Регулирование уровня в корпусах реакторов, барабанах-сепараторах и парогенераторах барабанного типа

Система регулирования уровня в парогенераторе h_б атомного энергобло­ка строится по тому же принципу, что и система регулирования в барабане котла (см. рис. 1.17).

Рис. 1.17

Система регулирования уровня в барабане котла. Применяемая в настоя­щее время схема регулирования уровня в барабанах котлов приведена на рис. 1 17, а. На вход регулятора уровня РУ подается взвешенная сумма (зна­чения весовых коэффициентов устанавливаются в БФ и KB) сигналов, оп­ределяющих текущие значения уровня в барабане h_б(0(основной регули­руемой величины), расхода питательной воды G_n._B (г) (вспомогательной пере­менной состояния) и расхода перегретого пара из котла G_n._n (t) (возмущающего воздействия). Таким образом, информационная структура (рис. 1:17, б) рассмотренной системы регулирования сочетает в себе структуру системы ре­гулирования со вспомогательной переменной состояния (см. рис. 1.6, б) и системы с компенсацией возмущения (см. рис. 1.5). Назначение сигнала от вспомогательной переменной состояния здесь состоит в устранении влияния на уровень в барабане возмущений, идущих со стороны питательного клапа­на (самопроизвольного изменения расхода питательной воды, обусловлен­ного изменением давления воды в питательной магистрали), назначение сиг­нала от возмущения — устранить влияние на уровень изменения паровой нагрузки котла.

Для того, чтобы система работала без остаточной неравномерности, весо­вые коэффициенты БФ и KB подбираются таким образом, чтобы в устано­вившихся режимах, когда G_nB = G_n._n, их сигналы взаимно компенсирова­лись.

Необходимость применения сравнительно сложной системы регулирова­ния для такого, казалось бы, очень простого объекта, как барабан котла (ведь подобные функции выполнял уже регулятор Ползунова, показанный на рис. 1.8), обусловлена наличием в современных котлах высокого давления своеобразного эффекта «вскипания» уровня. Сущность этого явления состо­ит в следующем.

Пусть в какой-то момент времени регулятор турбины открывает клапан подвода пара к турбине, увеличивая расход перегретого пара из котла G_u,_n. Это должно было бы привести к падению уровня воды в барабане котла, од­нако в действительности сначала уровень быстро возрастает («вскипает») и лишь спустя некоторое время начинает меняться в «правильном» направле­нии (уменьшаться). Объясняется это тем, что в экранных трубах и барабанах котлов высокого давления находится не вода, а пароводяная смесь, объем ко­торой зависит от давления. Увеличение открытия клапана турбины приво­дит к немедленному падению давления над поверхностью испарения в бара­бане, объем пароводяной смеси увеличивается, что проявляется во времен­ном увеличении уровня. Аналогичное явление, но в другом направлении про­исходит при уменьшении степени открытия клапана турбины.