Розроблено комплексну математичну модель системи генерації пари, що забезпечує одержання інформації по каналах "рівень в парогенераторі (ПГ) - вологість пари після ПГ", "вологість пари після ПГ - вологість пари перед турбіною" і "витрата пари - вологість пари перед турбіною". Уперше експериментально досліджено парогенеруючий тракт (ПГТ) як об'єкт регулювання вологості пари, одержано нові дані про його статичні та динамічні властивості. Запропоновано нову структуру АСР живлення ПГ, що включає контроль вологості пари перед турбіною.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено методику аналізу невизначеності даних з подальшим уточненням границь діапазону можливих значень досліджуваної величини, в основу якої покладено чіткий математичний апарат. Застосовано методику аналізу невизначеності даних для встановлення запасів до порушення критеріїв прийнятності, встановлених нормативною документацією для реакторів ВВЕР-1000. Це дозволяє максимально об'єктивно стверджувати про прийнятний рівень безпеки енергоблоків досліджуваного типу, так як уточнений діапазон можливих значень величини, яка аналізується в жодному з випадків не перевищив гранично допустимі значення критеріїв прийнятності. Продемонстровано, що значення отримані з використанням традиційного аналізу чутливості було знижено внаслідок неврахування ряду комбінацій початкових умов. Висвітлено питання можливості проведення кількісної оцінки впливу кожного зі змінних параметрів на аналізовану розрахункову величину, що дозволяє розробити стратегію удосконалення технічних характеристик устаткування ядерного енергоблоку з реактором ВВЕР-1000. Запропоновано спосіб вирішення проблеми втрати теплоносія першого контуру у випадку аварії з відривом кришки колектора парогенератора та незакриттям пароскидного пристрою. Вперше показано можливість переведення реакторної установки в безпечний кінцевий стан з відповідним вирівнюванням тиску першого та другого контурів енергоблоку з метою недопущення руйнування активної зони ядерного реактора.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено цифрові автоматичні системи регулювання (АСР) барабанними котлами середньої потужності та парогенераторами енергоблоків АЕС з реакторами ВВЕР. Для синтезу нових цифрових систем регулювання розроблено аналітичну модель динаміки барабанного котла та експериментально-аналітичну модель динаміки ділянки живлення барабанних парогенераторів енергоблока АЕС з реактором даного типу. З метою стабілізації рівня води в барабанних парогенераторах запропоновано цифровий оптимальний ПІ-регулятор, для оптимального управління всім барабанним котлом - цифровий багатовимірний ПІ-регулятор і його модифікацію з об'єднаним каналом "паливо - повітря". Розроблено багатовимірний цифровий оптимальний ПІ-регулятор з метою управління всією ділянкою живлення енергоблока АЕС з реактором ВВЕР-1000.

  Скачати повний текст

Розвинуто методи синтезу систем автоматичного керування з одним змінним параметром на основі модифікації методів одновимірного пошуку для оптимізації векторних функцій за покроковим підходом, що передбачають урахування умов стійкості систем керування та вимог до їх показників якості. Використання даних методів дозволяє підвищити рівень автоматизації процесу синтеза. Розроблено методи багатокритеріального параметричного синтезу систем автоматичного керування з використанням одновимірних методів, які формалізують завдання управління процесами та суттєво покращують показники якості систем. Розвинуто статичні та динамічні математичні моделі систем керування ядерним реактором у просторі станів, що забезпечують обчислення статичних помилок і проведення параметричного синтезу систем керування тепловою потужністю та дозволяють підвищити якість процесів. Розвинуто параметричний синтез систем керування парогенератора. Розроблено динамічі моделі та проведено ідентифікацію їх параметрів з використанням методів оптимізації, що дозволяє підвищити якість основних процесів у системі керування продуктивністю. Побудовано математичні моделі для систем керування потужністю теплоносія реакторної установки за моделями систем керування реактора та парогенератора. Проведено багатокритеріальний параметричний синтез систем, який забезпечує визначення оптимального закону керування та підвищення надійності систем.

