核动力二回路凝给水系统控制策略优化研究

摘要

船用核动力二回路系统组成复杂，动态运行中负荷变化频繁、幅度大，对动力系统扰动大。凝给水系统作为核动力装置重要组成部分之一，设计合理的控制策略对核动力二回路系统安全稳定运行具有重要意义。 本文以核动力装置为研究对象，建立核动力二回路系统数学模型，并完成仿真模型整体开发，用模型稳态仿真数据与理论设计数据进行对比验证模型准确性。设计开发并研究三种控制策略在除氧器及冷凝器异常水位情况下的调节能力及系统稳定性，升降工况时不同控制策略对除氧器、冷凝器水位调节效果以及对系统调节能力。 分析仿真结果得出:在异常水位工况调节过程中，C-PID控制在调节冷凝器异常水位效果优于普通PID控制，优化后的C-PID控制方案在实验工况一至四中对冷凝器水位优化效果分别达到35.00％、37.5％、44.44％、4.00％。D-PID控制方案在除氧器异常水位调节效果优于C-PID控制方案，在除氧器水位恢复至稳定过程中，其变化趋势可明显收敛，D-PID控制方案在异常水位调节中超调量小于C-PID控制方案。在实验工况一至四，0-500s内除氧器水位超调量优化效果分别达到71.05％、67.65％、47.62％、38.89％。 在升降负荷工况调节过程中，D-PID控制策略对除氧器水位调节效果优于W-PID控制策略，对冷凝器水位调节效果则不如。升负荷过程中，D-PID控制策略调节下除氧器水位超调量减小0.015，稳定时间缩短100s，冷凝器水位超调量增加0.005，稳定时间增加400s;降负荷过程中，D-PID控制策略调节下除氧器水位超调量减小0.047，稳定时间缩短500s，冷凝器水位超调量减小0.001，稳定时间增加200s。W-PID控制策略对日用水箱扰动小于D-PID控制策略，但化学补充水浪费现象较严重。