Термогидравлический модуль РАТЕГ: модели, методы решения, страница 11

              В РАТЕГ04 реализованы модели клапанов и/или задвижек следующего типа:

· Безсигнальный инерционный.

· Односигнальный безинерционный.

· Двухсигнальный инерционный.

· Сервоклапан (Задвижка).

              Безсигнальный инерционный клапан управляется местными условиями (перепадом давления, направлением течения и др.). Для каждого такого клапана определяется начальное состояние (открыт/закрыт), перепад давления открытия, перепад давления закрытия, время закрытия и время открытия. При промежуточных перепадах давления проходное сечение клапана не меняется. Модели клапанов такого типа могут моделировать обратные клапаны, предохранительные и др.

              Односигнальный безинерционный клапан управляется одним сигналом. В зависимости от значения сигнала клапан находится в закрытом или открытом состоянии. При его задании для него определяется управляющий триггер типа 1 (смотри раздел 2.4.7).

              Двухсигнальный инерционный клапан позволяет учесть гистерезис в зависимости проходного сечения от управляющего параметра (например, от давления). Для этого клапана определяются: управляющий триггер типа 2 (или два триггера типа 1), начальное состояние (открыт/закрыт), время открытия и время закрытия.

              Сервоклапан меняет сечение в соответствии с показаниями датчиков (см. раздел 2.4.7).

3.4.7 Система контроля и управления

              В РАТЕГ существуют так называемые управляемые элементы (насосы, клапаны, и др.) состояние (параметры) которых могут меняться в соответствии с сигналами системы контроля и управления (СКУ). Эти сигналы могут меняться дискретно (состояние триггеров) или непрерывно (сигналы датчиков или регуляторов).

              Общая схема управления приведена на Рис. 2.11. Информация, выдаваемая датчиками (показания датчиков), перерабатывается и анализируется контрольным блоком управляемого элемента. В соответствии со сценарием управления контрольный блок меняет состояние управляющего триггера и/или вырабатывает сигнал управляющего датчика или регулятора. Исполнительный механизм управляемого элемента системы на каждом временном шаге просматривает состояние своих управляющих триггеров и/или получает сигнал управляющего датчика или  регулятора и по этой информации выполняет определенные действия. Например, исполнительный механизм насоса при изменении состояния своего управляющего триггера включает/отключает насос, а по сигналам датчика или  регулятора меняет обороты насоса.

Рис. 2.11 Схема управления управляемым элементом

              Рассмотрим подробнее элементы, из которых строится модель СКУ.

              СКУ работает с так называемыми контрольными параметрами. Контрольные параметры это идентификаторы, определяющие: параметры оборудования (текущее сечение клапана, скорость вращения насоса, мощность нагревателей и др.); состояние теплоносителя (давление, температура, паросодержание, и др.); состояние тепловых элементов и др. Полный список контрольных параметров приведен в РУКОВОДСТВЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ.

              Датчик это элемент, который определяет значения контрольных параметров или величин, являющихся функциями контрольных параметров в определенных точках системы. Датчик в РАТЕГ может использоваться двояким образом:

  1. в традиционном смысле, как элемент, который выдает изменяющиеся со временем параметры системы;
  2. как элемент, который задает, определенные пользователем параметры системы, например, граничные условия, тепловыделение, и др.

              Датчики могут накапливать временную зависимость выдаваемой величины и интеграл по времени от выдаваемой величины.

              В РАТЕГ предусмотрены датчики, определяющие:

-  параметры гидравлической сети;

-  параметры теплового элемента;

-  параметры системы в целом;

-  состояние и время изменения состояния элементов системы (клапан открыт/закрыт, насос включен/выключен и др.).

              Кроме того, имеется так называемый формульный датчик (преобразователь), который рассчитывает значения логико-числовых выражений. Эти выражения могут включать числа, имена других датчиков, триггеров (см. ниже), функций, знаки операций, круглые скобки. Синтаксис выражения совпадает с синтаксисом ФОРТРАНа. Перечень функции и знаков операций, которые могут использоваться в выражениях, приведен в РУКОВОДСТВЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ. Преобразователь позволяет определять одни параметры в виде функций других параметров системы. Например, расход питательной воды в парогенераторе может быть задан в виде функции давления в ПГ, уровня и др.

              Триггер это элемент, который может находиться в двух устойчивых состояниях (0 или 1) и по сигналу менять текущее состояние. (По сути, триггер совпадает с элементом trip в RELAP). Сигнал, управляющий триггером, представляет собой логический оператор, операндами которого могут быть: показания датчиков, контрольные параметры, функции показаний датчиков и контрольных параметров, состояния других триггеров, уставки. Операнды сигнала могут быть связаны арифметическими, логическими и др. операциями. Перечень функции и знаков операций, которые могут использоваться в сигналах, приведен в РУКОВОДСТВЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ.

              Кроме обычного триггера в РАТЕГ04 имеется триггер2 – триггер, управляемый двумя сигналами, то есть переключение на каждое состояние осуществляется по своему сигналу. Такой триггер удобно использовать для управления системами с гистерезисом при прямом и обратном ходе рабочего органа, например, некоторыми типами клапанов.

              Регулятор рассчитывает изменение контрольного параметра f по закону: , где F – функция датчиков.

              Пример: Для поддержания расхода насоса G0 можно для угловой скорости насоса использовать следующий регулятор: .

              Для каждого управляемого компонента ЯЭУ определяется управляющие им триггеры, датчики и регуляторы.

Рис. 2.12 Схема блока регулирования

              Система управления и регулирования позволяет реализовывать модели типовых звеньев (пропорциональное, интегральное, апериодическое и др.) и блоков регулирующих систем, а также типовые нелинейности (нечувствительность, ограничения, люфт, релейные элементы) в регулирующих системах [ 26 ]. Апериодическое звено реализуется регулятором, а остальные - с помощью преобразователей и триггеров.