Реєстраційний номер
0826U001227, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
27-05-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Удосконалення методів підвищення якості систем керування головними циркуляційними насосами атомних електростанцій
Здобувач
Дрозд Володимир Анатолійович,
Керівник Канюк Геннадій Іванович
Опонент Дядюра Костянтин Олександрович
Опонент Беглов Костянтин В’ячеславович
Рецензент Грінченко Ганна Сергіївна
Рецензент Близниченко Олена Миколаївна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна
Опис
Дисертаційну роботу присвячено розв’язанню актуального науково-прикладного завдання підвищення показників якості головних циркуляційних насосів (ГЦН) атомних електростанцій (АЕС) шляхом удосконалення математичних моделей, аналізу енергетичних втрат і синтезу систем керування для пускових та стаціонарних режимів роботи. Актуальність теми визначається тим, що головні циркуляційні насоси є одним із найбільш відповідальних елементів реакторної установки, оскільки забезпечують циркуляцію теплоносія в першому контурі та безпосередньо впливають на безпечність, надійність, енергоефективність та стабільність роботи енергоблока АЕС. Підвищення якості їх функціонування має не лише технічне, а й істотне економічне значення, оскільки дозволяє зменшити енерговитрати, обмежити динамічні навантаження в перехідних режимах та підвищити ресурс обладнання.
У першому розділі виконано аналіз роботи головних циркуляційних насосів АЕС, розглянуто їх вплив на показники ефективності та надійності енергоблоків, проаналізовано існуючі структури систем керування, а також нормативні документи щодо забезпечення високих показників якості обладнання атомних електростанцій. Узагальнено основні чинники, які визначають якість роботи ГЦН, встановлено взаємозв’язок між режимами функціонування насосів, втратами енергії, динамічними процесами та надійністю реакторного обладнання. Визначено основні напрями підвищення показників якості ГЦН, зокрема за рахунок удосконалення систем керування, оптимізації режимів роботи та зменшення непродуктивних втрат енергії.
У другому розділі розроблено математичні моделі насоса і мережі, електроприводу з частотним перетворювачем, пускових режимів ГЦН, а також моделі головного циркуляційного насоса з гідромуфтою. Сформовано математичні моделі показників якості та втрат енергії у ГЦН, що дало можливість кількісно оцінювати ефективність різних способів пуску та керування, аналізувати особливості перехідних процесів і виявляти резерви підвищення енергоефективності. Отримані моделі дозволяють досліджувати вплив параметрів електроприводу, характеристик насосного агрегату та законів керування на інтегральні показники якості його роботи.
У третьому розділі досліджено систему регулювання реакторного обладнання, розроблено лінеаризовану модель ГЦН, структурну схему керування та розраховано передатні функції окремих ланок системи. Поставлено задачу оптимізації режимів роботи головних циркуляційних насосів за різними критеріями якості, що враховують енергетичні, динамічні та експлуатаційні характеристики. На цій основі запропоновано структуру системи керування ГЦН, орієнтовану на зниження енергетичних втрат, покращення динаміки пускових процесів, зменшення перевантажень привода та забезпечення стабільних режимів роботи в умовах змінного навантаження.
У четвертому розділі розроблено імітаційну модель головного циркуляційного насоса та проведено експериментальні дослідження його роботи в пускових і стаціонарних режимах. Досліджено пуск потужного двигуна насоса в середовищі MathCad за різними способами, проаналізовано режими роботи насоса за різними законами керування. Виконано аналіз втрат енергії в перехідних режимах, проведено порівняльне оцінювання показників якості ГЦН за різними законами оптимізації та розроблено проєкт технічних умов.
Наукова новизна роботи полягає у розвитку математичних моделей ГЦН АЕС з урахуванням особливостей пускових і стаціонарних режимів, втрат енергії та різних структур приводу і керування, а також у синтезі системи керування на основі критеріїв якості. Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості використання розроблених моделей і алгоритмів для підвищення енергоефективності, зниження динамічних навантажень, покращення надійності та вдосконалення технічного забезпечення експлуатації головних циркуляційних насосів АЕС.
Дата реєстрації
2026-04-27
Додано/оновлено в НРАТ
2026-04-27 / 2026-07-02
