Удосконалення методів підвищення якості систем керування головними циркуляційними насосами атомних електростанцій

Abstract

У дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-прикладну задачу підвищення якості автоматизованого керування головними циркуляційними насосами (ГЦН) як критичного обладнання АЕС. Головні циркуляційні насоси забезпечують примусову циркуляцію теплоносія через активну зону реактора, парогенератори та трубопровідну систему, формуючи теплогідравлічні параметри, що визначають ефективність відведення тепла і стійкість роботи енергоблоку. Як агрегати великої потужності, ГЦН істотно впливають на власні потреби АЕС і економічні показники роботи. Разом із цим перехідні режими (пуск, компенсація збурень, вибіг) супроводжуються динамічними навантаженнями, коливаннями витрати та потужності, а також ризиками підвищеної вібрації, що може призводити до прискореного зношування та зниження ресурсу. У таких умовах виникає необхідність комплексного підходу до синтезу та оптимізації систем керування, який узгоджує різнорідні вимоги: якість регулювання, енергоефективність, надійність (вібраційна складова), виконання обмежень електроприводу і режимну доцільність роботи насоса.

The dissertation addresses an urgent applied scientific problem of improving the quality of automated control of main circulation pumps (MCPs) as critical equipment of nuclear power plants. MCPs provide forced circulation of the coolant through the reactor core, steam generators, and pipeline system, forming the thermo-hydraulic parameters that determine the efficiency of heat removal and the stability of power-unit operation. As high-power units, MCPs significantly affect NPP auxiliary power consumption and economic performance. At the same time, transient modes (start-up, disturbance compensation, coast-down) are accompanied by dynamic loads, flow-rate and power oscillations, and increased vibration risks, which may lead to accelerated wear and reduced service life. Under such conditions, a comprehensive approach to the synthesis and optimization of control systems is required, coordinating heterogeneous requirements: control performance, energy efficiency, reliability (vibration component), compliance with electric-drive constraints, and operational feasibility of pump operation.