Министерство образования и науки Российской Федерации

______________

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

__________________________________________________________

Приоритетный национальный проект “Образование”

Национальный исследовательский университет

Е.А.Головач

Автоматическое управление теплоэнергетическими установками

АЭС и ТЭС

Санкт – Петербург

Издательство Политехнического Университета

2012

УДК 62-52(075.8)

ББК 32.816я73

Т 41

Рецензенты:

Головач. Е.А. Автоматическое управление теплоэнергетическими установками

АЭС и ТЭС: учеб. пособие/ Е.А. Головач. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012

Учебное пособие «Автоматическое управление теплоэнергетическими установками АЭС и ТЭС» соответствует одноименной дисциплине, изучаемой студентами по направлению «Ядерная энергетика и теплофизика».

Оно написано в форме письменных лекций.

Цель лекций – дать необходимые знания по автоматическом управлению действующими и перспективными АЭС и ТЭС будущим специалистам и магистрам.

Пособие системно отражает общие принципы и особенности автоматического управления теплоэнергетическими установками АЭС и ТЭС – котлами, турбинами, парогенерирующим оборудованием АЭС и энергоблоками АЭС и ТЭС в целом.

Теоретическая основа предмета была изложена в предшествующей дисциплине «Теория автоматического управления».

Общие принципы и особенности работы энергоустановок как объектов управления в различных режимах были изложены в предшествующей дисциплине по режимам работы тепловых и атомных установок с позиции надежности, экономичности и маневренности. В настоящем курсе эти режимы рассматриваются с позиции автоматического или автоматизированного управления ими, например, режимы работы при поддержании постоянного или скользящего давления перед регулирующими клапанами цилиндра высокого давления турбины.

Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям в области теплоэнергетики. Пособие может быть полезным для студентов, изучающих электрические станции, сети и системы.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

© Головач. Е.А., 2012

© Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет, 2012

ISBN 978-5-7422-1845-6

Оглавление

Основные условные обозначения

Введение

1. Автоматизация и автоматизированные системы управления технологическими процессами

1.1. Виды автоматизации.

1.2. Функциональная структура автоматизированных систем управления технологическими процессами.

2. Структура промышленных регуляторов

2.1. Типовая структура автоматических систем регулирования и характеристики ее основных элементов.

2.2. Промышленные регуляторы.

3. Автоматическое управление энергоблоками тэс и аэс

3.1. Классификация режимов работы, протекающих под воздействием систем управления.

3.2. Способы регулирования основных параметров энергоблоков.

3.3. Энергосистема и ее режимы работы.

3.4. Автоматические режимы работы энергоблоков в энергосистеме.

3.5. Автоматический режим внезапного сброса нагрузки с отключением генератора от сети.

3.6. Автоматические системы регулирования энергоблоков ТЭС и АЭС, работающих при постоянном давлении перед клапанами турбин.

3.7. Автоматическая система регулирования энергоблоков ТЭС, работающих при скользящем давлении перед клапанами турбин.

3.8. Автоматическое управление пусками и остановами энергоблоков.

4. Автоматическое управление котлами

4.1. Автоматические системы регулирования, подобные по структуре для барабанных и прямоточных котлов.

4.2. Автоматические системы регулирования барабанных котлов.

4.3. Автоматические системы регулирования прямоточных котлов.

5. Автоматическое управлениепарогенерирующим оборудованием аэс

5.1. Парогенераторы как объекты регулирования.

5.2. Программы регулирования энергоблоков АЭС.

5.3. Автоматические системы регулирования энергоблоков с реакторами ВВЭР и РБМК.

Библиографический список

Предметный указатель

Основные условные обозначения*

Параметры

G – расход,

F – площадь,

H – уровень жидкости, граница агрегатного состояния,

N – мощность,

P– давление,

р – оператор передаточной фунцкции,

Х – параметр регулирования,

К – коэффициент,

m – перемещение регулирующего органа,

Т – постоянная времени,

t – температура, время,

 – частота вращения: ротора турбины, электрической сети,

∆ – рассогласование.

