回汽技术在船舶换向中的应用研究

船舶蒸汽动力装置中设置的倒车汽轮机,一般情况下只在船舶倒车工况时工作。为了克服船舶换向过程中锅炉超压的问题,应充分利用倒车汽轮机和回汽控制技术。本文以大型船舶蒸汽动力装置为研究对象,通过机理分析建立其数学模型,提出一种具有回汽控制的机炉协调控制方案,并对换向过程进行动态仿真。仿真结果表明使用回汽控制的机炉协调控制方式的主蒸汽压力偏差相对于不使用回汽控制的协调控制方式减小了1%,主蒸汽压力更稳定。可以得到结论,使用具有回汽控制的机炉协调控制方式可以解决换向过程中锅炉超压的问题。     

蒸汽动力装置回汽制动工况下倒车级动叶安全性分析

针对蒸汽动力船舶回汽制动工况下倒车汽轮机叶片的运行安全性问题,通过回汽制动工况下倒车汽轮机的变工况工作过程分析,建立回汽制动工况下倒车级动叶的弯曲应力模型,并基于Matlab-Simulink环境,建立倒车级动叶的弯曲应力的仿真模型.仿真结果表明,回汽制动工况下,采用理想制动策略时倒车级第二级动叶的弯曲应力会超过安全许用值,导致倒车汽轮机的损坏,影响蒸汽动力装置的安全运行,因此需对倒车汽轮机进汽阀开启的时机及幅度进行限制.     

船舶回汽制动对主蒸汽系统运行特性的影响

基于实际船舶蒸汽动力系统运行机制,解析船舶回汽制动过程,利用CFD方法计算正车工况下主蒸汽系统管路速度场和压力场的稳态分布规律;拟合并引入基于二次程序开发的正倒车回汽流量模型作为动态计算边界条件,动态计算分析回汽制动过程蒸汽流量变化对主蒸汽系统的影响。结果表明,在回汽制动过程中,蒸汽分配箱、正车供汽管及倒车供汽管的最大压降满足主汽轮机操作规范要求。     

蒸汽动力装置回汽制动工况下倒车级动叶安全性分析

针对蒸汽动力船舶回汽制动工况下倒车汽轮机叶片的运行安全性问题,通过回汽制动工况下倒车汽轮机的变工况工作过程分析,建立回汽制动工况下倒车级动叶的弯曲应力模型,并基于Matlab-Simulink环境,建立倒车级动叶的弯曲应力的仿真模型。仿真结果表明,回汽制动工况下,采用理想制动策略时倒车级第二级动叶的弯曲应力会超过安全许用值,导致倒车汽轮机的损坏,影响蒸汽动力装置的安全运行,因此需对倒车汽轮机进汽阀开启的时机及幅度进行限制。     

回汽控制对舰用蒸汽动力系统的影响

[目的]船用蒸汽动力系统在紧急减速或换向操作过程中,回汽控制技术是缓解锅炉内锅筒超压问题的有效手段,需对其带来的影响进行研究.[方法]建立增压锅炉、主汽轮机和螺旋桨等设备的蒸汽动力系统仿真模型,针对大型舰船紧急减速过程和换向操作过程中快关阀无回汽、快关阀有回汽、慢关阀无回汽这3种工况,开展回汽控制特性的仿真对比分析.[...     

船用蒸汽动力装置机炉协调控制技术

针对原有技术协调控制的响应时间过长,控制不稳定的问题,提出船用蒸汽动力装置机炉协调控制技术研究。按照蒸汽动力装置物理结构,分析机炉能量转换过程,将其分为3部分,完成处理分析,利用流量连续方程,分析锅炉传热原理,优化汽轮机做功方式,计算传递函数,建立机炉协调控制系统模型,利用SIMULINK可视化仿真工具,设计仿真实验。实验结果表明,与原有技术相比,所设计的新型协调控制技术,能够有效缩短响应曲线上升时间,减小曲线变化幅度,有效增强协调控制效果。由此证明所设计的新型协调控制技术优于原有技术。     

