Устройство для моделирования элемента энергоблока при переходных режимах Советский патент 1991 года по МПК G06G7/635 

Изобретение относится к теплоэнергетике и находит применение в создании физико- математических моделей паротурбинных энергоблоков.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для моделирования элемента энергоблока при переходных процессах; на фиг. 2 - функциональная схема блока моделирования изменения расхода пара через турбину; на фиг. 3 - схема блока моделирования изменения частоты вращения турбины; на фиг. 4 - схема блока моделирования изменения давления свежего пара на фиг. 5 - схема блока моделирования изменения положения клапанов; на фиг. 6 -динамическая схема моделирования изменения температуры пара на выходе пароперепускного трак-, та с учетом отдачи и аккумуляции тепла в металле, на фиг. 7 - графики, характеризующие статическое соотношение температур греющего пара в цилиндре турбины и за котлом; на фиг. 8 - функциональная схема блока моделирования изменения температуры пара в цилиндре высокого давления, на фиг. 9 - схема блока моделирования изменения темпера1уры пара в цилиндре среднего давления, на фиг 10 схема блоков моделирования прогрева критических элементов конструкций цилиндров высокого и среднего давления, на фиг 11 схема блоков моделирования относительного расширения роторов цилиндров высокого и среднего давления; на фиг 12 схема блока суммирования

О

1 ю

00

о

Устройство для моделирования элемента энергоблока состоит из первой группы задатчиков 1 входного воздействия, второй группы задатчиков 2 входного воздействия, модели паровой турбины 3 энергоблока, индикаторной панели 4 и содержит задэтчик 5 положения клапанов, задатчик 6 нагрузки турбогенератора, задатчик 7 вакуума в конденсаторе, задатчик 8 температуры свежего пара, задатчик 9 температуры перегретого пара, задатчик 10 возмущений по нагрузке, задатчик 11 возмущений по температуре свежего пара, задатчик 12 возмущений по температуре перегретого пара, первый блок 13 суммирования, второй блок 14 суммирования, третий блок 15 суммирования, блок 16 моделирования изменения давления в конденсаторе, задатчик 17 начального давления свежего пара, задатчик 18 начальной температуры паропровода высокого давления, задатчик 19 начальной температуры корпуса цилиндра высокого давления, задатчик 20 начальной температуры паропроводов вторично перегретого пара, задатчик 21 начальной температуры корпуса цилиндра среднего давления, блок 22 включения обогрева фланцев цилиндра высокого давления, блок 23 включения обогрева фланцев цилиндра среднего давления, блок 24 моделирования изменения положения клапанов, блок 25 моделирования изменения давления свежего пара, блок 26 моделирования изменения расхода пара через турбину, блок 27 моделирования изменения частоты вращения турбины, блок 28 моделирования изменения температуры пара в цилиндре высокого давления,блок 29 моделирования изменения температуры пара в цилиндре среднего давления, блок 30 моделирования прогрева критических элементов конструкции цилиндра высокого давления, блок 31 моделирования прогрева критических элементов конструкции цилиндра среднего давления, блок 32 моделирования относительного расширения роторов цилиндра высокого давления, блок 33 моделирования относительного расширения роторов цилиндра среднего давления.

Блок моделирования изменения расхода пара через турбину 26 включает функциональный преобразователь 34 и умножитель 35, блок 27 моделирования изменения частоты вращения турбины - умножитель 36, функциональный преобразователь 37 и ключевой элемент 38; блок 25 моделирования изменения давления свежего пара - первый функциональный преобразователь 39, умножитель 40, второй функциональный преобразователь 41 и ключевой элемент 42. блок 24 моделирования изменения положения клапанов - сумматор 43 и ключевой элемент 44, блок 28 моделирования изменения температуры пара в цилиндре высокого давления - пятый

сумматор 45. первый умножитель 46, шестой сумматор 47, интегратор 48, третий умножитель 49, второй умножитель 50, первый функциональный преобразователь 51, третий функциональный преобразователь 52.

0 второй функциональный преобразователь 53, четвертый сумматор 54, второй ключевой элемент 55, второй сумматор 56, третий сумматор 57, первый сумматор 58 и первый ключевой элемент 59, блок 29 моделирова5 ния изменения температуры пара в цилиндре среднего давления - первый сумматор 60, первый умножитель 61, второй сумматор 62, интегратор 63, второй умножитель 64, третий умножитель 65, первый функцио0 нальный преобразователь 66. второй функциональный преобразователь 67, третий функциональный преобразователь 68, третий сумматор 69, четвертый сумматор 70, четвертый функциональный преобразова5 тель 71 и пятый сумматор 72.

