Устройство для контроля границы теплогидравлической устойчивости парогенерирующего канала Советский патент 1987 года по МПК F22D1/14 

1

Изобретение относится к области энергетики и предназначено как для использования в теплоэнергетических установках различного назначения, в частности реакторах атомных электри ческих станций, так и для исследования физических процессов, происходящих в парогенерирующих каналах.

Цель изобретения - повышение надежности в работе теплоэнергетической установки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока формирования текущего признака.

Устройство для контроля граниЦь теплогидравлической устойчивости па- рогенерирующего канала включает в себя первый первичный преобразователь 1 (датчик перепада давления), второй первичш 1Й преобразователь 2 (расходомерное устройство), блок 3 формирования текущего признака, допус- ковый преобразователь 4, задатчик 5 кода допуска, блок 6 формирования обобщенного признака, блок 7 сравнения, задатчик 8 эталонного обобщенного признака, блок 9 регистрации, и блок 10 управления.

Преобразователь 1 и второй первичный преобразователь 2 подключены к .первому и второму входам блока 3 формирования текущего признака соответственно. Выход блока 3 формирования текущего признака соединен с первым входом допускового преобразователя 4, к второму входу которого подключен вьгход задатчик а 5 кода допуска. Выход допускового преобразователя 4 подключен к входу блока 6 формирования обобщенного признака, выход которого соединен с первым вхосравнения, к второму входом блока 7

ду которого подключен выход задатчи- ка 8 эталонного обобщенного признака. Вход блока 9 регистрации соединен с выходом блока 7 сравнения, управляющий вход которого так же, как и управляющие входы блока 3 формирования текущего признака, допусково- : го преобразователя . 4, задатчика 5 кода допуска и задатчика 8 эталонного обобщенного признака, подключен к соответствующему выходу блока 10 управления .

Блок 3 формирования текзпцего признака (см. фиг. 2) содержит блоки 11 и 12 выделения переменной составляющей сигнала, блоки 13 и 14 спектраль12401522

но го анализа и арифметический блок 15. Входы блоков 11 и 12 выделения менной составляющей сигнала являются

с первым и вторым входами блока 3 формирования текущего признака соответственно . Выходы блоков i1 и 12 выделения переменной составляющей сигнала соединены с входами блоков 13 и 14 10 спектрального анализа соответственно. Выходы блоков 13 и 14 спектрального анализа соответственно подключены к первому и второму входам арифметического блока 15, ВЫХОД которого яв-

IF ляется выходом блока 3 формирования текущего признака.

Устройство работает следующим

образом.

Электрический сигнал с выхода пре20 образователя 1 перепада давления, установленного таким образом, чтобы было обеспечено измерение перепада давления на всем парогенерирующем канале, поступает на вход блока 11

25 выделения переменной составляющей сигнала (на первый вход блока 3 формирования текущего признака). Электрический сигнал с выхода, преобразователя 2 (установленного на входе паро30 генерирующего канала) поступает на вход блока 12 выделения переменной составляющей сигнала (на второй вход блока 3 формирования текущего признака) . Блок 3 формирования текущего

35 признака предназначен для аппаратурного определения текущих значений амплитудно-фазовой характеристики (АФХ)парогенерирующего канала в диапазоне частот 0,01 - 5 Гц. С выходов

40 блоков 11 и 12 выделения переменной составляющей сигнала снимают энергетические сигналы, пропорциональные шумам расхода теплоносителя и перепада давления на канале, и подают

45 их на входы блоков 13 и 14 спектрального анализа, которые представляют собой устройства для получения оценок сйектральнык плотностей случайных процессов.

50 В блоках 13 и 14 спектрального анализа, работающих синхронно, происходит аппаратурное определение соответственно коэффициетов a, Ъ ряда Фурье периодической функции, сов55 падающей с непериодической Фзгакцией bP(t) (шум перепада давления) на конечном промежутке времени Т, и коэффициентов Сц, dn ряда Фурье периодической функции, совпадающей с непефициентов Сц, dn ряда Фурье периодической функции, совпадающей с непериодической функцией G(t) (шум расхода теплоносителя) на этом же промежутке времени Т. Электрические сигналы, поступающие на входы этих бло- ков, подвергаются преобразованию напряжение - код с частотой 10 преобразований в секунду (так как верхняя граничная частота спектрального анализа составляет 5 Гц). В каждом из блоков 13 и 14 спектрального анализа дискретные сигналы с выхода аналого-цифрового преобразователя nocTynajQT на вход процессора дискретного преобразования Фурье, который, функционируя по алгоритму прямого преобразования Фурье, определяет коэффициейты Фурье. Полученные для каждой фиксированной частотыQ (К - 1,2,... чП) пары коэффициентов Фурье d, CK , d, в Темпе их образования выводятся из регистрового оперативно- запоминающего устройства соответствующего процессора Фурье и поступают на соответствующие.входы ариф- метического блока 15, который выпол- няет вычисления согласно формуле

П,

(О

.лр ();-

; SQ (со)

где П(.др (JG)K) - значение АФХ для частоты Q

рд(и) - значение составляющей взаимного энергетического спектра шумов перепада давления P(t) и расхода теплоносителя G(t) на частоте WK. - значение со ставляю- щей энергетического, cneKTf)a шума расхода теплоносителя на.частоте U),j.

Следовательно, на выходе арифметического блока 15 должны быть сформированы для каждой фиксированной ч-ас- тоты со к две координаты АФХ

Sq (ик)

алгоритм функционирования арифметического блока 15. .

