2.3 ОСНОВНЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ ВЕЛИЧИНЫ ЭНЕРГОБЛОКА
Рис. 2.4 Упрощенная технологическая схема блока с реактором ВВЭР и ее основные управляемые и управляющие переменные
Как указывалось в гл. 1, сущность управления заключается в получении информации об управляемых величинах, переработке этой информации и передаче на объект управляющих воздействий, т. е. изменений управляющих величин с помощью исполнительных органов. Принципы выбора управляемых и управляющих величин рассмотрим на примере ЯЭУ с водоводяным энергетическим реактором (ВВЭР). В гл. 9 рассмотрены управляемые и управляющие величины блоков других типов.
Упрощенная технологическая схема энергоблока с реактором ВВЭР показана на рис. 2.4. Данная схема является двухконтурной, так как охлаждение реактора производится контуром теплоносителя (первый контур), отделенным от контура рабочего тела (пара), поступающего на турбину Источником тепловой энергии блока является активная зона 1 реактора 3, через которую с помощью главных циркуляционных насосов (ГЦН) 2 прокачивается теплоноситель первого контура с расходом Z)p. В различных вариантах технологических схем имеется несколько (2—6) трубопроводов (петель), на рис. 2.4 условно показана одна петля. Пройдя через активную зону, теплоноситель нагревается и подается в парогенератор 4. В парогенераторе теплоноситель отдает свою теплоту рабочему телу (воде) второго контура и возвращается в ГЦН. Полученный в парогенераторе пар второго контура с расходом поступает в турбину 5, вращающую генератор 6, который вырабатывает электроэнергию. Отработавший в турбине пар конденсируется в конденсаторе 7. Конденсат конденсатными насосами 8 через регенеративные подогреватели низкого давления: 9 подается в деаэратор 10. Очищенная от газов в деаэраторе питательная вода с расходом Dпв питательными насосами 11 через регенеративные подогреватели высокого давления 12 подается в парогенератор, замыкая таким образом цикл.
Для нормального функционирования рассмотренной сложной технологической схемы необходимо, чтобы все основные управляемые параметры (давления, расходы, уровни ит. д) лежали в заданных технологических пределах.
Как уже отмечалось в § 2 2, одной из основных задач АСУ ТП является поддержание соответствия между мощностью реактора и турбины (турбин). В наиболее распространенных вариантах систем управления в качестве сигнала несоответствия мощностей (регулируемой величины) выбирается давление Р пара перед турбиной; поддержание давления осуществляется путем изменения мощности реактора перемещением исполнительных органов 13 системы управления и защиты реактора. Для улучшения динамических характеристик процесса управления используется также и сигнал нейтронного потока в реакторе Ф. Сигналом несоответствия производимой и требуемой для энергосистемы мощности служит частота сети f или частота вращения турбогенератора п. Регулятор, поддерживающий эти величины, действует на регулирующие клапаны 14 турбины, меняя расход пара Dn
Ряд величин не влияет непосредственно на выработку электроэнергии, однако отклонение их от заданных значений может вызвать аварийную ситуацию. Одной из таких величин является уровень Я в парогенераторах, который регулируется расходом питательной воды Dnв путем изменения положения регулирующего клапана 15. Также необходимо поддержание уровня конденсата в регенеративных подогревателях (что осуществляется изменением величины слива конденсата через клапаны 16), уровня в конденсаторе турбины (изменением расхода откачиваемого конденсата Dkt) и уровня в деаэраторе (изменением подачи химически очищенной воды Dx.о.в). Для правильного протекания деаэрации давление в деаэраторе регулируется подачей пара через регулирующий клапан 17. Для поддержания давления и массы теплоносителя первого контура имеется специальное устройство — компенсатор объема (КО) 18, представляющий собой сосуд, сообщающийся с первым контуром по воде, в котором за счет теплоты электронагревателя 19 над уровнем воды постоянно поддерживается паровая подушка. Давление в КО регулируется изменением мощности электронагревателя, а при резких повышениях давления включаются клапаны впрыска холодной воды 20 или сброса 21. Сигналом уменьшения массы воды в первом контуре является снижение уровня в КО, который восстанавливается подачей ПОДПИТОЧНОЙ ВОДЫ насосом 22. Существуют также управляющие устройства, работающие только в аварийных или пусковых режимах, например поддерживающие давление пара перед турбиной путем сброса пара Dbw в конденсатор турбины или в специальные конденсаторы через редукционно-охладительные установки 23.
Как следует из рассмотренной схемы, управляемые величины выбираются на основании технологических требований. При выборе управляющих величин исходят из физической сущности протекающих процессов, т е. управляемая величина должна достаточно сильно меняться при изменении управляющей. Кроме того, следует учитывать возможность технической реализации воздействия на величину, выбираемую в качестве управляющей, а также скорость передачи воздействия от управляющей к управляемой величине, так как при медленной передаче воздействия обычно трудно получить требуемое качество управления.
Рис 2 5 Виды динамических погрешностей при линейном нарастании измеряемой величины
а — погрешность, вызванная инерционностью измерительных каналов, б — погрешность, вызванная цикличностью опроса величин, измеряемая величина,---------------------------- измеренное значение
