,是对多个线性模型的综合,不同模型构建在一定的功率点,模型中的各个参数随着功率的变化而变化,变化规律见表1。
表1 蒸汽发生器水位模型随功率的变化规律
参数 功率( )%
10 25 55 80
0.06 0.06 0.06 0.06
8.54 1.93 0.95 0.56
0.197 0.257 0.182 0.126
34.6 27.5 31.8 29.6
37.5 6.9 3.5 3.3
105.3 53.7 12.4 12.6
74.6 215.3 795 1254
(1)蒸汽流量对水位的影响
为了能够分析蒸汽流量和给水流量对蒸汽发生器水位的影响,将式(1)改写为如下的形式:
(2)
蒸汽流量和给水流量分别与水位值间存在一个传递函数。蒸汽流量发生阶跃变化时各功率下最初将有一个正增加,达到最高值时蒸汽流量将降低,在低功率条件这种现象更加明显。通常将最初水位增加的现象被称为“虚假液位”。产生“虚假液位”的原因为:当蒸汽流量突然上升时,蒸汽发生器的压力将迅速降低,在上升通道将出现较多的气泡,从而提高了流动阻力,降低循环流量,给水会汇集在降低通道的上部,从而提高水位。此外,因为蒸汽发生器的蒸汽流量迅猛提高时,从而使分离后的再循环流量有所提高,从而提高了环形空间的水位,因为蒸汽流量超过了给水流量时,蒸汽发生器的水位将降低。否则,如果蒸汽流量迅猛下降时,蒸汽发生器的压力将提高。在上升空间中,一些蒸汽将会凝结为谁,从而降低了气泡的数量和尺寸,从而降低了阻力,使循环流量增多,从而降低了下降通道的水位。此外,蒸汽发生器的水位降低。蒸汽流量水“虚假水位”最高值和滞后时间的影响由于反应堆功率以及蒸汽的变化量的变化而变化,随着反应堆功率的降低,“虚假水位”的程度以及持续时间将随之增加;在功率不变的情况下,蒸汽流量的变化量约高,“虚假水位”的程度以及持续周期随之提高。
(2)给水流量对蒸汽发生器水位的影响
二回路给水流量迅猛提高时,蒸汽发生器的水位将提高,然后产生下降的现象,同时臂给水变化之前的水位值低,然后提高。同时这种情况在功率较低的情况下比较显著,当功率提高时,这种情况将逐步缓和。
5 结论
蒸汽发生器的水位控制具有非线性和时变性的特点,对其进行控制非常复杂,控制参数与功率是密切相关的,当功率发生变化时,控制参数将产生较为复杂的变化。常规的PID控制器难以获得较好的控制效果,因此,将模糊控制和PID控制器融合起来构建了模糊自适应PID控制系统对蒸汽发生器的水位进行控制。通过仿真结果可以看出,模糊PID控制器能够获得更好的水位控制效果,从控制精度和超调量方面均优于常规的PID控制系统,能够有效地提高系统的可靠性。