一种蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，熔盐储罐的出口经熔盐泵与熔盐换热器的管侧入口相连通，熔盐换热器的管侧出口与熔盐储罐的入口相连通；增压风机的出口与熔盐换热器的壳侧入口相连通，熔盐换热器的壳侧出口与蒸汽发生器的一回路壳侧入口相连通，蒸汽发生器的一回路壳侧出口与增压风机的入口相连通，给水罐的出口经给水泵与蒸汽发生器的二回路管侧入口相连通，蒸汽发生器的二回路管侧出口经工业供汽装置与给水罐的入口相连通，该系统能够跟踪控制变量的变化趋势，修正控制变量的输出，保证蒸汽发生器各种运行工况下出口蒸汽温度稳定，系统可靠性较高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统


[0001]本专利技术属于蒸汽机装置
，涉及一种蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统。

技术介绍

[0002]螺旋管式直流蒸汽发生器采用立式、直流螺旋管式，具有结构紧凑、传热高效、可靠性强的优点，广泛应用于工业供热领域，并为工业用户提供温度恒定的热源。由于螺旋管式直流蒸汽发生器具有汽液两相流不稳定性和沸腾传热复杂、多变的运行特点，各研究学者对于螺旋管流动不稳定特性开展了大量的实验和数值模拟研究，总结出了各类经验关系式来阐明螺旋管直流蒸汽发生器的热工水力特性。但是对于如何调节螺旋管直流蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性方面，目前尚无精确的控制策略。这是由于在螺旋管直流蒸汽发生器的不同运行工况下，一回路气体流量、二回路给水流量、蒸汽发生器出口温度和热功率等各控制变量之间存在较复杂的耦合性，控制变量受设备内部结构属性和外部运行工况的共同作用，其控制特性是非线性的，并具有分布参数和时变特性，目前采用的单一控制回路难以做到对出口蒸汽温度的稳定控制。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，该系统能够保证蒸汽发生器各种运行工况下出口蒸汽温度稳定，系统可靠性较高。
[0004]为达到上述目的，本专利技术所述的蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，包括熔盐储罐、熔盐泵、熔盐换热器、增压风机、蒸汽发生器、给水罐、给水泵、工业供汽装置、第一变频器、第二变频器、第三变频器及出口蒸汽温度协调控制系统；熔盐储罐的出口经熔盐泵与熔盐换热器的管侧入口相连通，熔盐换热器的管侧出口与熔盐储罐的入口相连通；增压风机的出口与熔盐换热器的壳侧入口相连通，熔盐换热器的壳侧出口与蒸汽发生器的一回路壳侧入口相连通，蒸汽发生器的一回路壳侧出口与增压风机的入口相连通，给水罐的出口经给水泵与蒸汽发生器的二回路管侧入口相连通，蒸汽发生器的二回路管侧出口经工业供汽装置与给水罐的入口相连通；第一变频器与熔盐泵的控制端相连接，第二变频器与增压风机的控制端相连接，第三变频器与给水泵的控制端相连接；出口蒸汽温度协调控制系统的输出端与第一变频器、第二变频器及第三变频器相连接。
[0005]增压风机转速计布置于熔盐换热器的壳侧出口与蒸汽发生器的壳侧入口之间的管路上，熔盐泵转速计布置于熔盐泵的出口与电加热器的入口之间的管路上，给水泵转速计布置于给水泵的出口与蒸汽发生器的管侧入口之间的管路上；增压风机转速计、熔盐泵转速计及给水泵转速计的输出端与出口蒸汽温度协调控
制系统的输入端相连接。
[0006]增压风机的入口管道上设置储气罐。
[0007]熔盐储罐的出口经熔盐泵及电加热器与熔盐换热器的管侧入口相连通。
[0008]出口蒸汽温度协调控制系统包括用于控制第一变频器的热功率控制模块、用于控制第二变频器的气体流量控制模块以及用于控制第三变频器的给水流量控制模块。
[0009]所述热功率控制模块包括热功率计算模块、热功率设定模块、热功率偏差模块、第一函数求解器、第一PID调节器、熔盐泵转速模块、第二函数求解器及第三函数求解器；熔盐泵转速计的输出端与热功率计算模块的输入端相连接，热功率计算模块及热功率设定模块的第一输出端与热功率偏差模块的输入端相连接；热功率偏差模块的输出端与第一函数求解器的输入端相连接，第一函数求解器的输出端与第一PID调节器的输入端相连接，第一PID调节器的输出端与第一变频器的输入端相连接，第一变频器的输出端与熔盐泵转速模块的输入端相连接，熔盐泵转速模块的输出端与第二函数求解器的输入端相连接，第二函数求解器的输出端与热功率计算模块的输入端相连接，热功率设定模块的第二输出端与第三函数求解器的输入端相连接，第三函数求解器的输出端与气体流量控制模块的输入端相连接。
[0010]所述气体流量控制模块包括气体流量计算模块、气体流量设定模块、气体流量偏差模块、第四函数求解器、第二PID调节器、增压风机转速模块、第五函数求解器及第六函数求解器；其中，增压风机转速计的输出端与气体流量计算模块的输入端相连接，第三函数求解器的输出端与气体流量设定模块的输入端相连接，气体流量设定模块的第一输出端及气体流量计算模块的输出端与气体流量偏差模块的输入端相连接，气体流量偏差模块的输出端与第四函数求解器的输入端相连接，第四函数求解器的输出端与第二PID调节器的输入端相连接，第二PID调节器的输出端与第二变频器的输入端相连接，第二变频器的输出端与增压风机转速模块的输入端相连接，增压风机转速模块的输出端经第五函数求解器与气体流量计算模块相连接，气体流量设定模块的第二输出端与第六函数求解器的输入端相连接，第六函数求解器的输出端与给水流量控制模块的输入端相连接。