Блоки моделирования прогрева критических элементов конструкции высокого 30 и среднего 31 давления включают соответственно первый умножитель 73, первый

0 сумматор 74, третий умножитель 75. интегратор 76, второй сумматор 77, первый функциональный преобразователь 78, второй умножитель 79, второй функциональный преобразователь 80, третий сумматор 81,

5 третий функциональный преобразователь 82 и ключевой элемент 83, блоки моделирования относительного расширения роторов цилиндров высокого 32 и среднего 33 давления - соответственно второй сумматор 84,

0 третий сумматор 85. первый интегратор 86, третий умножитель 87, четвертый сумматор 88, второй интегратор 89, пятый умножитель 90, пятый сумматор 91, третий интегратор 92, седьмой умножитель 93, второй умножи5 тель 94, четвертый умножитель 95, шестой умножитель 96, первый функциональный преобразователь 97, второй функциональный преобразователь 98, третий функциональный преобразователь 99, четвертый

0 функциональный преобразователь 100, шестой функциональный преобразователь 101, пятый функциональный преобразователь 102, шестой сумматор 103. первый умножитель 104, седьмой сумматор 105,

5 седьмой функциональный преобразователь 106, первый сумматор 107, восьмой сумматор 108 и девятый сумматор 109.

Блоки суммирования включают соответственно первый сумматор 110, первый интегратор 111. второй умножитель 112,

первый умножитель 113. второй функциональный преобразователь 114, первый функциональный преобразователь 115, третий сумматор 116, второй интегратор 117, четвертый умножитель 118, третий умножитель 119, четвертый функциональный преобразователь 120, третий функциональный преобразователь 121 и второй сумматор 122.

Для реализации устройства представляется наиболее целесообразным использование микропроцессорных контроллеров типа аппаратуры Ремиконт или Ломиконт.

В качестве показателя расхода пара через турбину используется давление пара в цилиндре высокого давления (ЦВД) турбины. В качестве критических элементов конструкции цилиндров высокого и среднего давлений рассматриваются роторы цилиндров высокого и среднего давления.

Блок 16 моделирования изменения давления в конденсаторе Рк выполнен в виде инерционного звена, для его реализации на Ремиконте может быть использован один алгоблок суммирования (СУМ) с соответствующей постоянной времени. Поскольку в моделируемых режимах необходимость изменять давление (вакуум) в конденсаторе возникает только при развороте, постоянная времени инерционного звена может приниматься неизменной вне зависимости от расхода пара через турбину.

Расход пара через турбину в достаточно общем случае определяется степенью открытия регулирующих клапанов высокого давления h и давлением свежего пара Ро (применительно к пусковым режимам с од- нобайпасной пусковой схемой). Влиянием на расход пара через турбину давления в конденсаторе и температуры свежего пара в первом приближении можно пренебречь. Соответствующая этим допущениям блок- схема воспроизведения блока 26 на аппаратуре Ремиконт показана на фиг. 2.

Если принять в качестве показателя расхода пара на выходе блока 26 давление в ЦВД Рцвд. то изменение частоты вращения турбины h при развороте можно считать пропорциональным корню квадратному из разности квадратов давлений в ЦВД и в конденсаторе Р. После включения турбогенератора в сеть (мощность генератора N больше нуля) частота вращения задается неизменной (3000 об/мин). Тогда для воспроизведения блока 27 на аппаратуре Ремиконт может быть использована схема на фиг. 3. При этом умножитель 36 осуществляет перемножение суммы и разности сигналов на выходах блоков 26 и 16, а

функциональный преобразователь 37 воспроизводит извлечение из корня.

Давление свежего пара Р0, изменение которого моделируется блоком 25, до вклю- 5 чения генератора в сеть и взятия начальной нагрузки Мнач принимается равным величине Р0нач, задаваемой задатчиком 17, при работе под нагрузкой давление свежего пара может быть принято пропорциональным

0 нагрузке с коэффициентом пропорциональности, нелинейно зависящим от положения регулирующих клапанов о, задаваемого блоком 24, не превышая при этом номинального значения. Воспроизведение блока 25

5 на Ремиконте показано на фиг. 4.

Блок моделирования изменения положения клапанов 24 может быть выполнен в виде сумматора 43 сигналов от задатчика 5 положения клапанов и блока 15, Эта зависи0 мость реализуется при выходе на номинальное давление свежего пара. При давлении свежего пара ниже номинального выходной сигнал сумматора по сигналу от ключевого элемента 44 соответствует положению кла5 панов, задаваемому задатчиком 5, сигнал на выходе которого подается на управляемый вход сумматора 43 Соответствующая схема реализации блока 24 на аппаратуре Ремиконт показана на фиг 5. Снижение темпера0 туры греющего пара в ЦВД фдВд относительно температуры свежего пара перед клапанами состоит из динамической и статической составляющих

Динамическая составляющая связана с

5 захолаживанием пара вследствие отдачи и аккумуляции тепла в паропроводах ВД (перепускных трубах) и определяется соотношением температур пара и металла. Этот процесс, как показывают проведенные исс0 ледования,-может моделироваться интегро- дифференцирующим звеном, постоянные времени которого зависят от металлоемкости и площади тепловосприятия, перепускного тракта и теплоемкости расхода пара.