汽力装置回汽制动工况下主冷凝器进汽温度模型

针对蒸汽动力船舶回汽制动工况下主冷凝器的运行安全问题,通过回汽制动工况下主冷凝器的运行状态分析,建立回汽制动工况下主冷凝器进汽温度模型,并基于Matlab/Simulink环境,建立主冷凝器进汽温度的仿真模型。仿真结果表明,回汽制动工况下,采用理想制动策略时主冷凝器进汽温度会超过允许值,导致主冷凝器的损坏,影响蒸汽动力装置的安全运行,因此需对倒车汽轮机回汽时机进行限制。     

汽力装置回汽制动工况下螺旋桨变工况工作过程分析

针对蒸汽动力船舶回汽制动工况下螺旋桨转速经历了0转速状态,而采用传统的螺旋桨模型无法研究该状态的问题,通过对回汽制动工况中螺旋桨的典型动作过程进行分析,建立回汽制动工况中螺旋桨的变工况数学模型。基于Matlab-Simulink环境建立仿真模型,分析回汽制动工况下螺旋桨的动态运行状况,为回汽制动过程下螺旋桨的运行管理提供借鉴。仿真结果表明:在相同的航速下,倒车汽轮机回汽量越大,处于水轮机状态的螺旋桨所能达到的转速就越低;当对全速倒车的耗汽量实施回汽制动时,可以将96.8%最大航速以下的螺旋桨锁制。     

汽力装置回汽制动工况下主减速齿轮装置轮齿应力模型

针对蒸汽动力船舶回汽制动工况下主减速齿轮装置运行可靠性问题,通过回汽制动过程主减速齿轮装置运行状态的分析,建立回汽制动工况下主减速齿轮装置轮齿应力模型,并基于Matlab-Simulink环境,建立主减速齿轮装置的轮齿齿根弯曲应力及齿面挤压应力的仿真模型。仿真结果表明,回汽制动工况下,高压侧齿轮不会出现可靠性问题,而低压齿轮轮齿的弯曲及挤压应力可能超出最大许用值,可能导致齿轮装置的损伤,影响船舶的安全运行,因此需对倒车汽轮机回汽时机进行限制。     

负荷扰动下直流蒸汽发生器蒸汽压力控制仿真

对采用直流蒸汽发生器的船用核动力装置,为保证快速大幅度负荷变动时的装置运行安全,采用了一、二回路功率协调控制系统。但由于直流蒸汽发生器物理过程的复杂性和一、二回路功率协调控制系统的不完善,在一般负荷扰动时,仍会出现主蒸汽系统压力较大幅度的波动,影响汽动设备的稳定运行。因此,运行上仍需进一步对主蒸汽系统的压力波动范围进行限制。本文以采用直流蒸汽发生器的核动力商船动力装置为研究对象,研究利用装置的启停蒸汽冷却器参与主蒸汽压力运行控制,并建立运行仿真模型进行仿真试验研究。结果表明,启停蒸汽冷却器参与装置运行后能有效调节主蒸汽压力,降低其压力波动峰值。     

多变量解耦法在舰用锅炉—汽轮机协调控制中的应用与研究

针对舰用蒸汽动力装置的特点，根据热工动态原理，建立锅炉－汽轮机动态数学模型，应用多变量控制理论中的单向解耦法和多变量频域解耦设计法，将多变 量控制系统化解为为量控制系统，进行协调控制方案研究，给出协调控制系统设计的方法，并用参数优化方法获得了协调控制器参数，仿真运行结果表明，协调控制系统优于常规的ＰＩＤ控制系统。     

SVM复合控制算法在机炉协调控制系统中的应用研究(英文)

针对船舶主动力装置中机炉协调系统中存在的多变量强耦合、非线性及大延迟等特点,提出了基于SVM逆辨识的复合控制策略,并应用于协调控制系统的仿真研究.该方法将直接逆模控制与模糊控制结合,既利用了支持向量机逆控制设计简单,稳态精度高的优点,同时结合模糊控制响应快速,抗干扰能力强,鲁棒性好的优势,使得支持向量机模型即使没有经过足够充分的训练,也能保证控制器从一个快速和稳定的初始状态开始控制.仿真结果表明,该SVM复合控制算法在控制品质上有很大的提高.在动态响应速度、静态稳定性、抑制大超调以及鲁棒性等方面都表现出了极好的性能.     

