本文關(guān)鍵詞：核電機(jī)組汽輪機(jī)控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺的研究與開發(fā)

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【摘要】：化石能源是目前全球消耗最主要的能源,包括煤、石油、天然氣等,屬于非可再生能源,隨著人類的發(fā)展,必然會有枯竭的一天。另一方面,化石能源在使用過程中會排放大量的溫室氣體和污染環(huán)境的煙氣,嚴(yán)重的威脅地球的生態(tài)環(huán)境,影響人類的生活質(zhì)量。大力發(fā)展可再生能源是保護(hù)環(huán)境最有效的方法,也是當(dāng)今世界共同的目標(biāo)。風(fēng)能和太陽能雖然也是可再生能源,但其不穩(wěn)定性注定不能大量替代化石能源,核能作為一種清潔而又高效的能源是替代化石能源的最佳選擇。核電作為目前使用核能最廣泛的方式,已經(jīng)在被積極推廣。但核電的初期建設(shè)投資相對火電等大很多,同時(shí),核能在發(fā)電過程中的安全性也急需重視。因此,如何降低核電開發(fā)階段的投資并提高核電運(yùn)行的安全性,對我國核電的積極健康發(fā)展有著非常重要的意義。核電汽輪機(jī)控制系統(tǒng)作為控制核電汽輪機(jī)安全運(yùn)行的主要設(shè)備,其控制的邏輯性和算法的準(zhǔn)確性顯得尤為重要。而目前大部分的核電汽輪機(jī)控制系統(tǒng)都引進(jìn)自國外,成本比較高,如何使核電汽輪機(jī)控制系統(tǒng)國產(chǎn)化是目前核電發(fā)展的重要目標(biāo)。本文所開發(fā)的核電汽輪機(jī)組控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺具有兩大重要意義：一、能夠節(jié)約核電汽輪機(jī)控制系統(tǒng)在開發(fā)階段的成本；二、能夠在開發(fā)階段為核電汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的算法和策略提供優(yōu)化思路和方向。本文研究的動態(tài)試驗(yàn)平臺以某廠1000Mw核電汽輪機(jī)組為研究對象,以調(diào)試該核電汽輪機(jī)組控制系統(tǒng)為主要目標(biāo)。在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了控制系統(tǒng)所需要的信號類型、信號大小、信號數(shù)量,并考慮了汽輪機(jī)仿真模型運(yùn)行平臺的可靠性。軟件設(shè)計(jì)上,建立了核反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)通流以及回?zé)嵯到y(tǒng)在內(nèi)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,開發(fā)了核電機(jī)組汽輪機(jī)控制系統(tǒng)硬件在環(huán)試驗(yàn)平臺,并設(shè)計(jì)了美觀簡潔的人機(jī)交互界面。最后對所開發(fā)動態(tài)試驗(yàn)平臺的軟硬件都做了各項(xiàng)測試和仿真試驗(yàn)。軟硬件測試結(jié)果表明本文選取的采集卡、CPU等硬件設(shè)備完全能夠勝任目前開發(fā)動態(tài)試驗(yàn)平臺的需求,同時(shí)也能滿足后期對動態(tài)試驗(yàn)平臺的擴(kuò)展和更新。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明本文所開發(fā)的動態(tài)仿真模型靜態(tài)結(jié)果準(zhǔn)確,動態(tài)趨勢合理,證明了本文模型的準(zhǔn)確性和可行性,能夠?yàn)楹穗姍C(jī)組汽輪機(jī)控制系統(tǒng)在開發(fā)階段提供實(shí)驗(yàn)室動態(tài)試驗(yàn)平臺,節(jié)約控制系統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間,并對控制系統(tǒng)的算法和策略進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：汽輪機(jī) 控制系統(tǒng) 建模 硬件在環(huán) 試驗(yàn) LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK263;TM623
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 核電機(jī)組汽輪機(jī)動態(tài)仿真模型研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 硬件在環(huán)仿真的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 硬件在環(huán)仿真11-13
• 1.3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2.1 dSPACE系統(tǒng)13
• 1.3.2.2 LabCar系統(tǒng)13-14
• 1.3.2.3 RTS平臺14
• 1.3.2.4 LabVIEW RT系統(tǒng)14-15
• 1.4 本文的主要工作15-17
• 第二章 核電汽輪機(jī)控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺整體設(shè)計(jì)方案17-26
• 2.1 核電機(jī)組汽輪機(jī)控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺概述17-21
• 2.1.1 核電機(jī)組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能17-18