5 Фактор захолаживания пара в перепускных трубах высокого давления (ВД) сказывается только при развороте турбины, поэтому постоянные времени моделирующего звена могут быть приняты при развороте (до взя0 тия начальной нагрузки) зависящими только от положения клапанов, после включения в сеть этим снижением температуры можно пренебречь.

Если ввести дополнительное допущение

5 о том, что динамическое снижение температуры пара в перепускных трубах определяется превышением температуры свежего пара над температурой металла перепускных труб (без учета дросселирования пара в

клапанах, что на ранних стадиях пуска с пониженным давлением свежего пара достаточно справедливо), то исходя из изложенного, передаточная функция изменения этого превышения записывается в виде

W(S) (1 + Тд5)/(1 +ТИ5). где Тд и Ти - постоянные времени, значение которых зависит от положения клапанов.

С учетом переменности Тд и Ти для реализации этой передаточной функции может быть использована схема, показанная на фиг. 6, где Ki Тд/Ти. Кз (1 - Тд/Ти)1. К2 (1 - Тд/Ти)/Ти - коэффициенты, которые могут быть заданы переменными.

Статическая составляющая снижения температуры греющего пара в ЦВД относительно температуры свежего пара определяется расходом пара и соотношением давления свежего пара и положения клапанов. Аппроксимация соответствующих зависимостей показана на фиг. 7. При номинальном (постоянном) давлении свежего пара зависимость Д$1 разности температур свежего пара и греющего пара в ЦВД от расхода пара (давления пара в ЦВД) близка к линейной - фиг 7а. При работе на скользящем давлении с постоянным положением регулирующих клапанов эта разность температур меньше, чем при работе на номинальном давлении, на величину Дф,также линейно зависящую от расхода пара с тем же коэффициентом пропорциональности - фиг. 76, причем абсолютный уровень этого различия зависит от положения клапанов - фиг. 7в. При номинальном давлении свежего пара 0ЦВД в0 - Л 01 , где Д#1 а - ЬРцРД; при скользящем давлении Вцвц 60- -Д#,+Дф, где Дф(Дй)0- - ЬРцвд, ( Д#2)о С +d h .

Исходя из описанных основ подхода к моделированию динамического и статического снижения температуры греющего пара в ЦВД относительно температуры свежего пара, блок 28 моделирования изменения температуры греющею пара может быть реализован на аппаратуре Ремиконт так, как показано на фиг. 8. Сигнал от блока 14 с инвертированным сигналом от задатчика температуры металла перепускных труб подается на входы сумматора 45.

Отличие температуры греющего пара в цилиндре среднего давления (ЦСД) от температуры вторично-перегретого пара определяется в первую очередь динамическим снижением температуры за счет отдачи и аккумуляции тепла металлом паропроводов среднего давления (СД) (горячих ниток про- мперегрева). Таким образом, для моделирования изменения температуры греющего

пара может быть использована схема, показанная на фиг. 6, однако значения постоянных времени Тд и Ти определяются расходом пара через турбину. Для ряда конструкций

турбин, помимо захолаживзния пара в паропроводах, приходится учитывать также статическое снижение температуры, определяемое расходом пара через турбину, и динамическое запаздывание, моделируемое инерционным звеном 1-го порядка.

Реализация блока моделирования изменения температуры греющего пара в ЦСД 29 показана на фиг. 9. На фиг. 10 приведена одна из возможных схем реализации блока

30. Сигнал от блока 28, соответствующий температуре греющего пара в ЦВД, подается на вход последовательно соединенных умножителя 73, сумматора 74, умножителя 75 и интегратора 76, параллельно с умножителем 75 и интегратором 76 включен сумматор 77, при этом на входы умножителя 73 подаются сигналы отрицательной обратной связи с выходов интегратора 76 и сумматора 77. Эти выходы соответствуют моделируемым величинам среднеинтегральной температуры ротора и эффективной разности температур по радиусу ротора (сумма этих величин дает температуру поверхности ротора). Умножая в умножителе 73 эту разность температур на величину числа Био, получаем величину, пропорциональную потоку тепла от пара к металлу Сигнал, соответствующий числу Био, формируется на выходе умножителя 79 с учетом нелинейных

зависимостей числа Био от расхода пара и частоты вращения, реализуемых на блоках 78 и 80. В сумматорах 81 и 74 учитываются оттоки тепла теплопроводностью по телу ротора в осевом направлении, причем этот

отток тепла принят пропорциональным разности среднеинтегральной температуры сечения на выходе интегратора 76 и температуры вала в зоне опорного подшипника, задаваемой постоянной с помощью

внутреннего опорного сигнала Ремикон- та.