[0011]给水流量控制模块包括给水流量设定模块、给水流量计算模块、给水流量偏差模块、第七函数求解器、第三PID调节器、给水泵转速模块及第八函数求解器；给水泵转速计与给水流量计算模块的输入端相连接，第五函数求解器的输出端与给水流量设定模块的输入端相连接，给水流量设定模块的输出端及给水流量计算模块的输出端与给水流量偏差模块的输入端相连接，给水流量偏差模块的输出端与第六函数求解器的输入端相连接，第六函数求解器的输出端与第三PID调节器的输入端相连接，第三PID调节器的输出端经第三变频器与给水泵转速模块的输入端相连接，给水泵转速模块的输出端经第八函数求解器与给水流量计算模块的输入端相连接。
[0012]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统在具体操作时，采用联合控制的方式，通过出口蒸汽温度协调控制系统利用第一变频器、第二变频器及第三变频器分别控制熔盐泵的转速、增压风机的转速和给水泵的转速，转速控制具有快速响应特性，使得在机组变工况运行时，控制回路能够及时跟踪参数变化，保证蒸汽发生器各种运
行工况下出口蒸汽温度稳定，系统可靠性较高。相较于原单一控制回路，能够快速跟踪控制变量的变化趋势，修正控制变量的输出，对于非线性分布的控制变量扰动，更具有控制稳定性和精确性。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的结构图；图2为本专利技术的控制原理图。
[0014]其中，1为熔盐储罐、2为熔盐泵、3为电加热器、4为熔盐换热器、5为蒸汽发生器、6为储气罐、7为增压风机、8为给水罐、9为给水泵、10为工业供汽装置、11为第一变频器、12为第二变频器、13为第三变频器、14为熔盐泵转速计、15为增压风机转速计、16为给水泵转速计、201为热功率计算模块、202为热功率设定模块、203为热功率偏差模块、204为第一函数求解器、205为第一PID调节器、206为热功率控制模块、207为熔盐泵转速模块、208为第二函数求解器、209为第三函数求解器、210为气体流量计算模块、211为气体流量设定模块、212为气体流量偏差模块、213为第四函数求解器、214为第二PID调节器、215为气体流量控制模块、216为增压风机转速模块、217为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，其特征在于，包括熔盐储罐（1）、熔盐泵（2）、熔盐换热器（4）、增压风机（7）、蒸汽发生器（5）、给水罐（8）、给水泵（9）、工业供汽装置（10）、第一变频器（11）、第二变频器（12）、第三变频器（13）及出口蒸汽温度协调控制系统；熔盐储罐（1）的出口经熔盐泵（2）与熔盐换热器（4）的管侧入口相连通，熔盐换热器（4）的管侧出口与熔盐储罐（1）的入口相连通；增压风机（7）的出口与熔盐换热器（4）的壳侧入口相连通，熔盐换热器（4）的壳侧出口与蒸汽发生器（5）的一回路壳侧入口相连通，蒸汽发生器（5）的一回路壳侧出口与增压风机（7）的入口相连通，给水罐（8）的出口经给水泵（9）与蒸汽发生器（5）的二回路管侧入口相连通，蒸汽发生器（5）的二回路管侧出口经工业供汽装置（10）与给水罐（8）的入口相连通；第一变频器（11）与熔盐泵（2）的控制端相连接，第二变频器（12）与增压风机（7）的控制端相连接，第三变频器（13）与给水泵（9）的控制端相连接；出口蒸汽温度协调控制系统的输出端与第一变频器（11）、第二变频器（12）及第三变频器（13）相连接。2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，其特征在于，还包括增压风机转速计（15）、熔盐泵转速计（14）及给水泵转速计（16）；增压风机转速计（15）布置于熔盐换热器（4）的壳侧出口与蒸汽发生器（5）的壳侧入口之间的管路上，熔盐泵转速计（14）布置于熔盐泵（2）的出口与电加热器（3）的入口之间的管路上，给水泵转速计（16）布置于给水泵（9）的出口与蒸汽发生器（5）的管侧入口之间的管路上；增压风机转速计（15）、熔盐泵转速计（14）及给水泵转速计（16）的输出端与出口蒸汽温度协调控制系统的输入端相连接。3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，其特征在于，所述增压风机（7）的入口管道上设置储气罐（6）。4.根据权利要求1所述的蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，其特征在于，所述熔盐储罐（1）的出口经熔盐泵（2）及电加热器（3）与熔盐换热器（4）的管侧入口相连通。5.根据权利要求2所述的蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，其特征在于，所述出口蒸汽温度协调控制系统包括用于控制第一变频器（11）的热功率控制模块（206）、用于控制第二变频器（12）的气体流量控制模块（215）以及用于控制第三变频器（13）的给水流量控制模块（224）。6.根据权利要求5所述的蒸汽发生器出口蒸汽温度稳定性调节的试验系统，其特征在于，所述热功率控制模块（206）包括热功率计算模块（201）、热功率设定模块（202）、热功率偏差模块（203）、第一函数求解器（204）、第一PID调节器（205）、熔盐泵转速模块（207）、第二函数求解器（208）及第三函数求解器（209）；其中，所述熔盐泵转速计（14）的输出端与热功率计算模块（201）的输入端相连接，热功率计算模块（201）及热功率设定模块（202）的第一输出端与热功率偏差模块（203）的输入端相连接；热功率偏差模块（203）的输出端与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊峰，马晓珑，韩传高，梁舒婷，韩伟，张卫军，席京彬，吴志军，王威，张振鲁，安娜，黄建利，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：