  Скачати повний текст

Вдосконалено методики та створено оригінальні установки для випробувань металів за методом інструментованого індентування в лабораторних і промислових умовах під час різноманітних режимів статичного та циклічного навантаження в макродіапазоні зусиль індентування. Проведено порівняльний аналіз ряду відомих методик визначення характеристик міцності вуглецевих і теплостійких сталей за діаграмами індентування. Виявлено обмеження даних методик і розроблено рекомендації щодо їх застосування для розглянутих сталей. Визначено розподіл характеристик міцності та твердості металу по висоті та товщині вузла зварного з'єднання № 111-1 "гарячого" колектора з корпусом парогенератора після напрацювання, який, зокрема, по висоті має складний немонотонний характер зі зміною межі міцності металу до 35 %.

  Скачати повний текст

Розроблено загальну схему системного аналізу проведення неруйнівного контролю об'єкту контролю. Згідно схеми для підвищення надійності неруйнівного контролю розроблено математичну модель вихрострумового контролю теплообмінних труб і проведено кількісне оцінювання впливу людського фактору на надійність результатів цього контролю з використанням статистичного аналізу, та під час виконання подальшого розвитку аналізу надійності персоналу. Розроблено математичний алгоритм для визначення обсягів проведення вихрострумового контролю теплообмінних труб, який враховує поточний стан об'єкту контролю й уніфікований емпіричний критерій виведення з експлуатації теплообмінних труб парогенераторів АЕС, який базується на статистичному аналізі.

  Скачати повний текст

Створено концепцію синтезу систем автоматичного керування енергоблоку атомної електростанції з використанням математичних моделей і числових методів векторної оптимізації показників якості. Розроблено методи обчислення прямих показників якості та покращених інтегральних квадратичних оцінок, що мають високу точність і швидкодію. Обгрунтовано покроковий принцип переходу до області стійкості системи. Запропоновано векторні цільові функції, що враховують умови стійкості, а також пріоритети показників якості. Розроблено надійні методи оптимізації векторних цільових функцій. Одержано математичні моделі у просторі станів для систем автоматичного управління ядерним реактором, парогенератором і паровою турбіною. Виконано оптимізацію показників якості систем управління енергоблоку, що дозволило оцінити ефективність різних регуляторів.

  Скачати повний текст

Розроблено концептуальну функціонально-організаційну структуру інтегрованої автоматичної системи управління (АСУ) теплової електростанції (ТЕС). Оцінено ефективність автоматизації задач економічного управління у порівнянні з автоматизацією задач технологічного управління. Здійснено аналіз особливостей прийому, переробки та використання первинної інформації під час створення інформаційного забезпечення АСУ технологічними процесами (П) енергоблоку. Розроблено методику компенсації методичної похибки, обумовленої динамічними властивостями об'єкта, за оперативного визначення ТЕП енергоустаткування. Показано ефективність автоматизованого визначення ТЕП з динамічною корекцією на прикладі коефіцієнта корисної дії парогенератора. Розроблено методичні засади й алгоритми автоматизованого аналізу ТЕП енергоблока ТЕС і його основних агрегатів. Запропоновано критерії оцінки техніко-економічної ефективності АСУ енергоблоками ТЕС. Створено алгоритмічні схеми визначення й аналізу техніко-економічної ефективності АСУ ТП енергоблока, яка виявляє взаємозв'язок функції системи управління з собівартістю електроенергії.

  Скачати повний текст

Одержано залежність для розрахунку величин щілинних каналів, в яких реалізується найбільша інтенсифікація теплообміну під час кипіння, що зумовлено збільшенням турбулізації потоку та випаровуванням через мікрошар рідини між стінкою, що гріє, і паровою областю. Уперше на підставі уявлень про гетерогенні взаємопроникні середовища розроблено математичну модель теплообміну під час бульбашкового кипіння за стиснених умов, яка базується на теорії зародкоутворення на шорсткуватих поверхнях і дозволяє одержувати дані щодо теплообміну та гідродинаміки у широкому діапазоні геометричних параметрів, тисків, щільностей теплового потоку.

