Введение к работе
Актуальность работы. Одним из основных направлений повышения экономичности энергоблоков "ГЭС и АЭС является совершенствование систем регенерации. Опыт эксплуатации показывает, что в поверхностных подогревателях и трубопроводах системы регенерации протекают различные нестационарные процессы, являющиеся нерасчетными для этого оборудования. Например, при каскадной схеме слива дренажа в дренажных трубопроводах возникают пульсации расхода, приводящие к колебаниям уровня в подогревателе и к сбросу в нижестоящий аппарат потока переменного расхода. Периодические изменения нагрузки турбоустановки приводят к активизации отмеченных колебаний.
Ряд исследований показал, что нестационарность режимов работы приводит к повышению недогревов в подогревателях, вызывает вибрацию оборудования, а в некоторых случаях приводит к переполнению подогревателей при отсутствии разрывов трубной системы.
В настоящее время отсутствует комплексное описание нестационарных режимов работы подогревателей и трубопроводов системы регенерации и источников их возникновения.. Отсутствует оценка влияния нестационарных режимов на надежность и экономичность оборудования. Кроме того, наличие нестационарных процессов остается, как правило, неучтенным при создании систем автоматического регулирования.
Таким образом, теоретическое и экспериментальное исследование нестационарных режимов работы подогревателей и трубопроводов системы регенерации может открыть новые пути повышения надежности, экономичности и долговечности системы регенерации.
Целью работы являются теоретические и экспериментальные исследовния нестационарных режимов работы поверхностных подогревателей и трубопроводов системы регенерации, определение путей повышения эффективности работы системы регенерации.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
-разработка автоматизированного комплекса сбора и обработки
информации (измерительный комплексу для проведения
экспериментальных исследований нестационарных процессов в сложном
энергетическом оборудовании;
-исследование и классификация нестационарных режимов в работе
поверхностных регенеративных подогревателей, определение источников
возникновения нестационарных режимов;
-исследование причин переполнения подогревателей при отсутствии
разрывов трубной системы и. разработка мероприятий по предотвращению
случаев переполнения;
исследование механизма влияния каскадного сброса дренажа в
подогреватель на процесс переноса тепла в нем;
-создание модели подогревателя, учитывающей нестаинонарность
протекающих в нем процессов и позволяющую оценить влияние различных
факторов на экономичность работы подогревателя;
-разработка мероприятий, направленных на повышение экономичности
работы подогревателя;
-исследование подогревателя и дренажного трубопровода, как объектов
регулирования н управления, определение причин колебания уровня в
подогревателе и изучение путей совершенствования регулятора уровня.
Методы исследований. Для достижения поставленных целей проведены экспериментальные исследования на действующем энергетическом оборудовании при помощи специально созданного измерительного комплекса. При проведении исследований использовались элементы теории тепломассообмена, методика построения многофакторных динамических моделей на основе статистической обработки эксперименталкных данных, элементы теории регулирования и моделирование на ЭВМ.
Научная новизна работы: -установлено, что регенеративные подогреватели постоянно работают в нестационарном режиме, классифицированы виды нестационарных режимов в работе подогревателя и источники их возникновения; -показано, что в системе регенерации могут существовать низкочастотные автоколебания параметров и расходов теплоносителей; -определен механизм влияния каскадного сброса дренажа в подогреватель на процесс переноса тепла в нем;
-на основе статистической обработки экспериментальных данных получена многофакторная динамическая модель подогревателя, позволяющая оценить влияние различных факторов на экономичность работы подогревателя и исследовать его динамические свойства; -созданы многофакторные динамические модели поверхностного подогревателя и трубопровода каскадного слива дренажа, как объектов регулирования и управления, на основе которых определены причины колебаний регулятора уровня и предложены пути совершенствования регуляторов.
Практическая ценность: создан измерительный комплекс, позволяющий проводить экспериментальные исследования нестационарных процессов в сложном энергетическом оборудовании;
-показана необходимость учета нестационарности режимов работы при оценке эффективности подогревателей и трубопроводов системы регенерации, предложены многофакторные модели, учитывающие динамику работы оборудования, созданные на основе статистической обработки экспериментальных данных;
-установлено, что сброс в подогреватель кипящего дренажа приводит к снижению экономичности его работы, предложены мероприятия устраняющие вредное влияние каскадного сброса дренажа;
-определены причины автоколебаний регулятора уровня в подогревателе, предложены пути совершенствования регулятора;
Конкретный личный—вклад диссертанта в разработку научных
результатов, которые выносятся на защиту:
-функциональная схема и алгоритм управления измерительного комплекса;
-классификация видов нестационарных режимов в работе подогревателя и
источников их возникновения;
-динамическая модель, характеризующая экономичность работы
регенеративного подогревателя, созданная на основе статистической
обработки экспериментальных данных;
-конструктивные схемы сепараторов, служащих для разделения паровой и
жидкой фаз двухфазного дренажа;
-динамические модели подогревателя и дренажного трубопровода, как
обьектов регулирования и управления, созданные на основе
статистической обработки экспериментальных данных.
Диссертационные исследования выполнялись в Национальном техническом университете Украины "Киевский политехнический институт" на кафедре теплоэнергетических установок тепловых и атомных электростанций в рамках программы "Повышение надежности теплоэнергетического оборудования атомных электростанций" Ш.32 приказа Минвуза Украины N68 от 31.03.1992 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных
работ.
Структура и обьем яисгертапионной работы. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы (77 наименований) и приложений. Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, включает 28 рисунков и 2 таблицы.