江苏电机工程2002年12月JiangsuElectricalEngineering第21卷第6期5电站蒸汽系统建模与分析葛斌(东南大学,江苏南京210096)摘要:介绍了一种电站主蒸汽系统与汽轮机组实时仿真模型。该模型基于物理基本定律,并适用于电站从空载到满载的运行状态。考虑了可压缩蒸汽的流动、汽轮机中实际的膨胀过程、调节级和末级运行条件改变下效率的变化,以及管道破裂等因素的影响。仿真结果表明,该模型能应用于化石燃料机组及沸水堆、压水堆原子能电站机组,且在正常运行状态和异常运行状态条件下都适用,仿真结果还表明该模型稳定精度高、暂态性能好。该模型可为新一代机组的研制提供良好的试验环境。关键词:主蒸汽系统;可压缩流体网络;实时仿真;汽轮机;功率与转速的计算中图分类号:TK284.1文献标识码:A文章编号:1009-0665(2002)06-0005-03AStudyontheRealTimeSimulationforMainSteamSystemofPowerPlantGEBin(Dept.ofPowerEngineeringSoutheastUniv.,Nanjing210096,China)Abstract:Arealtimemodeltosimulatethemainsteamsystemandturbinesetisintroduced.Themodelisbasedonphysicslawsandcoverstheentireoperatingrangefromzerotofullloadinapowerplant.Theeffectsofcompressiblesteamflows,theactualexpansionperformanceofthesteamintheturbine,variationsofefficienciesoffirststageandthelaststagegroupwithoperationconditionsandpipebreaksareconsidered.Simulationresultshowsthatthemodelcanbeusedforfossil,BWRandPWRpowerunits,andbeusedfornormalandabnormaloperationconditions,andalsolndicatesthatithasahighersteadystateaccuracyandbettertransientperformace.Italsoprovidesanexcellenttestenvironmentforthenewgenerationpowerunitdevelopment.Keywords:mainsteamsystem;compressiblesteamflownetwork;realtimesimulation;calculationofturbinepowerandspeed20世纪90年代,我国成功地应用了流体网络1数学模型求解电站全仿真机的水系统、油系统和简化后的风烟系统。但在应用流体网络技术的仿真时,均有前本文中所述的主蒸汽系统,无论是核电机组还提条件,即流体在流动的过程中密度不变或近似不是火电机组,其仿真范围都包括新蒸汽、再热蒸汽、变。因此,流体网络仍未能应用于蒸汽系统的计算,旁排(旁路)系统、辅助蒸汽系统及机内膨胀过程。其主要原因在于蒸汽物性的复杂,如可压缩性、两相整个主蒸汽热力系统的数学模型基于质量、能量、动区的膨胀特点等。近年来,随着仿真技术的进步,计量守恒方程和水蒸汽性质,根据实际系统的流程合算机、图形图像技术的迅速发展,国内外仿真界采用理划分模块,选取节点。对于主蒸汽系统应用流体了图形化自动建模技术,如单相不可压缩流体网络网络进行建模,考虑了流体的压缩性,在汽轮机低压技术与单相可压缩流体网络技术建模[1]、电气系统膨胀部分考虑按一元湿蒸汽两相流进行仿真。主蒸图形建模,逻辑和控制系统图形建模等,使仿真软件汽的功率计算,考虑了变工况时内效率变化的影响。开发支持系统的技术水平提高到新的水平,仿真机其状态参数压力、温度、比容等由水蒸汽性质确定,模型软件开发技术有了新的飞跃。本文介绍的电站计算速率按系统特性进行选择。主蒸汽系统、汽轮机功率计算与汽轮机转速的仿真1.1主蒸汽系统网络模型[2]模型,是根据实际机组的设备、流程,由基本的物dP动量方程[3]:CdC+(1-Y)=0(1)理定律出发,考虑蒸汽的可压缩性、实际膨胀过程的ρG特点,建立面向系统对象的全工况实时模型。式中,Y为蒸汽的质量流量湿度;ρG、C分别表示气流的密度和速度。能