【摘要】：船舶核動力裝置汽輪機(jī)的做功工質(zhì)是蒸汽,蒸汽在經(jīng)過汽輪機(jī)各級葉片時不斷膨脹做功,蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)的機(jī)械能,通過齒輪傳動產(chǎn)生船舶航行所需的動力。在汽輪機(jī)內(nèi)做功后的乏汽進(jìn)入冷凝器,遇冷卻水管冷凝成水,汽輪機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)速來改變航速,冷凝器接收來自汽輪機(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(jī)排汽進(jìn)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(xué)模型的建立�；谏鲜鰯�(shù)學(xué)模型,建立核動力裝置冷凝器的仿真模型,進(jìn)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(jī)排汽流量急劇變化及海水溫度變化等變工況進(jìn)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(jìn)行其真空度的控制方法研究�；谶\行經(jīng)濟(jì)性的考慮,冷凝器在每個工況點都有相對應(yīng)的最佳運行真空度,變工況時,可對冷凝器的真空度進(jìn)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(jìn)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(yīng)和模糊RBF網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jìn)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(yuǎn)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(fù)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(dá)到設(shè)計的最大值，通常止冷卻水溫升高或蒸汽負(fù)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(dāng)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(fù)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(dá)到設(shè)計的最大值，通常止冷卻水溫升高或蒸汽負(fù)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(dāng)循環(huán)冷卻水水溫為 33℃
【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉慧博;王靜;吳彥合;;無刷直流電機(jī)模糊自適應(yīng)PID控制研究與仿真[J];控制工程;2014年04期

2 吳鵬;劉新凱;彭敏俊;;核電站凝汽器仿真模型研究[J];原子能科學(xué)技術(shù);2014年01期

3 吳玉香;王聰;;不確定機(jī)器人的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與學(xué)習(xí)[J];控制理論與應(yīng)用;2013年08期

4 張永生;馬運義;;船用冷凝器的真空與凝水過冷度控制系統(tǒng)研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2011年03期

5 張偉;邊信黔;夏國清;蔡鶴皋;;基于規(guī)則的冷凝器壓力系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究[J];熱能動力工程;2009年02期

6 薛若軍;田兆斐;趙強(qiáng);;核動力裝置冷凝器實時仿真[J];核動力工程;2008年05期

7 萬華慶;姚涌濤;潘艷;孫建華;;凝汽器真空—凝水過冷度機(jī)理分析及其控制系統(tǒng)研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2008年01期

8 倪何;程剛;孫豐瑞;;某型艦用冷凝器動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立和應(yīng)用[J];計算機(jī)仿真;2007年07期

9 張偉;丁宗華;夏國清;邊信黔;;協(xié)調(diào)控制技術(shù)在核動力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J];核科學(xué)與工程;2006年04期

10 李大鵬;趙元松;;基于熱力系統(tǒng)動力學(xué)的冷凝器動態(tài)仿真建模[J];計算機(jī)仿真;2006年08期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 任懷慶;非線性不確定系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制研究[D];吉林大學(xué);2014年

2 李永明;非匹配不確定非線性系統(tǒng)自適應(yīng)模糊控制[D];大連海事大學(xué);2014年

3 王煥清;幾類隨機(jī)非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[D];青島大學(xué);2013年

4 伍錫如;電廠冷凝器清洗機(jī)器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論研究[D];湖南大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李拓彬;電液伺服系統(tǒng)PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略研究與應(yīng)用[D];中南大學(xué);2013年

2 劉霜;混合式步進(jìn)電機(jī)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 孔學(xué)森;模糊自適應(yīng)PID對三容水箱液位控制的仿真與試驗研究[D];燕山大學(xué);2012年

4 劉亞奇;600MW電站凝汽器狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

5 歐陽曉燕;火電廠凝汽器系統(tǒng)的故障診斷研究[D];北京交通大學(xué);2010年

6 單旭昇;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)在凝汽器故障診斷中的應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2009年

7 周紅;核動力裝置凝給水系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

8 梅林;基于模糊自適應(yīng)PID的污水處理pH值控制系統(tǒng)研究[D];北京化工大學(xué);2008年

9 尹煒;船用凝汽系統(tǒng)動態(tài)建模及控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

10 李志強(qiáng);基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識的永磁無刷直流電機(jī)單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制[D];天津大學(xué);2005年

本文編號：2846950