Функциональный преобразователь 82 реализует зависимость величины, обратной коэффициенту температуропроводности

металла, от контролируемой температуры на выходе интегратора 76. Учет влияния изменения температуропроводности на поток тепла, аккумулируется в металле ротора, осуществляется в умножителе 75 Интегрирование скорректированного в сумматоре 74 и умножителе 75 потока тепла от пара к металлу в интеграторе 70 дает величину среднеинтегральной тр.мп рлтуры металла ротора, а прохождение cm нала с выхода

сумматора 74 через сумматор 77 с двумя включенными параллельно апериодическими звеньями дает сигнал, соответствующий эффективной разности температур по радиусу ротора Постоянные времени интегрирования и апериодических звеньев в интеграторе 76 и коэффициентов усиления в сумматоре 77 задаются в соответствии с размерами сечения ротора и теплофизиче- скими свойствами роторной стали Для задания начальной температуры металла ротора по задаваемой температуре металла ЦВД управляемый вход интегратора 76 соединен с задатчиком 19, управляющий сигнал формируется ключевым элементом 83 соединенным с блоком 27, этот же управляющий сигнал подается на входы сумматоров 77 и 81. обнуляя их выходы при моделировании остановки турбины

Схема воспроизведения блока 31 полностью идентична только вместо задатчика 19 и блока 28 к входам блока подключаются задатчик 21 и блок 29, соответственно.

Схема воспроизведения блока 32 представлена на фиг. 11. Сигнал от блока 28 и инвертированный сигнал от задатчика 19 начальной температуры корпуса цилиндра высокого давления подаются на входы сумматора 84 Сигнал с выхода этого сумматора подается на три параллельно включенные последовательно соединенные цепочки из сумматора, интегратора и умножителя (85 - 87, 88 - 90, 91 - 93) охваченные кяждая отрицательной обратной связью соответственно через умножители 94 - 96 Таким образом, воспроизводятся апериодические звенья с переменными коэффициентом усиления и постоянной времени На вторые входы умножителей 87 90, 93 - 96 подаются сигналы с выхо/юв соответствующих функциональных преобразователей 97 - 102, подключенных к блоку 26 Выход умножителя 87 и ин верти ро ванны и выход умножителя 90 подключены к входам сумматора 103 тем самым приближенно моделируется разность тепловых расширений ротора и корпуса ЦВД под влиянием нагрева основным потоком пара На тот же сумматор 103 подается инвертированный сигнал от умножителя 104. подключенного к блоку 27, моделируя укорочение ротора под действием центробежных сил

Выходы умножителя 93 и задатчика 19 подключены к входам сумматора 105, сигнал на выходе которого моделирует изменение температуры фланца К входу того же сумматора 105 подключены последовательно включенные функциональный преобразователь 106 сумматор 107 и сумматор 108. моделируя дополнительный нагрев фланца

под влиянием пара, подаваемого на обогрев фланцевого соединения. На второй вход сумматора 108 поступает инвертированный выходной сигнал с выхода сумматора 105 5 Сигнал на выходе сумматора 107 соответствует температуре греющего пара, подаваемого на обогрев фланцевого соединения. К управляемому входу сумматора 107 подклю ченблок22,т е при отключенном обогреве

0 темпеоатура греющего пара принимается равной температуре фланца. Сигнал с выхода сумматора 107 и инвертированный сигнал с выхода сумматора 105 поступают на входы сумматора 109, выход которого под5 ключей к инверсному входу сумматора 103, определяя величину изменения относительного расширения ротора, обусловленного нагревом фланцев под воздействием обогрева

0На Фиг 4 к кодам блоков 13-15 суммирования подключен выход блока 26. соответствующий показателю расхода пара через турбину. Это дает возможность учесть изменение динамики прохождения управ5 ляющих воздействий при изменении расхода пара В качестве примера на фиг. 12 показана схема реализации блока 14 суммирования и задатчиков 8 и 11 Сигналы с выходов зэдатчиков проходят через контур,

0 воспроизводящий апериодическое звено с переменными коэффициентом усиления и постоянной времени Для задатчика 8 этот контур состоит из последовательно включенных сумматора 110, интегратора 111,

5 умножителя 112, охваченных жесткой отрицательной обратной связью через умножитель 113. К вторым входам умножителей 112 и 113 подключены выходы соответственно функциональных преобразователей 114 и

0 115. подключенных к выходу блока 26 Аналогично сигнал с выхода задатчика 11 проходит через последовательно соединенные сумматор 116, интегратор 117, умножитель 118, охваченные отрицательной обратной

5 связью через умножитель 119, к вторым входам умножителей 118 и 119 подключены выходы соответственно функциональных преобразователей 120 и 121. Выходы умножителей 112 и 118 подключены к вхо0 дам сумматора 122

Взаимная синхронизация работы всего устройства, т е микропроцессорного контроллера Ремиконта используемого для реа- 5 лизации модели, в целом обеспечивается его аппаратурным и программным построением и не связана с конкретно реализуемой моделью или с любой другой воспроизводимой на нем схемой Функционально-динамического преобразования

Устройство работает следующим образом.