Индексы при параметрах

аб – автомат безопасности,

брук – быстродействующее редукционно-охладительное устройство сброса пара в конденсатор,

бс – барабан-сепаратор

в - вода,

возд – воздух,

втор – вторичное (регулирование),

вх – входной (сигнал),

вых – выходной (сигнал),

г – генератор, газы,

зад – задание (регулятору),

и – интегральный (закон регулирования),

к – котел,

*) К основным относятся обозначения, встречающиеся более чем в одном параграфе.

Неосновные условные обозначения расшифрованы по месту их появления в параграфах.

н – нейтронная мощность,

ос – обратная связь,

п – пар, пароперегреватель,

па – противоаварийная автоматика энергосистем,

пг – парогенератор,

перв – первичное (регулирование),

пит – питательный (клапан),

пк – предохранительный клапан,

потр – потребитель,

пп – пароперегревательпромежуточный,

пред – предельный,

пром – промежуточный (сигнал),

р – регулятор,

рд – регулятор давления,

ро – регулирующий орган,

РТопл – регулятор топлива,

рп – регулятор питания,

ру – регулятор уровня,

с – электрическая сеть, сопротивление,

спп – сепаратор – пароперегреватель,

ср – среднее (значение),

ст – регулирующий стержень реактора,

т – текущий параметр (например, Хт), турбина,

тепл – тепловая (мощность),

топл – топливо,

турб – турбинный (регулятор),

у – усиление (например, Ку – коэффициент усиления).

Сокращения

АБ – автомат безопасности,

АСЗ – автоматическая система защиты,

АСР – автоматическая система регулирования,

АСУТП – автоматизированная система управления технологическим процессом,

АЭС – атомная электростанция,

БРК – быстродействующий разомкнутый контур,

БРУК – быстродействующее редукционно-охладительное устройство сброса пара в конденсатор,

В – выключатель,

ВВЭР – водоводяной энергетический реактор,

Г – генератор,

Д – датчик,

ДД – датчик давления,

ДМ – датчик электрической мощности,

ДНМ – датчик нейтронной мощности,

ДРВ – датчик расхода питательной воды,

ДРП – датчик расхода пара,

ДТ – датчик температуры,

ДТМ – датчик тепловой мощности,

ДЧ – датчик частоты,

ДУ – датчик уровня,

Зад – задатчик,

ЗД – задатчик давления,

ЗМ – задатчик электрической мощности,

ЗНМ – задатчик нейтронной мощности,

ЗРВ – задатчик расхода воды,

ЗРП – задатчик расхода пара,

ЗТМ – задатчик тепловой мощности,

ЗЧ – задатчик частоты,

ЗУ – задатчик уровня,

И – интегральный закон регулирования,

ИМ – исполнительный механизм,

ЛЭП – линия электропередачи,

ОР – объект регулирования,

П – пропорциональный закон регулирования, пароперегреватель,

ПА – противоаварийная автоматика энергосистем,

ПГ – парогенератор,

ПИ – пропорционально-интегральный закон регулирования,

ПИД – пропорционально – интегрально – дифференциальный закон регулирования,

ПК – предохранительный клапан,

ПП – пароперегревательпромежуточный,

ПР – переключатель режимов,

Р – регулятор, реактор,

РБМК – реактор большой мощности канальный,

РВ – регулятор расхода воздуха,

РД – регулятор давления,

РМ – регулятор мощности генератора,

РНМ – регулятор нейтронной мощности,

РО – регулирующий орган,

РП – регулятор питания,

РР – регулятор разряжения,

РТемп – регулятор температуры,

РТМ – регулятор тепловой мощности,

РТопл – регулятор расхода топлива,

РТурб – регулятор турбины,

РЧ – регулятор частоты: ротора турбины, электрической сети,

РУ – регулятор уровня,

С – электрическая сеть,

СПП – сепаратор – пароперегреватель,

Серв – сервомотор,

Сум – сумматор,

Т – топка, постоянная времени,

ТБ – тепловыделяющий блок,

ТЭС – тепловая электрическая станция,

ЧВД – часть высокого давления,

ЧНД – часть низкого давления,

ЧСД – часть среднего давления,

Э – энергосистема,

ЭВМ – электронная вычислительная машина,

Эл. Серв – электрический сервомотор.