增压锅炉涡轮增压机组控制系统设计

蒸汽动力装置被用作为大型舰船(驱逐舰、航空母舰等)的主动力装置,而且要保障为航母蒸汽弹射器提供蒸汽,弹射舰载固定翼飞机.舰用增压锅炉具有高可靠性、高运行寿命、重量轻、尺寸小和良好的可维护性的特性,它提高了锅炉及整个动力装置的经济性,是船用蒸汽动力装置主锅炉的发展方向.以舰用增压锅炉THA-4型涡轮增压机组为对象,讨论舰用增压锅炉涡轮增压机组控制系统的控制原则.     

舰用蒸汽动力系统热平衡优化分析及工作特性研究

蒸汽动力装置的汽、水平衡是系统稳定、可靠运行的重要保证。在设计的初始阶段，对蒸汽动力装置进行热平衡计算是至关重要的，它是动力系统顶层设计的重要组成部分。通过对舰用蒸汽动力系统的研究分析，结合舰用蒸汽动力系统的设计要求及使命任务，分析了蒸汽动力系统的组成，论述了系统及相关设备的工作特性及蒸汽参数的计算方法、系统热平衡计算方法，并通过优化分析，提出了热力系统的优化运行方式。     

浅析舰用锅炉水垢的生成、危害与防止

以蒸汽动力装置为军舰提供动力的舰用锅炉，其水垢的生成，影响着舰船锅炉的性能和寿命，进而影响着舰船动力的发挥。防止和清除水垢，对确保舰船的动力性能有着特别重要的意义。     

舰用蒸汽动力装置凝给水系统仿真平台设计

针对现有仿真分析手段未考虑除氧水泄漏、给水卸载管路泄漏等因素以及这两个因素与系统其它因素耦合后对凝给水系统运行性能的影响,无法用于某型舰动力装置长期存在的典型性能故障原因分析及处置对策研究的问题,在综合分析舰用蒸汽动力装置工作原理的基础上,运用模块化建模思想设计并建立了能够考虑更多因素、仿真范围更加完整的凝给水系统动态特性仿真平台,最后分别以凝给水系统稳态过程特性仿真,锅炉正常升负荷过程凝给水系统动态特性仿真,以及凝水泵启动过程特性仿真为例,验证了仿真平台功能性能的完备性与正确性。     

基于故障树的某型船主冷凝器真空偏低原因分析

主冷凝器是船舶蒸汽动力装置的重要组成部分,其可靠性的好坏直接影响了整个蒸汽动力装置系统的运行状况。在分析了引起主冷凝器真空偏低的原因的基础上,利用故障树理论绘制出主冷凝器真空偏低故障树,并对其进行了定性分析。所得结果有助于装备使用人员和工厂技术人员更快更准地查找故障原因。     

舰用设备技术状态综合评估的结构完整性模型

讨论了机械设备技术状态评估的作用和技术状态评估方法的现状，以某汽轮给水泵机组这一舰用蒸汽动力装置的关键设备为对象，讨论了其结构完整性定义，并提出了从结构偏差上综合评估其技术状态的方法与实用模型，可指导类似设备技术状态评估模型的建立。     

舰用蒸汽喷射式制冷装置变工况特性分析

建立蒸汽喷射式制冷装置的数学模型，以某型舰用喷射式制冷装置为例，分析其在不同蒸发温度和冷凝温度条件下的制冷量和工作蒸汽耗量的变化规律。通过分析可知，随着冷凝压力的提高，工作蒸汽耗量随之增大；随着蒸发温度的降低，工作蒸汽耗量也明显增大。所得结论对该装置的使用管理有指导意义。     

武器系统的装舰适应性研究

加快新型武器系统的研制并使之迅速形成有效力量,装舰适应性是重要的制约因素之一.针对武器系统的适装性问题,对武器系统装舰适应性的概念、所涉及到的因素进行了系统分析;运用系统分析方法,提出最佳系统配置方法,为新型武器系统的装舰适应性设计提供技术支持,以满足其迅速装舰的现实要求.     