С выхода арифметического блока 15, являющегося выходом блока 3 фор:-Q 152о у25

30

35

40

45

50

55

мирования текущего признака, снимают электрические сигналы (коды), представляющие собой последовательность значений действительной Rgn.p (jco) и мнимой 1п,П (j Wic) частей АФХ, сформулированных для каждой-из фиксированных частот оэ . Эта последовательность значений текущего признака поступает на вход двухканального до- пускового преобразователя 4, функци- ей которого является формирование до- пускового образа инвариантного (нечувствительного) к допустимым отклонениям значений текущего признака, т.е. изменения значений текущего признака в определенных пределах на входе допускоеого преобразователя 4 не должны вызывать изменения значений сигналов на его выходе.

Значения допусков вводятся в задат- чик 5 кода допуска и рассчитываются следующим образом.До начала эксплуатации описываемого устройства для всего возможного диапазона изменений режимных царамет- ров контролируемого парогенерйрующегр канала рассчитывают на ЭВМ семейство годографов (Jсо) .Затем это семейство разбивается на группы, соответствующие выделяемьш режимам работы парогенерирующего канала, отличаю щимся как значениями режимных параметров (например, паросодержанием) . так и запасом:теплогидравлической устойчивости. Каждая из этих групп годографов располагается на комплексной плоскости в определенной зоне. Следовательно, если полученный в результате оперативного анализа годограф П(р() оказался в какой-то зоне, то можно сделать вывод, что парогене- рирующий канал работает в режиме, соответствующем этой зоне комплексной плоскости. Каждая зона задается одним эталонным годографом, представляющим собой дискретные точки, соответствующие зарйнее выбранным и в дальнейшем строго фиксированным частотам СО (,2,.,.п), и допус- ковыми значениями для каждой из этих точек. Так как любая точка на комплексной плоскости имеет две координаты - реальную и мнимую, то для каждой точки эталонного .годографа задаются два допусковых значения: и. /ik 1, представляющие собой интервалы возможных изменений соответственно действительной и мнимой .

координат. В результате для. калсдой точки эталонного годографа образуется tta комплексной плоскости допуско- вая область (область возможных изме- нейий ее координат) в виде прямоугольника со сторонами AkRg и k 1.

Электрические сигналь (коды), тфедставляющие собой последовательности допусковых образов реальной и мнимой частей текущего признака, поступают с выхода дспускового преоб-. разрвателя 4 на вход блока 6 формирования обобщенного признака, который производит свертку двоичных последовательностей.

Таким образом, с выхода блок;а 6 формирования о6О|б1ценного признака снимают одномерное двоичное слово

(сигнатуру) I полностью идентифицирую- 20 параметров (например паррсодержание),,

.соответствукяцйх той области комплексной плоскости (группе годографов), в которой находится полученный в результате оперативного анализа v

25 шумов режимных параметров годограф (j)) . ,Кроме того, блок 9 регистрации фиксирует например, посредством цифропечати оперативную диагностическую информацию (номера режимов,

30 значения реасимных параметров и т.п.) и выдае Г управляющие cигнaJf I для автоматизированной системы управления, технологическим процессом.

Синхронизация работы всего уст35 ройства осуществляется за счет подачи на управляю1ф1е входы блока 3 форми рования текущего признака, допусково го преобразователя 4, задатчика 5 кода допуска, блока 7 сравнения и за40 датчика 8 эталонного обобщенного признака тактовых импульсов из блока 10 управления. Блок 10 управления содержит генератор тактовых импульсов со схемой синхронизации и набор счет45 чиков, ВЫПОЛНЯЮЩИХ роль делителей частоты. Особе.нностью выполнения устройства является, то, что Из состава )1роцессора Фурье (блоков 13 и 14 спектрального анализа) выведены пос50чтоянное(запоминакяцее устройство и устройство управления. Синхрониэи- рованнё роботы процессоров Фурье осуществляет единый для всего устройства блок 10 управления, в состав

55 которого включено и одно, на два процессора Фурье, постоянное запоминающее устройство для хранения весовых коэффициентов.

|цую исходную совокупйос гь значений признака. Это двоичное слово поступает на первый вход блока 7 сравнения, на второй вход которого поступают двоичные слова , соответствующие эталонным обобщенным призна- кам.

Эталонные обобщенные признаки формируют предварительно путем.свертки последовательностей значений координат точек эталоншх годографов. Свертку производят таким же способом, каким ее осуществляет блок 6 формирования обобщенного признака. Эту операцию выполняют с использова нием универсальных ЭВМ до введения в эксплуатацию опишваемого устройства. Таким образом каждая зона комплексной плоскости, соответствующая выбранному режиму работы парогенерирующего канала, задается одним обобщенным признаком (сигнатурой) . и набором значений допусков: &k Rg я LVi 1„.

Сформированные 9талоннь е обобщенные признаки фиксируют в задатчике 8

эталонного обобщенного признака.

.i. ,,

В блоке 8 сравнения происходит последовательное сравнение двоичного слова, поступившего из задатчика 5 формирования обобщенного признака с двоичными словами поступающими с выхода задатчика 8 эталонного обобщенного Признака.

При совпадении кодов, поступивших на первый и второй входы блока 7 сравнения на его выходе появляется

g ю

40152

сигнал.

поступающий на вход блока 9 регистрации. Блок 9 регистрации дешифрирует этот сигнал и представляет его в удобном для восприятия оператором виде. Это может быть при небольшом числе групп, на которое было разбито семейство теоретически рассчитанных годографов, просто номер режима работы парогенерирующего канала (например: Режим первый) или название этого режима (например Развитое пузырьковое кипение). В случае, если семейство теоретически 15 рассчитанных годографов было разбито на достаточно большое количество групп, то целесообразно, чтобы блок 9 регистрации выдавал оператору непосредственно значения режимных

20 параметров (например паррсодержание),,

IT

Фии

uitoS

SnuaSmoiiHi

м