Задатчиками 18 - 21 устанавливают начальные условия моделируемого режима Дополнительно начальные условия на выходах сумматоров и остальных блоков моделирования (значения положения клапанов турбины, нагрузки турбогенератора, давления в конденсаторе, температура пара, относительных расширений роторов и т. д.) могут быть установлены с панели управления Ремиконта (не показана). В процессе работы при помощи задатчиков 5 - 9 и блоков 22 и 23 моделируемый объект (турбины) приводится от установленного начального состояния к заданному конечному, соблюдая требования инструкций по эксплуатации турбины и пуска блока и не допуская выхода контролируемых показателей состояния турбины из заданных инструкциями пределов. Ход моделируемого режима и изменение контролируемых показателей контролируется по показаниям приборов на панели 4. В ходе работы с помощью задаг- чиков 10 - 12 в процесс вносятся возмущения, которые должны компенсироваться посредством воздействия на задатчики 6, 8 и 9 с учетом динамики прохождения сигналов.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования элемента, энергоблока при переходных режимах, содержащее первую и вторую группы задатчиков входного воздействия и три блока суммирования, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в устройство введены блоки моделирования изменения положения клапанов. давления свежего пара, давления в конденсаторе, расходе пара черезтурбину. частоты вращения турбины, температуры пара в ци линдрах высокого и среднего давления, блоки моделирования прогрева критических элементов конструкции цилиндра высокого и среднего давления, относительного расширения роторов цилиндров высокого и среднего давления, а также блоки включения обогрева фланцев цилиндров высокого и среднего давления, причем выход начало- ного значения величины давления свежего пара первого блока задатчиков входного воздействия подключен к первому информационному входу блока моделирования изменения давления свежего пара, выход которого соединен с первыми информационными входами блоков моделирования изменения положения клапанов, расхода пара через турбину и температуры пара в цилиндре высокого давления, выход которого подключен к первым информационным входам блоков моделирования прогрева критических элементов конструкции цилиндра

высокого давления и относительного расширения ротора цилиндра высокого давления, к второму информационному входу которого подключен выход блока моделирования изменения расхода пара через турби0 ну. соединенный также с первыми входами первого, второго и третьего блоков суммирования, с первыми информационными входами блоков моделирования изменения частоты вращения турбины и темпе5 ратуры пара в цилиндре среднего давления, с вторыми информационными входами блока моделирования изменения температуры пара в цилиндре высокого давления и блока моделирования прогрева критических эле0 ментов конструкции цилиндра высокого давления, с первыми информационными входами блоков моделирования прогрева критических элементов конструкции цилиндра среднего давления и относительного

5 расширения ротора цилиндра среднего давления, второй информационный вход которого объединен с вторым информационным входом блока моделирования прогрева критических элементов конструкции цилиндра.

0 среднего давления и подключен к выходу начального значения температуры корпуса цилиндра среднего давления первого блока задатчиков входного воздействия, выход значения положения клапанов второго бло5 ка зэдатчиков подключен к второму информационному входу блока моделирования изменения положения клапанов, выход которого соединен с вторыми информационными входами блоков моделирования

0 изменения расхода пара через турбину, давления свежего пара и с третьим информационным входом блока моделирования изменения температуры пара в цилиндре высокого давления, четвертый информаци5 онный вход которого подключен к выходу начального значения температуры паропровода высокого давления первого блока задатчиков входного воздействия, выход величины возмущения по нагрузке первого

0 блока задатчиков входного воздействия соединен с вторым входом мгрпого сумматора, выход которого подкпючен к третьим информационным входам блоков моделирования изменения положения клапанов и

5 давления свежего парн и второму информационному входу блока моделирования изменения частоты вращения турбины выход которого соединен с третьими информационными входами блоког, моделирования прогрева критически- ч-гич конструк13 167248614

