【摘要】：船舶核動力裝置汽輪機的做功工質(zhì)是蒸汽,蒸汽在經(jīng)過汽輪機各級葉片時不斷膨脹做功,蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C的機械能,通過齒輪傳動產(chǎn)生船舶航行所需的動力。在汽輪機內(nèi)做功后的乏汽進入冷凝器,遇冷卻水管冷凝成水,汽輪機運行所需的背壓被建立并保持。船舶在航行時,根據(jù)需要,常通過改變汽輪機的轉(zhuǎn)速來改變航速,冷凝器接收來自汽輪機的排汽流量不斷變化,運行工況隨之改變,造成冷凝器的真空度不斷波動,影響汽輪機的做功效率和冷凝器的穩(wěn)定運行;與在海面上航行的核動力船舶不同,核潛艇能在水下潛行,并根據(jù)需要進行上浮和下潛操作,艇外海水作為冷凝器的循環(huán)冷卻水其溫度不斷變化,影響冷凝器的運行真空度。因此,在此類工況下需要對船用冷凝器的真空度進行控制,以維持二回路的穩(wěn)定運行。本文以船舶核動力裝置冷凝器為研究對象,主汽輪機排汽進入冷凝器后被冷卻水管冷凝成水,聚集在熱井中,冷卻管內(nèi)循環(huán)冷卻水因吸收蒸汽凝結(jié)釋放的熱量而升溫,依據(jù)這些傳質(zhì)傳熱過程,將冷凝器分為三區(qū),各分區(qū)均采用集總參數(shù)法列出質(zhì)量守恒方程和能量守恒方程,聯(lián)立得到能夠求解冷凝器真空度的微分方程組,完成冷凝器數(shù)學模型的建立�；谏鲜鰯�(shù)學模型,建立核動力裝置冷凝器的仿真模型,進行冷凝器的穩(wěn)態(tài)仿真研究。仿真結(jié)果表明,冷凝器壓力在蒸汽流量或冷卻水溫度發(fā)生較大變化時均低于限值,仿真模型具有良好的靜態(tài)特性;針對汽輪機排汽流量急劇變化及海水溫度變化等變工況進行動態(tài)仿真,各參數(shù)的變化曲線符合冷凝器參量互相影響的規(guī)律,仿真模型可用來進行其真空度的控制方法研究�；谶\行經(jīng)濟性的考慮,冷凝器在每個工況點都有相對應的最佳運行真空度,變工況時,可對冷凝器的真空度進行控制,使之調(diào)整為此刻最佳運行真空度。本文針對冷凝器蒸汽流量大幅升高與降低、海水溫度快速上升與下降等變工況,進行船用冷凝器真空度的PID控制,但超調(diào)量較大,采用單神經(jīng)元自適應和模糊RBF網(wǎng)絡自整定等智能控制方法與PID結(jié)合,分析控制結(jié)果可知,兩種控制方法與傳統(tǒng)PID控制方法相比,超調(diào)量和響應速度等控制參量均有所改善,且控制效果良好。本文為船用冷凝器真空度的控制方法提供了可行性的方案。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U664.5;TP273
【圖文】：

3 章 船用冷凝器仿真分析及真空度 PID 控第 2 章建立的冷凝器仿真模型，進行船用冷凝器的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)仿真制器針對冷凝器真空度控制，并分析控制結(jié)果。本文所研究船用冷電站冷凝器的運行參數(shù)，雖然核電站冷凝器與船用冷凝器的運行參電站冷凝器的循環(huán)水流量遠大于船用冷凝器的循環(huán)水流量)，但二基本相同(均為汽輪機末端提供背壓，真空度在一個量級上)，因此時，冷凝器真空度的分析直接使用仿真結(jié)果，冷卻水流量的分析，值使用“歸一化”方法進行處理，處理后的數(shù)值為冷卻水流量與最凝器穩(wěn)態(tài)特性仿真分析針對冷凝器的大部分穩(wěn)態(tài)工況進行了仿真，總結(jié)分為三種情況：

26.3 為冷卻水流量為設(shè)計額定工況值 120%、較高冷卻水溫（20~30℃額定工況蒸汽負荷的 100%~140%）工況下，冷凝器壓力的變化曲線凝器正常運行時，循環(huán)冷卻水的流量不會達到設(shè)計的最大值，通常止冷卻水溫升高或蒸汽負荷增大時，冷凝器壓力過多地升高，同時口溫度控制在一定值以內(nèi)。述冷凝器穩(wěn)態(tài)工況的計算結(jié)果分析可知，當循環(huán)冷卻水水溫為 33℃

26.3 為冷卻水流量為設(shè)計額定工況值 120%、較高冷卻水溫（20~30℃額定工況蒸汽負荷的 100%~140%）工況下，冷凝器壓力的變化曲線凝器正常運行時，循環(huán)冷卻水的流量不會達到設(shè)計的最大值，通常止冷卻水溫升高或蒸汽負荷增大時，冷凝器壓力過多地升高，同時口溫度控制在一定值以內(nèi)。述冷凝器穩(wěn)態(tài)工況的計算結(jié)果分析可知，當循環(huán)冷卻水水溫為 33℃
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本文編號：2846950