研究以某600MW机组超临界直流炉的蒸汽发生器为对象,从过程基本方程出发,建立单相及两相受热管动态特性的动力学方程.采用随体导数法建立了关于在亚临界及超临界工况的非线件分布参数动态数学模型.针对蒸汽发生器在两种典型工况下的动态特性进行了仿真研究,所得结果,对进一步研究超临界直流锅炉的安全运行中全工况动态仿真提供有意义的设计参考.     

高温堆用螺旋管超临界蒸汽发生器的仿真

螺旋管式超临界蒸汽发生器是高温气冷堆核电站超临界机组发展中的一个关键设备。为研究高温堆用超临界蒸汽发生器的动态特性,在分析模块式高温气冷堆示范电站(HTR-PM)所采用的蒸汽发生器结构的基础上,从设备的工作原理出发,以质量、能量、动量守恒定律为依据,建立了超临界蒸汽发生器的算法模型,并且在北京诺思维信公司研制的vPower仿真平台上进行了图形化建模分析。静态和动态分析的实验结果表明:所建立的螺旋管超临界蒸汽发生器的模型是正确和有效的,能够对进一步研究高温堆用超临界蒸汽发生器的全工况动态仿真提供有益的参考。     

直流锅炉蒸汽发生器的模块化建模与仿真

为简便、全面地研究直流锅炉蒸汽发生器的动态特性,采用了模块化和移动边界法相结合的方法,建立了直流锅炉蒸汽发生器的数学模型.建模过程中,将蒸汽发生器划分为水冷壁、汽水分离器两大模块,其中水冷壁分为三段,采用非线性集总参数移动边界法建立三个独立模块;汽水分离器采用集总参数法建立干式运行模块.在仿真模型的基础上进行动态仿真试验,试验结果与实际系统的动态特性相符,不仅成功解决了大扰动全工况仿真问题,而且使得二次建模过程更为简便.该模型的建立,为直流锅炉系统工程分析和大规模火电厂仿真机的开发打下了良好的基础.     

增量式函数观测器在超临界机组给水控制中的应用

超临界机组分离器出口蒸汽品质是超临界机组的一个非常重要的参数,它直接影响了机组的安全稳定性。因此对于它的控制也是超临界机组中非常重要的一个控制回路。而在超临界直流炉中一般用给水控制该参数。从直流炉本身的动态特性分析,并利用增量式函数观测器的理论,提出一种针对直流炉的给水控制方案,并在某600 MW超临界直流炉中得到了很好的应用。     

900MW超临界直流锅炉的数学模型与仿真研究

结合“上海外高桥电厂900MW锅炉机组”的具体特点,该文建立了一套整体式非线性固定边界的超临界直流锅炉蒸发器的仿真模型、炉膛的燃烧模型、启动分离器模型和过热蒸汽的仿真模型。分析了蒸发受热面传热系数的变化、燃烧器的结构对烟温的影响、炉膛辐射热量分配方案、以及分离器蒸汽干度、过热器蒸汽凝结的计算方法。通过实时仿真计算,以及对仿真模型的阶跃扰动测试,证实该模型的合理性,成功地解决了国内单机容量最大的火电机组900MW超临界直流锅炉的全工况实时仿真问题。     

钠冷快堆多模块蒸汽发生器的给水控制方法研究

模块化直流式蒸汽发生器是钠冷快堆的关键部件,位于二、三回路之间,对钠冷快堆的安全运行具有重要意义。在钠冷快堆设计中,布置了多组并联的蒸汽发生器,在相互并联的工质通道间,又存在着相变,可能会导致模块之间的相互干扰。因此,有必要为多模块蒸汽发生器设计合适的给水控制系统。建立了单个直流式蒸汽发生器的动态模型。基于守恒方程,利用可移动边界法建立蒸发器模型,使用固定边界的过热器模型,并基于动量守恒建立多模块蒸汽发生器的并联通道模型。建立了与给水系统相关的给水泵、调节阀和管道模型。根据对象特性和控制需求,设计了基于前馈反馈混合控制的环路给水控制系统,以及用于协调各支路平衡的支路给水调节系统。针对快堆实际运行中多种典型的对称和非对称工况进行闭环仿真试验,使钠温度能维持在设定范围内,证明了所设计的给水控制系统满足系统控制要求。该研究为多模块化钠冷快堆的工程实现提供了参考。     

模糊控制在直流蒸汽发生器中的应用

针对直流蒸汽发生器非线性、时变、结构参数变化范围比较大的特性,提出了模糊控制策略。本文介绍了模糊控制在直流控制器蒸汽压力控制中的应用。仿真结果表明,与常规串级控制相比,能更有效改善系统的动态性能。研究结果对直流蒸汽发生器进一步应用研究具有一定的参考价值。     