ции цилиндра высокого и среднего давле-ра среднего давления второго блока зэдат- ния и относительного расширения роторовчиков входного воздействия подключен к цилиндров высокого и среднего давленияпятому информационному входу блока мо- выход заданной величины нагрузки турбоге-делирования относительного расширения нератора второго блока задатчиков подклю-5 ротора цилиндра среднего давления, выход чен к третьему входу первого блокаблока моделирования изменения давления суммирования, выход заданного значениясвежего пара является выходом формирова- вакуума в конденсаторе второго блока за-ния величины давления свежего пара уст- датчиков входного воздействия через блокройства, выход блока моделирования моделирования изменения давления в кон-10 изменения положения клапанов является денсаторе подключен к третьему информа-выходом формирования изменения положе- ционному входу блока моделированияния клапанов устройства, выход величины изменения частоты вращения турбины, вы-возмущения по нагрузке первого блока заход величины возмущения по температуредатчиков входного воздействия является свежего пара первого блока задатчиков15 выходом формирования величины измене- входного воздействия соединен с вторымния нагрузки устройства, выход первого входом второго блока суммирования, выходблока суммирования является выходом фор- которого подключен к пятому информаци-мирования величины нагрузки устройства, онному входу блока моделирования измене-выход блока моделирования изменения рас- ния температуры пара в цилиндре высокого20 хода пара через турбину является выходом давления, выход начального значения тем-формирования величины расхода пара через пературы корпуса цилиндра высокого дав-турбину устройства, выход блока моделиро- ления первого блока задатчиков входногования изменения давления в конденсаторе воздействия соединен с четвертыми ин-является выходом формирования измене- формационными входами блоков модели-25 ния давления в конденсаторе устройства, рования прогрева критических элементоввыход блока моделирования изменения ча- конструкции цилиндра высокого давления истоты вращения турбины является выходом относительного расширения ротора цилин-формирования изменения частоты враще- дра высокого давления, пятый информаци-ния турбины устройства, выход величины онный вход которого подключен к выходу30 возмущения по температуре свежего пара блока включения обогревл фланцев ци-первого блока задатчиков входного воздей- линдра высокого давления второго блокаствия является выходом формирования ве- задатчиков выход заданного значения тем-личины возмущения по температуре свежего пературы свежего пара второго блока задат-пара устройства, выход второго блока сум- чиков соединен с третьим входом второго35 мирования является выходом формирова- блока суммирования, выход величины воз-ния величины температуры свежего пара мущения по температуре вторично перегре-устройства выход блока моделирования того пара первого блока задатчиковизменения температуры пара в цилиндре входного воздействия подключен к второмувысокого давления является выходом фор- входу третьего блока суммирования, выход40 мирования изменения температуры пара в которого соединен с вторым информацион-цилиндре высокого давления устройства, ным входом блока моделирования измене-выходы среднеинтегрального значения тем- ния температуры пара в цилиндре среднегопературы металла и значения эффективной давления выход которого подключен к чет-разнести температур по толщине критиче- вертому информационному входу блоков45 ского элемента в контролируемом сечении моделирования прогрева критических эле-блока моделирования прогрева критических ментов конструкции цилиндра среднегоэлементов конструкции цилиндра высокого давления и относительного расширения ро-давления являются соответственно выхо- тора цилиндра среднего давления, выходдом среднеинтегральной температуры ме- заданного значения температуры пере-50 талла ротора и выходом формирования гретого пара второго блока задатчиковэффективной разности температур по входного воздействия соединен с третьимтолщине критического элемента цилинд- входом третьего блока суммирования, выходра высокого давления устройства, выход начального значения температуры паропро-величины возмущения по температуре пе- вода перегретого пара первого блока задат-55 регретого пара первого блока задатчиков чиков входного воздействия соединен с-входного воздействия является выходом третьим информационным входом блокаформирования возмущения по температуре моделирования изменения температуры па-перегретого пара устройства, выход третье- ра в цилиндре среднего давления, выходго блока суммирования является выходом блока включения обогрева фланцев цилинд-формирования величины температуры перегретого пара устройства, выход блока моделирования изменения температуры пара в цилиндре среднего давления является выходом формирования изменения температуры пара в цилиндре среднего давления устройства, выходы среднеинтегрального значения температуры металла и значения эффективной разности температур по толщине критического элемента в контролируемом сечении блока моделирования прогрева критических элементов конструкции цилиндра среднего давления являются соответственно выходом среднеинтеграль- ной температуры металла ротора и выходом формирования эффективной разности температур по толщине критического элемента цилиндра среднего давления устройства, выходы блоков моделирования относительного расширения роторов цилиндров .высокого и среднего давления являются -соответственно выходами формирования относительных расширений роторов цилиндров высокого и среднего давления устройства.

2.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что блок моделирования изменения положения клапанов содержит сумматор и ключевой элемент, первый и второй входы сумматора являются соответственно первым и вторым информационными входами блока, выходом которого является выход сумматора, третьим информационным входом блока является информационный вход ключевого элемента, выход которого подключен к третьему входу сумматора.

