×
20.07.2014
216.012.e1ef

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗОГРЕВОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002523625
Дата охранного документа
20.07.2014
Аннотация: 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.
Основные результаты: 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.

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;

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.

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.

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.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗОГРЕВОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАЗОГРЕВОМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 171-180 of 259 items.
18.01.2019
№219.016.b124

Способ постоянного поэлементного дублирования в цифровых транзисторных микросхемах

Изобретение относится к способам поэлементного дублирования в нано- и микроцифровых транзисторных микросхемах, подвергающихся воздействию радиации. Технический результат: существенное повышение отказоустойчивости микросхем по сравнению со способом дублирования без использования четырехкратного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677359
Дата охранного документа: 16.01.2019
26.01.2019
№219.016.b451

Способ получения тетрафторида ксенона

Изобретение относится к технологии получения тетрафторида ксенона, используемого в медицине в качестве дезинфицирующего средства, в синтезе кислородных соединений ксенона. Для получения тетрафторида ксенона в предварительно вакуумированный реакционный сосуд из никеля или нержавеющей стали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678270
Дата охранного документа: 24.01.2019
15.02.2019
№219.016.ba88

Система энергоснабжения локальных потребителей

Изобретение относится к области создания и эксплуатации энергетических систем. Система энергоснабжения локальных потребителей состоит из генераторов на основе возобновляемых источников электроэнергии и генератора на основе невозобновляемого источника энергии, топливного элемента, управляющего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679685
Дата охранного документа: 12.02.2019
20.02.2019
№219.016.c221

Корпусной ядерный прямоточный реактор, охлаждаемый водой сверхкритического давления с перегревом пара, и способ его эксплуатации

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано при разработке легководных реакторов сверхкритического давления с перегревом пара. Способ эксплуатации реактора включает размещение ТВС в активной зоне, их использование в течение определенного времени, осуществление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002453936
Дата охранного документа: 20.06.2012
20.02.2019
№219.016.c25b

Блок термоэлектрических преобразователей со щелочным металлом

Изобретение предназначено для повышения эффективности работы термоэлектрического преобразователя со щелочным металлом (АМТЕС), преобразующим тепловую энергию непосредственно в электрическую энергию. Изобретение может быть использовано как в наземных, так и в космических условиях, как генератор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456699
Дата охранного документа: 20.07.2012
20.02.2019
№219.016.c25f

Термоэлектрический преобразователь со щелочным металлом

Изобретение предназначено для повышения эффективности работы термоэлектрического преобразователя со щелочным металлом (АМТЕС), преобразующим тепловую энергию непосредственно в электрическую энергию. Изобретение может быть использовано как в наземных, так и в космических условиях как генератор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456698
Дата охранного документа: 20.07.2012
20.02.2019
№219.016.c289

Способ определения объема радиоактивного грунта

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности реабилитации радиоактивно загрязненных территорий. Способ определения объема радиоактивного грунта заключается в определении границ радиоактивно загрязненной территории, построении триангуляционных моделей верхней и нижней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002459298
Дата охранного документа: 20.08.2012
20.02.2019
№219.016.c391

Способ получения радионуклида висмут-213

Изобретение относится к технологии получения радионуклидов для ядерной медицины, в частности для терапии онкологических заболеваний. Раствор, содержащий радионуклиды торий-229, торий-228 и дочерние продукты распада тория-229 и тория-228, барботируют газом, удаляя при этом один из дочерних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002430441
Дата охранного документа: 27.09.2011
20.02.2019
№219.016.c392

Способ получения радионуклида висмут-212

Изобретение относится к технологии получения радионуклидов для ядерной медицины, в частности для терапии онкологических заболеваний. Раствор, содержащий смесь радионуклидов торий-228 и торий-229, а также дочерние продукты распада этих радионуклидов, барботируют газом, удаляя при этом из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002430440
Дата охранного документа: 27.09.2011
20.02.2019
№219.016.c3a3

Термоэмиссионный преобразователь

Изобретение относится к термоэмиссионным преобразователям тепловой энергии в электрическую, они широко применяются в ядерных энергетических установках. Термоэмиссионный преобразователь содержит два изолированных электрода, находящихся в вакуумном объеме. Резервуар с рабочим телом - цезий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002449410
Дата охранного документа: 27.04.2012
Showing 141-150 of 150 items.
19.01.2018
№218.015.ff8f

