Автоматизированные системы управления атомных электростанций 2

• Название: Автоматизированные системы управления атомных электростанций 2
• Анкор: Ekzamen_I_Kollokvium.docx
• Дата: 06.03.2018
• Размер: 1.06 Mb.
• Имя файла: Ekzamen_I_Kollokvium.docx
• Тип: Документы; #16306
• страница: 40 из 40

30. Система регулирования уровня в парогенераторе.

ёСистема регулирования уровня в парогенераторе h_б атомного энергоблока строится по тому же принципу, что и система регулирования в барабане котла (см. рис. 1.17).






Рис. 1.17

Система регулирования уровня в барабане котла. Применяемая в настоящее время схема регулирования уровня в барабанах котлов приведена на рис. 1 17, а. На вход регулятора уровня РУ подается взвешенная сумма (значения весовых коэффициентов устанавливаются в БФ и KB) сигналов, определяющих текущие значения уровня в барабане h_б (0 (основной регулируемой величины), расхода питательной воды G_n._B (г) (вспомогательной переменной состояния) и расхода перегретого пара из котла G_n._n(t) (возмущающего воздействия). Таким образом, информационная структура (рис. 1:17, б) рассмотренной системы регулирования сочетает в себе структуру системы регулирования со вспомогательной переменной состояния (см. рис. 1.6, б) и системы с компенсацией возмущения (см. рис. 1.5). Назначение сигнала от вспомогательной переменной состояния здесь состоит в устранении влияния на уровень в барабане возмущений, идущих со стороны питательного клапана (самопроизвольного изменения расхода питательной воды, обусловленного изменением давления воды в питательной магистрали), назначение сигнала от возмущения — устранить влияние на уровень изменения паровой нагрузки котла.

Для того, чтобы система работала без остаточной неравномерности, весовые коэффициенты БФ и KBподбираются таким образом, чтобы в установившихся режимах, когда G_nB = G_n._n, их сигналы взаимно компенсировались.

Необходимость применения сравнительно сложной системы регулирования для такого, казалось бы, очень простого объекта, как барабан котла (ведь подобные функции выполнял уже регулятор Ползунова, показанный на рис. 1.8), обусловлена наличием в современных котлах высокого давления своеобразного эффекта «вскипания» уровня. Сущность этого явления состоит в следующем.

Пусть в какой-то момент времени регулятор турбины открывает клапан подвода пара к турбине, увеличивая расход перегретого пара из котла G_u,_n. Это должно было бы привести к падению уровня воды в барабане котла, однако в действительности сначала уровень быстро возрастает («вскипает») и лишь спустя некоторое время начинает меняться в «правильном» направлении (уменьшаться). Объясняется это тем, что в экранных трубах и барабанах котлов высокого давления находится не вода, а пароводяная смесь, объем которой зависит от давления. Увеличение открытия клапана турбины приводит к немедленному падению давления над поверхностью испарения в барабане, объем пароводяной смеси увеличивается, что проявляется во временном увеличении уровня. Аналогичное явление, но в другом направлении происходит при уменьшении степени открытия клапана турбины.

31. Способы регулирования давления пара перед турбиной.

Регулирование давления пара осуществляется путем:

изменения расхода пара на турбину;

изменения генерации пара;

сброса пара в конденсаторы и другие сбросные устройства.

Первый способ регулирования может быть применен только при работе турбины на мощную энергосистему (частота которой практически не зависит от мощности, вырабатываемой данной турбиной) и осуществляется путем воздействия регулятора давления на синхронизатор турбины.

Действительно, если, например, увеличивается частота сети, регулятор частоты вращения турбины прикрывает регулирующие клапаны, вызывая тем самым уменьшение расхода пара на турбину и ее мощности. Отсутствие баланса между генерацией пара и его потреблением приведет к увеличению давления пара перед турбиной, что заставит регулятор давления перемещать синхронизатор турбины в сторону, соответствующую открытию клапанов, возвращая расход пара и мощность турбины к прежнему значению, но уже при новой частоте. С другой стороны, например, при увеличении мощности реактора, а следовательно, и генерации пара будет происходить повышение давления, и регулятор давления будет с помощью синхронизатора открывать клапаны турбины при той же частоте системы.

Схема с воздействием регулятора давления на синхронизатор турбины применяется на станциях, работающих как в базисном так и в регулирующем режимах. В последнем случае задание регулятору мощности реактора должно меняться, в зависимости от частоты сети и требуемой мощности блока.

Другим способом поддержания давления, применимым только в регулирующем режиме работы блока, является воздействие регулятора давления на задатчик мощности (или непосредственно на регулирующие органы) реактора. В этом случае изменение частоты сети и связанное с ним перемещение регулирующих клапанов также приводят к изменению давления, но регулятор меняет не потребление, а генерацию пара, приводя ее к новому значению, требуемому турбиной.