3.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что блок моделирования изменения давления свежего пара содержит умножитель, ключевой элемент, первый и второй функциональные преобразователи, первым информационным входом блока является первый вход первого функционального преобразователя, выход которого является выходом блока, вторым информационным входом блока является вход второго функционального преобразователя, выход которого соединен с первым входом умножителя, выход которого подключен к второму входу первого функционального преобразователя, третьим информационным входом блока является второй вход умножителя, соединенный с информационным входом ключевого элемента, выход которого подключен к третьему входу первого функционального преобразователя,

4.Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что блок моделирования изменения расхода пара через турбину содержит функциональный преобразователь и умножитель, первый вход которого является

первым информационным входом блока, вторым информационным входом блока является вход функционального преобразователя, выход которого подключен к второму входу умножителя, выход которого является выходом блока.

5.Устройство поп.1, отличающее- с я тем, что блок моделирования изменения частоты вращения турбины содержит умно0 житель, функциональный преобразователь и ключевой элемент, причем первым информационным входом блока является первый вход умножителя, выход которого подключен к первому входу функционального пре5 образователя, выход которого является выходом блока, вторым информационным входом блока является информационный вход ключевого элементя, выход которого соединен с вторым входом функционально0 го преобразователя, третьим информационным входом блока является второй вход умножителя.

6.Устройство поп.1. отличающее- . с я тем, что блок моделирования изменения

5 температуры пара в цилиндре высокого давления содержит шесть сумматоров, три умножителя, интегратор, три функциональных преобразователя и два ключевых элемента, первым информационным входом блока яв0 ляется информационный вход первого ключевого элемента, выход которого подключен к первому неинвертирующему входу первого сумматора, выход которого является выходом блока, вторым информационным

5 входом блока является информационный вход второго ключевого элемента, объединенный с инвертирующими входами второго и третьего сумматоров выход второго ключевого элемента соединен с первым вхо0 дом четвертого сумматора, выход которого подключен к неинвертирующему входу второго сумматора, выход которого подключен к второму неинвертирующему входу первого сумматора, инвертирующий вход которо5 го соединен с выходом третьего сумматора, неинвертирующий вход которого подключен к входам первого, второго и третьего функциональных преобразователей и является третьим информационным входом бло0 ка, четвертым информационным входом блока является второй вход четвертого сумматора, соединенный с инвертирующим входом пятого сумматора, неинвертирующий вход которого соединен с третьим

5 входом четвертого сумматора и является пятым информационным входом блока, выход пятого сумматора подключен у неинвертирующему входу шестого сумматора и первому входу первого умножителя, выход которого подключен к четвертому входу четвертого сумматора, выход первого функционального преобразователя соединен с вторым входом первого умножителя, выход второго функционального преобразователя подключен к первому входу второго умно- жителя, выход которого соединен с инвертирующим входом шестого сумматора, выход которого через интегратор соединен с первым входом третьего умножителя, выход которого подключен к пятому входу чет- вертого сумматора и второму входу второго умножителя, выход третьего функционального преобразователя подключен к второму входу третьего умножителя,

7.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ще е- с я тем, что блок моделирования изменения температуры пара в цилиндре среднего давления содержит пять сумматоров, три умножителя, четыре функциональных преобразователя и интегратор, входы функцию- нальных преобразователей объединены и являются первым информационным входом блока, вторым информационным входом блока является неинвертирующий вход первого сумматора, выход которого соединен с первым входом первого умножителя и неинвертирующим входом второго сумматора, выход которого через интегратор подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен с первыми входа- ми третьих сумматоров и умножителя, выход которого подключен к инвертирующему входу второго сумматора, выход первого функционального преобразователя соединен с вторым входом первого умножителя. выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, выход второго функционального преобразователя соединен с вторым входом второго умножителя, выход третьего функционального преобразова- теля подключен к второму входу третьего умножителя, третьим информационным входом блока является инвертирующий вход первого сумматора, обьединенный с третьим входом третьего сумматора, выход которого подключен к первому неинвертирующему входу четвертого сумматора, второй неинвертирующий вход которого соединен

с выходом четвертого функционального преобразователя, выход четвертого сумма- тора подключен к входу пятого сумматора, выход которого является выходом блока.

8.Устройство поп. 1, отличающее- с я тем, что блок моделирования прогрева критических элементов конструкции цилин- дра давления содержит три умножителя, три1 сумматора, интегратор, три функциональных преобразователя и ключевой элемент, причем первым информационным входом блока является первый неинвертирующий

вход первого умножителя, вторым информационным входом блока является вход первого функционального преобразователя, выход которого подключен к первому входу второго умножителя, третьим информационным входом блока является информационный вход ключевого элемента, объединенный с входом второго функционального преобразователя, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя, выход которого подключен к второму неинвертирующему входу первого умножителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом первого сумматора, выход которого подключен к первым входам соответственно второго сумматора и третьего умножителя, выход которого подключен к первому входу интегратора, выход которого соединен с первым инвертирующим входом первого умножителя, с первым входом третьего сумматора и входом третьего функционального преобразователя, выход которого подключен к второму входу третьего умножителя, выход ключевого элемента соединен с вторыми входами второго сумматора, интегратора и третьего сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу первого сумматора, етвертым информационным входом блока является третий вход интегратора, выход которого является первым выходом блока, выход второго сумматора подключен к второму инвертирующему входу первого умножителя v является вторым выходом блока.