超临界直流锅炉水冷壁系统建模与仿真

水冷壁系统的特性对超临界直流锅炉安全、有效运行具有重要影响,为研究超临界直流锅炉水冷壁的性质,从基本的质量守恒、能量守恒、动量守恒等三大守恒方程出发,依据仿真对象的特点,建立其集总参数移动边界动态数学模型,并以建立起的模型对直流锅炉在亚临界和超临界状态下水冷壁各段长度、工质温度、压力和壁温等对各输入量变化的响应进行仿真。仿真结果通过分析得到合理解释,为超临界直流锅炉的设计和研究奠定一定的基础,同时对实际系统的运行起到指导意义。     

核电站蒸汽发生器水位控制器关键技术研究

阐述了当今世界各国核电站数字化仪表与控制(I&C)系统开发概况 ,并建立了一个既能保证精度、计算又较简单的U型管蒸汽发生器动态特性分析数学模型 ,研制了用于核电站蒸汽发生器稳定运行及变工况扰动情况下动态数值仿真的水位控制器分析程序 ,运用此程序对蒸汽发生器变工况进行了计算 ,所得结果与大亚湾核电站仿真机的计算结果符合较好 ,同时为核电站蒸汽发生器仪表与控制系统数字化开发提供了理论分析     

考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模及实现

该文根据蒸汽动力装置模拟器的研制需求,讨论了考虑汽蚀影响的给水泵仿真建模和实现方法。蒸汽动力装置中使用的给水泵动态特性变化很大,给水泵作为变转速泵的特性模拟在整个蒸汽动力装置热工水力特性模拟中占有非常重要的地位。由于给水泵性能受汽蚀影响很大,因此考虑汽蚀对给水泵性能的影响对于提高模拟器在正常工况和事故工况下的仿真精度有很大意义。该文构建的模型形式简单,计算精度高,覆盖的给水泵运行工况宽。该文提出的仿真模型和数值方法对于同类型泵的仿真建模和计算分析具有一定的参考价值。     

基于模糊-PID的汽轮机转速控制系统

船用核动力装置机动性要求较高,采用直流蒸发器的船用核动力装置,多参数问具有较强的耦合关系,各主要控制器之间应能相互协调。汽轮机转速如采用常规的PID调节不能较好地满足控制需求。本文设计了汽轮机转速模糊PID双模控制系统,并对蒸汽压力具有协调控制功能,利用模糊控制的快速动态响应和PID控制的稳态性能,来实现汽轮机转速快速跟踪、稳定控制的要求。仿真试验表明该控制系统响应时间和稳态精度都有明显改善。     

Intelligent coordinated controller design for a 600 MW supercritical boiler unit based on expanded-structure neural network inverse models

Under present widespread automatic generation control (AGC) centered on regional power grid, a large-capacity coal-fired supercritical (SC) power unit often operates under wide-range variable load conditions. Since a SC once-through boiler unit is represented by a typical multivariable system with large inertia and non-linear, slow time-variant and time-delay characteristics, it often makes the coordinated control quality deteriorate under wide-range loading conditions, and thus influences the unit load response speed and leads to heavy fluctuation of the main steam pressure. To improve the SC unit’s coordinated control quality with advanced intelligent control strategy, the neural-network (NN) based expanded-structure inverse system models of a 600 MW SC boiler unit were investigated. A feedforward neural network with time-delayed inputs and time-delayed output feedbacks was adopted to establish the inverse models for the load and the main steam pressure characteristics. Based on the model, a neural network inverse coordinated control scheme was designed and tested in a full-scope power plant simulator of the given SC power unit, which showed that the proposed coordinated control scheme can achieve better control results compared to the original PID coordinated control.     

热电偶测量锅炉烟气温度的动态补偿方法

针对电站锅炉烟气温度测量中存在的显示数据动态误差问题．通过分析测量系统的动态模型及其频率响应特性，提出了烟温测量数值补偿方案和计算模型。经测试，系统的整体响应特性得到加快，解决了该系统的动态测量问题。     

直流炉单相介质换热器建模与仿真

本文对火电厂直流炉单相介质换热器的集总参数模型的计算及建立过程做了详细论述。并在模型中增加了辐射换热系数及对数温压计算,使模型精度提高,刚度下降。仿真结果更加接近实际情况。     

基于模糊RBF神经网络控制器的锅炉汽包水位控制的实现

锅炉是典型的复杂热工系统。对蒸汽锅炉而言，维持汽包水位在一定的范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。本文介绍了一种锅炉汽包水位控制器，采用基干模糊RBF神经网络整定的PID控制方法。通过对阶跃输入信号作用下系统动态性能的仿真分析，表明该控制器具有较好的适应性，控制效果得到明显改善。