Регулирование давления путем сброса пара в специальные пароприемные устройства является наиболее быстродействующим способом и широко применяется на АЭС в аварийных ситуациях (срабатывание стопорных клапанов одной из турбин, отключение турбогенераторов блока от сети). Обычно предусматривается несколько устройств, принимающих пар в этих режимах (конденсаторы турбин, технологические конденсаторы, барботеры), кроме того, возможен сброс пара в атмосферу. Нормально клапаны, управляющие сбросом пара, закрыты и открываются либо при появлении сигнала об аварийной ситуации, либо при повышении давления перед турбиной. С помощью этого метода можно отрабатывать возмущения, связанные лишь со снижением потребления пара. Для отработки возмущений, связанных с увеличением потребления пара при постоянной мощности реактора, необходимо иметь постоянный сброс пара, уменьшая который можно добиться быстрого увеличения мощности турбины. Из-за своей очевидной неэкономичности этот способ не нашел широкого применения на АЭС и может быть рекомендован лишь в исключительных случаях, например если в связи с необходимостью регулирования частоты системы к мобильности АЭС предъявляются дополнительные требования, превосходящие возможности реактора.

Одним из способов построения системы регулирования давления сбросом пара является установка нескольких астатических регуляторов, каждый из которых управляет своим клапаном, изменяющим сброс в одно из пароприемных устройств. Заданное значение давления этих регуляторов должно быть выше значения, поддерживаемого основным регулятором, с тем, чтобы при нормальной работе клапаны сброса были бы закрыты. Если существует несколько устройств, которые должны включаться в определенной последовательности, уставки управляющих ими регуляторов различаются (регуляторы, включающиеся раньше, имеют более низкое заданное значение давления). Разность между уставками должна быть такой, чтобы их последовательность сохранялась при возможных погрешностях датчиков и регуляторов (1,5— 3,0 кгс/см²). При большом уменьшении нагрузки сначала будет работать основной регулятор; в случае, если повышение давления достигнет уставки первого регулятора сброса (например, в конденсатор турбины), он включится в работу. Дальнейшее повышение давления вызовет срабатывание второго регулятора сброса (например, в барботер). Если не считать начального периода, сброс пара через клапан второго регулятора будет происходить только в том случае, если полностью открытый клапан первого регулятора не может пропустить всего необходимого расхода. Недостатками такой схемы могут считаться относительно высокая уставка срабатывания последующих регуляторов и некоторая задержка в открытии сбросных клапанов, так как они начинают открываться только после того, как давление поднимается на значительную величину спустя некоторое время после сброса нагрузки.

Цифровые регуляторы, входящие в состав СЦАР, обеспечивают поддержание регулируемых параметров в заданных пределах и с заданной степенью точности (в соответствии с техническими требованиями к алгоритмическому обеспечению СЦАР) с учетом сложной обратной связи регуляторов, в состав которой входят влияющие на объект регулирования другие технологические параметры, не являющиеся регулируемыми.

Объектами регулирования СЦАР являются технологические системы, оборудование в объеме машзала турбоустановки К-1000-60/1500-2.

К таким объектам относятся:

- собственно турбоустановка (ЭГСР - регулирование частоты вращения и мощности турбоустановки, СЦАР давления пара в концевых уплотнениях ЦВД и ЦНД);

- паропроводы свежего пара (СЦАР предтолчкового прогрева паропроводов и СРК - регулирование скорости прогрева металла трубопроводов свежего пара и СРК турбоустановки);

- сепараторы - пароперегреватели (СЦАР прогрева СПП - регулирование скорости прогрева металла СПП, давления греющего пара на вторую ступень СПП, температуры пара в ресиверах за СПП);

- оборудование БРУ-К (СЦАР давления пара в ГПК - регулирование давления пара в ГПК при пуске и останове энергоблока, программное изменение давление пара в ГПК при разогреве и расхолаживании энергоблока, предотвращение повышения давления пара в ГПК за допустимые пределы при сбросах нагрузки турбины);

- система паропроводов собственных нужд (СЦАР давления пара в КСН и питания ТПН, СЦАР давления пара в деаэраторах турбины);

- тракт основного конденсата (регулирование уровня конденсата в конденсаторах турбины, регулирование уровней конденсата в деаэраторных баках, регулирование давления конденсата на напоре КЭН 2-ой ступени);

- турбопитательные насосы (СЦАР разворота, частоты вращения, производительности и максимального расхода ТПН);

- система питательной воды (СЦАР уровней ПВ в парогенераторах);

- подогреватели высокого давления (СЦАР прогрева и уровней КГП в ПВД);

- подогреватели низкого давления (СЦАР уровней КГП в ПНД-1,3,4);

- конденсатосборники СПП (СЦАР уровней КГП в конденсатосборниках первой и второй ступеней СПП);

- сепаратосборники СПП (СЦАР уровней сепарата в сепаратосборниках СПП).