9. Устройство по п. 1, отличающее- с я тем, что блок моделирования относительного расширения ротора цилиндра содержит семь умножителей, девять сумматоров, три интегратора и семь функциональных преобразователей, причем третьим информационным входом блока является первый неинвертирующий вход первого сумматора, обьединенный с неинвертирующим входом второго сумматора, выход которого подключен к неинвертирующим входам третьего, четвертого и пятого сумматоров, вторым информационным входом блока являются объединенные входы всех функциональных преобразователей, третьим информационным входом блока является вход первого умножителя, выход которого подключен к первому инвертирующему входу шестого сумматора, выход которого является выходом блока, четвертым информационным входом блока является инвертирующий вход второго сумматора, обьединенный с первым входом седьмого сумматора, выход которого подключен к инвертирующим входам восьмого и девятого сумматоров и второму неинвертирующему

входу первого сумматора, третий неинвертирующий вход которого является пятым информационным входом блока, выход первого функционального преобразователя соединен с первым входом второго умножи- теля, выход которого соединен с инвертирующим входом третьего сумматора, выход которого через первый интегратор подключен к первому входу третьего умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго умножителя и неинвертирующим входом шестого сумматора, выход второго функционального преобразователя соединен с вторым входом третьего сумматора, выход третьего функционального преоб- роазователя соединен с первым входом четвертого умножителя, выход которого подключен к инвертирующему входу четвертого сумматора, выход которого через второй интегратор подключен к первому входу пятого умножителя, выход которого соединен с вторым входом четвертого умножителя и с вторым инвертирующим входом шестого сумматора, выход четвертого функционального преобразователя соеди- нен с вторым входом пятого умножителя, выход пятого функционального преобразователя - с первым входом шестого умножителя, выходы которого подключены к инвертирующему входу пятого сумматора, выход которого через третий интегратор подключен к первому входу седьмого умножителя, выход которого подключен к вторым входам шестого умножителя и седьмого сумматора, третий вход которого соединен с выходом восьмого сумматора, выход шестого функционального преобразователя подключен к второму входу седьмого умножителя, выход седьмого функционального преобразователя - к инвертирующему

входу первого сумматора, выход которого соединен с неинвертирующими входами восьмого и девятого сумматоров, выход последнего подключен к третьему инвертирующему входу шестого сумматора.

10. Устройство по п. Ч.отличающее- с я тем, что блок суммирования содержит три сумматора, два интегратора, четыре умножителя и четыре функциональных преобразователя, первым информационным входом блока являются объединенные входы функциональных преобразователей, выход первого функционального преобразователя соединен с первым входом первого умножителя, выход которого подключен к инвертирующему входу первого сумматора, выход которого через первый интегратор подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя и первым входом второго сумматора, выход которого является выходом блока, выход второго функционального преобразователя подключен к второму входу второго умножителя, выход третьего функционального преобразователя - к первому входу третьего умножителя, выход которого соединен с инвертирующим входом третьего сумматора, выход которого через второй интегратор подключен к первому входу четвертого умножителя, выход которого соединен с вторыми входами второго сумматора и третьего умножителя, выход четвертого функционального преобразователя подключен к второму входу четвертого умножителя, вторым информационным входом блока является неинвертирующий вход третьего сумматора, третьим информационным входом блока - неинвертирующий вход первого сумматора.

Ј &ф

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании физико-математических моделей энергетических объектов и модулей на базе паровых турбин. Цель изобретения - повышение точности моделирования. Устройство содержит две группы задатчиков входного воздействия, панель индикации и непосредственно модель паровой турбины энергоблока, включающую блоки моделирования изменения положения клапанов, давления свежего пара, давления в конденсаторе, расхода пара через турбину, частоты вращения турбины, температуры пара в цилиндрах высокого и среднего давления, а также блоки моделирования прогрева критических элементов конструкций цилиндров высокого и среднего давления, относительного расширения роторов цилиндров высокого и среднего давления и блоки включения обогрева фланцев цилиндров высокого и среднего давления. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

/гл0

98&ZA91

п

д

С 917)

MSh

9в

9 Щ

1

W

Qd

т

нач пто

Фиг. 8

83

ij

M

ttuBd

Фиг. 10

i

Фие.12