  Скачати повний текст

Запропоновано нові способи підвищення якості (зменшення динамічних похибок і посилення швидкодії) цифроаналогових одно- та двовимірних систем автоматичного керування параметрами парогенераторів шляхом застосування цифрових оптимальних за швидкодією та нечітких (працюючих на базі нечіткої логіки) регуляторів для одновимірних системи і прямих (головних) цифрових і перехресних (що роз'язують канали керування) аналогових регуляторів для двовимірних систем. Розроблено математичні моделі одно- та двовимірних систем автоматичного регулювання тиску пари у випарнику та її температури на виході нагрівача парогенераторів (парових котлів), а також одновимірної системи регулювання температури перегрітої пари на виході парового котла. Удосконалено методику та сформовано математичний апарат синтезу оптимальних за швидкодією та нечітких цифрових регуляторів для одновимірних систем і синтезу головних (прямих) цифрових та аналогових перехресних регуляторів для двовимірних систем автоматичного керування параметрами парогенераторів. Проведено дослідження цифроаналогових систем автоматичного керування параметрами парогенераторів з синтезованими головними (прямими) оптимальними за швидкодією та нечіткими цифровими регуляторами та синтезованими аналоговими перехресними регуляторами за ступінчастих і довільних вхідних дій шляхом математичного моделювання з використанням інтерактивної системи MATLAB.

  Скачати повний текст

Розроблено системи контролю рівня води й управління дільницею живлення барабанних парогенераторів АЕС з ВВЕР. Висвітлено недоліки штатних систем контролю та управління. Досліджено особливості модернізації систем контролю та управління. Наведено методику розрахунку гідростатичних рівнемірів малої та великої бази, яка дозволяє розраховувати універсальні шкали рівнемірів та дійсний рівень води у парогенераторі за будь-яких навантажень енергоблока. Обгрунтовано застосування нових засобів управління дільницею живлення парогенераторів, зокрема, оптимального пропорційно-інтегрального регулятора рівня води зі спостерігачем стану та багатовимірного оптимального регулятора дільницею живлення всіх парогенереторів енергоблока.