基于DoDAF和SysML的潜艇与UUV协同作战概念描述方法

随着UUV等水下无人装备及技术的不断发展,水下无人装备在作战领域逐渐深入,探索潜艇与UUV协同的作战概念对于牵引水下装备发展具有重要意义。基于DoDAF(Department of Defense Architecture Framework)框架和SysML语言（Unified Modeling Language）,建立潜艇与UUV协同作战概念描述方法,对潜艇与UUV协同反舰的作战概念进行了顶层、规范化的描述,可为潜艇与UUV协同作战概念研究提供参考。     

数据挖掘在陆用锅炉-汽轮机装置中的应用及对舰船蒸汽动力装置的启示

某型试验训练平台舰采用增压锅炉-汽轮机装置作为全舰主动力。由于该型舰的入役在我国船舶领域尚属首次,在其运行管理中缺乏可资借鉴与参考的信息。文中从舰用动力装置集散式控制系统DCS这一角度出发,概述了陆地火电站锅炉-汽轮机领域利用数据挖掘技术结合DCS系统丰富的运行数据进行机组及设备的性能监测和状态重构的应用,通过比较陆用锅炉-汽轮机装置与舰用型的异同点,为舰用增压锅炉-汽轮机装置的运行管理提供了一个有重要实际应用价值的研究方向。     

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。     

舰船核动力装置非能动余热排出系统运行特性

用RELAP5/MOD3.2安全分析程序对某型舰船核动力装置非能动余热排出系统进行数学建模,并用实际装置的试验结果进行校核验证。重点分析了自然循环工况下蒸汽发生器U型管内冷却剂倒流特性对非能动余热排出系统运行特性的影响。结果表明:舰船核动力装置发生全部电源丧失事故时,蒸汽发生器二次侧非能动余热排出系统能正常投入运行,但蒸汽发生器U型管内冷却剂会发生倒流,降低了一回路主系统的自然循环能力。     

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U形管蒸汽发生器模型及其动态仿真应用

针对船用立式U形管自然循环蒸汽发生器,建立了能够描述其稳态及瞬态热工水力特性的数学物理模型,并编制了计算程序。计算和验证结果表明,该数学物理模型准确,可以与其他船用模型一起构建船用系统模型以进行安全分析研究或开发船用核动力仿真机。     

船舶SOFC燃料电池与汽轮机联合动力装置能效分析(英文)

Strong restrictions on emissions from marine power plants(particularly SOx,NOx)will probably be adopted in the near future.In this paper,a combined solid oxide fuel cell(SOFC)and steam turbine fuelled by natural gas is proposed as an attractive option to limit the environmental impact of the marine sector.The analyzed variant of the combined cycle includes a SOFC operated with natural gas fuel and a steam turbine with a single-pressure waste heat boiler.The calculations were performed for two types of tubular and planar SOFCs,each with an output power of 18 MW.This paper includes a detailed energy analysis of the combined system.Mass and energy balances are performed not only for the whole plant but also for each component in order to evaluate the thermal efficiency of the combined cycle.In addition,the effects of using natural gas as a fuel on the fuel cell voltage and performance are investigated.It has been found that a high overall efficiency approaching 60%may be achieved with an optimum configuration using the SOFC system.The hybrid system would also reduce emissions,fuel consumption,and improve the total system efficiency.     

某型船用汽轮机本体模块化建模和仿真

针对船用蒸汽动力装置的基本原理,以某型船用汽轮机本体为对象,利用模块化建模理论建立了一类具有通用性的动态数学模型,给出了其在各种运行工况下的仿真结果,并进行相应的分析.通过对模型加减速动态过程的研究,并将仿真试验的结果和几种典型工况下对象的静态、动态实测值对比,证明模型具有较好的静态精确度和动态相应特性;同时较好的模拟了机组的故障特性,满足了模拟器的实际需求,为动力装置故障诊断提供了依据.模型具有较强的通用性,通过参数化过程可以方便地移植到不同容量、不同类型的机组上,在电站及动力系统仿真方面具有较好的实用性和指导作用.     

基于PID的船用汽轮机功频控制系统

根据船用汽轮机的热力学原理与汽轮机功率模型,设计一种基于常规PID的船用汽轮机功频控制系统,并运用Matlab/Simulink仿真模块对其进行仿真计算。结果表明,当二回路负荷发生变化时,该控制系统可通过调节汽轮机的进汽量,使汽轮机的功率能够快速跟踪发电机功率的变化,并维持汽轮机的转速(频率)不变。     

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.     

船舶蒸汽动力系统设计方案的仿真验证

为在设计初期对某船舶蒸汽动力系统的总体设计方案进行校核,提出了一种系统设计验证仿真方法。首先,在系统初步设计方案的基础上补充完善仿真系统开发所需的设计数据;然后,采用RINSIM仿真平台工具进行模型开发,并通过建模与模型集成调试获得系统仿真模型;最后,进行仿真计算。应用该方法开发了某船舶蒸汽动力系统设计验证仿真平台,并对系统的设计方案进行了校核。结果表明:该设计验证仿真平台的稳态计算结果准确,动态趋势合理,适于对船舶蒸汽动力系统进行设计验证。