• 2.1.2 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)18-19
• 2.1.3 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的驗(yàn)收19-21
• 2.2 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺需求分析及基本結(jié)構(gòu)21-23
• 2.2.1 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺需求分析21
• 2.2.2 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺基本結(jié)構(gòu)21-23
• 2.3 基于LabVIEW的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺整體設(shè)計(jì)方案23-24
• 2.3.1 LabVIEW實(shí)時(shí)仿真環(huán)境23-24
• 2.3.2 汽輪機(jī)控制系統(tǒng)動態(tài)試驗(yàn)平臺整體方案24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 核電機(jī)組動態(tài)特性數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)26-47
• 3.1 核電廠數(shù)學(xué)模型總體設(shè)計(jì)26
• 3.2 一回路系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型26-31
• 3.2.1 點(diǎn)堆動力學(xué)模型26-28
• 3.2.2 穩(wěn)壓器數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.2.3 蒸汽發(fā)生器數(shù)學(xué)模型30-31
• 3.3 二回路系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型31-46
• 3.3.1 閥體的溫度模型31-36
• 3.3.2 汽輪機(jī)通流部分?jǐn)?shù)學(xué)模型36-38
• 3.3.3 汽水分離再熱器模型38-40
• 3.3.4 換熱器數(shù)學(xué)模型40-45
• 3.3.4.1 表面式換熱器40-43
• 3.3.4.2 混合式換熱器43-45
• 3.3.5 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子模型45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 動態(tài)試驗(yàn)平臺軟硬件設(shè)計(jì)47-66
• 4.1 動態(tài)試驗(yàn)平臺硬件設(shè)計(jì)47-54
• 4.1.1 硬件設(shè)計(jì)概述47-48
• 4.1.2 試驗(yàn)平臺的信號分析48-50
• 4.1.2.1 試驗(yàn)平臺輸入的信號48-49
• 4.1.2.2 試驗(yàn)平臺輸出的信號49-50
• 4.1.3 平臺各模塊的硬件設(shè)計(jì)50-54
• 4.1.3.1 PXI機(jī)箱及嵌入模塊選型50-53
• 4.1.3.2 信號連接機(jī)箱及內(nèi)部模塊選型53-54
• 4.2 動態(tài)試驗(yàn)平臺軟件設(shè)計(jì)54-59
• 4.2.1 軟件設(shè)計(jì)概述54-55
• 4.2.2 核電機(jī)組汽輪機(jī)動態(tài)仿真模型軟件55-56
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集軟件56
• 4.2.4 系統(tǒng)管理軟件56-57
• 4.2.5 后臺程序說明57-59
• 4.3 人機(jī)交互界面59-65
• 4.3.1 參數(shù)設(shè)置界面59-61
• 4.3.2 仿真界面61-64
• 4.3.3 歷史數(shù)據(jù)界面64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 動態(tài)試驗(yàn)平臺的仿真驗(yàn)證及分析66-77
• 5.1 軟硬件系統(tǒng)測試66-67
• 5.1.1 軟件系統(tǒng)測試66
• 5.1.2 硬件系統(tǒng)測試66-67
• 5.2 核電機(jī)組仿真模型試驗(yàn)67-76
• 5.2.1 核電機(jī)組仿真模型靜態(tài)特性試驗(yàn)及分析67-71
• 5.2.2 核電機(jī)組仿真模型動態(tài)特性試驗(yàn)及分析71-76
• 5.2.2.1 汽輪機(jī)甩負(fù)荷試驗(yàn)71-73
• 5.2.2.2 負(fù)荷階躍擾動試驗(yàn)73-74
• 5.2.2.3 主汽調(diào)門擾動試驗(yàn)74-76
• 5.3 本章小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 主要工作與結(jié)論77
• 6.2 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果83

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6 龔齊斌;600MW汽輪機(jī)控制系統(tǒng)分析與研究[D];長沙理工大學(xué);2010年

7 王偉平;基于Honeywell EPKS系統(tǒng)的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[D];西安建筑科技大學(xué);2009年

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