  Скачати повний текст

Розглянуто фізичні процеси у парогазових каналах під час електронно-променевого зварювання (ЕПЗ) металічних зразків великої товщини, визначено умови стійкого формування глибоких швів і розроблено технологію зварювання ряду виробів відповідального призначення. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження власних коливань розплавленого металу зварювальної ванни. Показано, що в процесі зварювання металів променем, що рівномірно рухається, під дією сили реакції тиску віддачі, що виникає внаслідок взаємодії електронного променя з передньою стінкою каналу, на поверхні розплаву утворюються капілярні хвилі, які мають дискретний спектр власних частот, густина якого зростає зі збільшенням глибини проплавлення. Встановлено, що внаслідок дисперсії коефіцієнта згасання капілярних хвиль найбільш довготривалою виявляється перша гармоніка власних коливань розплаву, яка має найменшу частоту і найбільшу амплітуду. На підставі аналізу коливань розплавленого металу у парогазових каналах визначено технологічні прийоми, що дозволяють досягти стійкого формування швів великої глибини. Зазначено, що застосування розгортки у двох площинах з паралельним переносом електронного променя, вибір необхідних діапазонів частот коливань променя та швидкостей зварювання, зміна просторової орієнтації стику сприяє одержанню високоякісних зварних з'єднань металів товщиною 150 мм і більше. На підставі результатів теоретичних досліджень розроблено параметри технологічних процесів ЕПЗ кільцевих стиків корпусів парогенераторів, запорної арматури високого тиску, трійникових відводів нафто- та газопроводів з низьколегованих сталей товщиною до 150 мм, а також параметри ЕПЗ ряду високоміцних алюмінієвих сплавів для з'єднань конструкцій крила товщиною до 120 мм.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичні моделі парогенераторів, систем конденсації та регенерації енергоблоків АЕС з водо-водяним енергетичним реактором ВВЕР-1000, що дозволяють визначити параметри, які найбільшим чином впливають на показники ефективності роботи енергоблоків. Вперше запропоновано імітаційну модель енергоблоків АЕС з ВВЕР-1000, що дозволяє визначити вплив змін теплових і гідравлічних параметрів устаткування енергоблоків на техніко-економічні показники виробництва електроенергії у вигляді експлуатаційних характеристик та автоматизувати процеси керування розподілом навантажень між енергоблоками. Вирішено задачу оптимального розподілу навантажень між енергоблоками АЕС методом проекції градієнта Розена.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз розвитку та перспектив виведення групи малих космічних апаратів відповідно до виконуваних ними завдань у космічному просторі. З'ясовано, що застосування космічного буксиру з електронагрівною рушійною установкою в сучасних дослідженнях космічного простору є перспективним завданням, яке включає в себе дотримання вимог зміни орбітальної позиції, відносно опорної, з допустимим неузгодженням кутового положення вектору тяги, часом роботи і обмеженням за вартістю маневру, відповідно до цільового призначення. Основною вимогою до формування є створення орбітальних позицій супутників в групі, що не мають рушійних установок, з відповідними кеплеровими елементами і орбітальним часом. Аналіз зроблено за розглядом використання і застосування базових космічних платформ, які являють собою кінцеву сукупність службових підсистем, необхідних для виконання певного завдання в космічному просторі. Найбільш масовою серед них є платформа під загальним терміном «CubeSat». Умови формування передбачають орбітальний маневр космічного буксиру за допомогою рушійної установки до досягнення заданої позиції і відокремлення окремих супутників при формуванні групи. Встановлено, що важливим при застосуванні на буксирі електронагрівної рушійної установки є час підготовки до запуску, який пов'язаний з динамікою теплової підготовки бака з робочим тілом, парогенератора, двигуна, це має бути узгоджено з живленням від бортової енергетичної установки. Таким чином, поставлена науково-практична задача скорочення тривалості підготовки до запуску електронагрівної рушійної установки при використанні на космічному буксирі є актуальною.Проведено огляд можливостей ракетних двигунів при застосуванні на космічному буксирі. З'ясовано, що перельоти можна здійснювати одноступінчастим комічним буксиром з хімічним ракетним двигуном, одноступінчастим комічним буксиром з електроракетним двигуном.Проведено аналіз вимог до електроракетного двигуна та його вибору при застосуванні космічного буксира, а також аналіз можливості застосування електроракетних двигунів як безпосередньо на малих космічних апаратах, так і на буксирі.Проведено розрахунок робочих параметрів орбіти з визначенням траси космічного буксира за обертами, що дає можливість встановити точки маневру, а також енергетичні характеристики буксиру, що характеризують залежність зміни висоти і нахилу орбіти від маси космічного буксира та значення початкового орбітального положення, що дозволило розробити концепцію використання електронагрівної рушійної установки на космічному буксирі.Розроблено математичну модель електронагрівної рушійної установки космічного буксиру, що представляє собою систему диференційних рівнянь та передавальних функцій з початковими та граничними умовами. Проведено чисельне моделювання у середовищі MathLab та отримано рішення, що показують можливість попередньої оцінки часу введення установки в дію для своєчасного запуску до виконання маневру. Розглянуто можливість реалізації моделі у бортовому контролері рушійної установки на прикладі Arduino, шляхом введення створеного автором алгоритму запуску-зупинки двигуна.