Электролизер и каскад электролизеров

Изобретение относится к электролизеру, содержащему корпус с электролитом с размещенными в нем электролизной ячейкой с анодом, катодом и мембраной, разделяющей объем электролизной ячейки на анодное и катодное пространства, анодный контур циркуляции электролита, включающий емкость с электролитом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629561
Дата охранного документа: 30.08.2017
19.01.2018
№218.016.028f

Способ переработки углеродсодержащего сырья в реакторе с расплавом металла

Изобретение относится к технологии комплексной переработки различных видов углеводородсодержащего сырья в расплаве металлов с получением в качестве промежуточного продукта смеси водорода и монооксида углерода (синтез-газа). Способ заключается в процессе газификации, где получают поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630118
Дата охранного документа: 05.09.2017
19.01.2018
№218.016.0e65

Бланкет термоядерного реактора

Изобретение конструкции бланкета термоядерного реактора. Заявленный бланкет состоит из по крайней мере из одного вертикального металлического модуля, нижняя часть которого заполнена кипящим раствором сырьевого материала и соединена патрубком с устройством для извлечения из раствора целевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633373
Дата охранного документа: 12.10.2017
19.01.2018
№218.016.0ebe

Устройство крепления

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для крепления объектов. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности удержания объектов на штатных местах при приложении к ним сил без использования крепежных устройств в виде резьбовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633229
Дата охранного документа: 11.10.2017
20.01.2018
№218.016.0ee2

Структура полупроводник-на-изоляторе и способ ее изготовления

Изобретение относится к твердотельной электронике. Структура полупроводник-на-изоляторе содержит изолятор, расположенный на нем поверхностный слой полупроводника и сформированный в изоляторе имплантацией ионов легкого газа и последующего высокотемпературного отжига дефектный термостабильный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633437
Дата охранного документа: 12.10.2017
20.01.2018
№218.016.0f90

Устройство для измерения характеристик спектральных линий плазмы в реакторе-токамаке

Изобретение относится к устройству для измерения спектральных характеристик плазмы реактора-токамака. Устройство содержит измерительный объем с расположенными в нем катодами и анодом тлеющего разряда, размещенный в стенке вакуумной камеры реактора-токамака, соединенный диагностическим каналом с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633517
Дата охранного документа: 13.10.2017
20.01.2018
№218.016.0ffd

Бланкет термоядерного реактора с естественной циркуляцией

Изобретение относится к конструкции бланкета термоядерного реактора. В заявленном устройстве предусмотрено наличие по крайней мере одного вертикального металлического модуля с раствором сырьевого материала, соединенного патрубками, расположенными в верхней и нижней части, с контуром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633419
Дата охранного документа: 16.10.2017
13.02.2018
№218.016.264e

Тепловой узел установки для выращивания галоидных кристаллов методом горизонтальной направленной кристаллизации

Изобретение относится к области техники, связанной с выращиванием кристаллов из расплавов методом горизонтально направленной кристаллизации (ГНК), которые широко используются в качестве сцинтилляторов для детекторов ионизирующего излучения, лазерных кристаллов и элементов оптических приборов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643980
Дата охранного документа: 06.02.2018
17.02.2018
№218.016.2aa3

Устройство для стационарной генерации ионного пучка

Изобретение относится к области создания ионных источников, предназначенных для работы инжекторов быстрых атомов водорода в стационарном режиме (атомные пучки большой мощности - до 2 мегаватт), которые могут использоваться для нагрева плазмы в магнитных ловушках. Технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642852
Дата охранного документа: 29.01.2018
04.04.2018
№218.016.3482

Способ получения гранулированного биокатализатора на основе иммобилизованных клеток дрожжей для проведения реакции переэтерификации

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ получения гранулированного биокатализатора на основе иммобилизованных клеток дрожжей. Способ включает наращивание биомассы дрожжей Yarrowia lipolytica ВКПМ Y-3600, отделение биомассы, лиофильную сушку биомассы, приготовление суспензии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646104
Дата охранного документа: 01.03.2018
+ добавить свой РИД