Turbine speed control system based on a fuzzy-PID

The flexibility demand of marine nuclear power plant is very high, the multiple parameters of the marine nuclear power plant with the once-through steam generator are strongly coupled, and the normal PID control of the turbine speed can＇t meet the control demand. This paper introduces a turbine speed Fuzzy-PID controller to coordinately control the steam pressure and thus realize the demand for quick tracking and steady state control over the turbine speed by using the Fuzzy control＇s quick dynamic response and PID control＇s steady state performance. The simulation shows the improvement of the response time and steady state performance of the control system.     

船用核汽轮机转速串级前馈-反馈模糊PID控制

在船用核汽轮机装置中,其转速控制效果直接关系到机组安全性和经济性。以船用核汽轮机为研究对象,首先,建立了船用核汽轮机各个模块的数学模型,在此基础上设计了核汽轮机转速的串级前馈-反馈PID控制系统;然后,基于模糊控制原理,采用串级前馈-反馈模糊PID控制对串级前馈-反馈PID算法进行改进;最后,在不同扰动下进行了仿真实验,仿真结果表明了模糊算法在改进前馈-反馈PID控制效果方面起了显著地作用,体现了智能算法与传统算法相结合的控制思想在船用核汽轮机转速控制方面的应用前景。     

船用蒸汽冷却器建模与仿真

船用蒸汽冷却器是直流锅炉蒸汽动力装置的重要设备.在启停与低功率运行工况下能保证蒸汽动力装置的安全.针对船用蒸汽冷却器控制系统的建模应用,介绍了1种简化的蒸汽冷却器数学模型,为蒸汽冷却器控制系统的设计提供了仿真验证对象.采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算.对数学模型进行仿真试验和理论分析,...     

Application of adaptive fuzzy control technology to pressure control of a pressurizer

A pressurizer is one of important equipment in a pressurized water reactor plant. It is used to maintain the pressure of primary eoolant within allowed range because the sharp change of eoolant pressure affeets the security of reaetor,therefor, the study of pressurizer‘s pressure eontrol methods is very important. In this paper, an adaptive fuzzy eontroller is presented for pressure control of a pressurizer in a nuclear power plant. The controller can on-line tune fuzzy eontrol rules and parameters by self-learning in the actual control proeess, whieh possesses the way of thinking like human to make a deeision. The simulation results for a pressurized water reactor plant show that the adaptive fuzzy eontroller has optimum and intelligent eharacteristies, whieh prove the eontroller is effective.     

基于模块化软件的船用乏汽冷却监控系统研制

为提高冷却船舶蒸汽动力装置在运行过程中产生乏汽的速度,设计一套基于模块化程序库和数据库软件的乏汽冷却监控系统,并搭建陆上试验平台进行试验验证。试验结果表明:该系统工作稳定,性能优良,特别是在液位控制和温度控制2项核心指标上表现优异,能达到预期的设计目标,具有广阔的应用前景。     

船用动力装置智能协调控制策略研究

介绍了智能协调控制的原理及其在某船核动力装置控制系统中的应用，对装置的仿真结果表明，船用核动力系统在大幅度变负荷的动态过程中，该智能协调控制器能够有效地降低一回路系统的压力波动幅度和一回路冷却剂平均温度的波动幅度，明显地改善了系统的动态品质。     

船用锅炉蒸汽压力系统的模糊免疫神经网络PID控制设计

在船用锅炉系统中,蒸汽压力是影响整个燃烧系统的一个重要因素.保持蒸汽压力恒定是船舶锅炉控制系统的一个重要指标.文章有机结合模糊控制、神经网络控制和免疫算法的优点,提出了基于免疫的模糊神经网络控制策略,仿真表明用该方法控制锅炉蒸汽压力的优越性.