Проведено перевірку адекватності моделі електронагрівної рушійної установки за результатами фізичного експерименту, що проводився на експериментальній моделі електронагрівної рушійної установки з використанням стендової бази СВ-10К Міжгалузевого науково-технічного центру космічної енергетики і двигунів кафедри 402 Національного аерокосмічного університету ім. М. Є. Жуковського «ХАІ». Вдосконалено методи і розроблено засоби експериментальних досліджень електронагрівних двигунів космічних апаратів, а саме методу вимірювання тяги, методу вимірювання витрати робочого тіла, методу вимірювання потужності, що подається на нагрівачі двигуна, парогенератора і баку та методу вимірювання вакууму в камері проведення експерименту.Проведено аналіз обмежуючих факторів при керуванні електроракетним двигуном. Розроблено алгоритм керування електроракетним двигуном, на основі моделювання першого запуску установки з мінімізацію часу підготовки і зменшенням витрат робочого тіла та енергії.Розроблено рекомендації, що до подальшого розвитку та використання електронагрівної рушійної установки.^UThe analysis and development of the development of a group of small spacecraft in accordance with their tasks in outer space was carried out. It is found that the use of space tugboat with electric ohmic propulsion system in modern space exploration is a promising task, which includes compliance with the requirements of changing the orbital position, relative to the support, with the permissible mismatch of the angular position of the thrust vector, the time of operation and the restriction on weight according to the purpose. The basic requirement for the formation is the creation of orbital positions of satellites in the group without propulsion systems, with the corresponding Keplerian elements and orbital time. The analysis is based on consideration of the use and application of basic space platforms, which represent the finite set of service subsystems required to perform a specific task in outer space. The most popular among them is the platform under the general term "CubeSat". Formation conditions involve the orbital maneuvering of a space tugboat by means of a propulsion device until reaching a predetermined position and the separation of individual satellites when forming a group. It has been found that when preparing for the start-up and shut-down of the electric propulsion system, it is important that the start-up and shut-down times are related to the thermal dynamics of the preparation of the working fluid with the power supply from the on-board power plant. Thus, the scientific and practical task of reducing the duration of preparation for the launch of the electric heating propulsion system when used on a space tug is relevant.A glance was made over the capacities of rocket engines during stagnation on a tug boat. It's explained that shifting is possible with a single-stage commercially available tug with a chemical missile thruster, a one-stage commercially available tug with an electric rocket thruster.An analysis was made of the electric rocket engine and the same vibration during a stowed tug boat, as well as an analysis of the possibility of electric rocket propulsion systems were always on a small spacecraft, so on a tug boat.The working parameters of the orbit were calculated with the determination of the space of the tugboat by rotation, which made it possible to set the maneuver points, as well as the energy characteristics of the tugboat, which characterize the dependence of the change of altitude and inclination of the orbit on the mass of the space boat and the value of the initial orbital position, which allowed to develop the concept electric ohmic propulsion system in space tugboat.A mathematical model of the electronic heating installation of a space tug has been scattered, which is a system of differentiation and transmission functions with cob and boundary minds. A numerical model was carried out at the middle of MathLab and a clear decision was made to show the possibility of a forward estimate of the hour the unit was put into operation for an immediate launch before the weekend maneuver. We can see the possibility of realizing the model for the on-board controller of the thrusterinstallation on the Arduino application, using the method introduced by the author of the engine-start-up engine shut-off algorithm.The adequacy of the model of the electric propulsion plant according to the results of the physical experiment was conducted, which was carried out on the experimental model of concept electric ohmic propulsion system using the bench base SV-10K of the Inter-branch Scientific and Technical Center of Space Energy and Engines of the Department 402 of the National Aerospace University. Zhukovsky M. E. "KhAI".The methods and experimental means of experimental research of spacecraft electric motors have been improved, namely the method of measuring thrust, the method of measuring the flow of the working fluid, the method of measuring the power supplied to the engine of the engine, the steam generator and the tank, and the method of measuring the vacuum in the chamber. The analysis of limiting factors in the control of a rocket engine is carried out. An algorithm for controlling a rocket motor is developed based on the simulation of the first start-up of the plant with minimization of preparation time and reduction of the working fluid and energy costs. Recommendations for the further development and use of the electric propulsion system have been developed.

Сьогодні дуже велике значення у світі приділяється розвитку атомних станцій малої потужності (АСМП). Україна зі своїм великим машинобудівним потенціалом має зайняти достойне місце серед виробників необхідного для АСМП обладнання. Одним з основних елементів реакторної установки (РУ) є парогенератор (ПГ).В роботі виконано аналіз стану розробки АСМП, існуючих конструкцій ПГ. З аналізу використаних конструкцій ПГ зроблено висновок, що найбільш прийнятним є ПГ з коаксіальними змійовиками. У якості матеріалу теплообмінних трубок використовуються титанові сплави. За прототип конструкції вибрано вертикальний ПГ з перегрівом пари, що використовується у ядерній енергетичній установці КЛТ-40С. Запропоновано конструкцію ПГ, яка не має недоліків прямоточних ПГ та дозволяє здійснювати продувку, яка суттєво спрощує водно-хімічний режим. Проведено розрахункове співставлення різних схем паротурбінних установок, яке показало підвищення абсолютного електричного ККД з ускладненням теплової схеми за рахунок використання регенеративних підігрівачів, проміжного сепаратору та перегрівача пари. Показано, що кожний захід приводить до підвищення ККД приблизно на 1 %. Розроблено методику техніко-економічного розрахунку ПГ. Для оптимізації за критерієм мінімуму приведених витрат необхідно визначити вартість ПГ та витрати електроенергії на циркуляцію теплоносія та робочого тіла через нього. Для визначення вартості розроблено конструкційний розрахунок ПГ, а саме розмірів основних його елементів: теплообмінних трубок (ТОТ), циліндричної частини, кришки, днища та патрубку корпусу. Показано, що розглянута конструкція має певні особливості, а саме для визначення основних розмірів треба задавати п'ять параметрів, замість чотирьох для решти теплообмінних апаратів: діаметр ТОТ, крок розташування ТОТ у вертикальному та горизонтальному напрямках, швидкість живильної води в ТОТ та швидкість теплоносія у міжтрубному просторі. Останній параметр визначає кількість рядів концентричних змієвиків, які складають площу теплообміну.При розробці алгоритму теплового розрахунку проаналізовані різні формули для визначення коефіцієнтів тепловіддачі при поперечному обтіканні теплоносієм горизонтальних змієвиків та при протіканні робочого тіла в теплообмінних трубках на п'яти ділянках теплообміну. Проведено варіантні розрахунки для визначення впливу основних конструктивних параметрів на площу теплообміну ПГ. Розроблено методику гідравлічного розрахунку теплообмінної поверхні та ділянок до та після поверхні теплообміну у ПГ. Проведено варіантні розрахунки для визначення впливу конструктивних параметрів на гідравлічний опір парогенератору. Досліджено умови, які забезпечують гідравлічну стійкість роботи прямоточного парогенератору. Проведено аналіз математичної моделі, яка пояснює виникнення гідравлічної нестійкості в каналі з двофазним робочим тілом. Зроблено фізичне пояснення використання дросельної шайби на вхідній ділянці для запобігання виникнення нестійкості. Показано, що додатковий опір може бути забезпечений певними розмірами живильної трубки, яка підводить воду до теплообмінної трубки. В результаті аналізу умови досягнення гідравлічної стійкості виявлено недостатню визначеність цієї нерівності. Запропоновано визначати додатковий опір через врахування можливого відхилення розмірів теплообмінних труб, які серед розглянутих параметрів, найбільше впливають на розрахунковий гідравлічний опір ТОТ. Проведено оптимізацію основних конструктивних параметрів прямоточного ПГ. При розрахунку вартості ПГ було враховано витрати на зварювання ТОТ. Це дозволили визначити оптимальний діаметр ТОТ за мінімумом приведених витрат. Оптимальна швидкість живильної води на вході в ТОТ дорівнює 0.71 м/с. Визначено, що товщина кільцевого зазору між корпусом та шахтою для проходу теплоносія визначається з умови мінімуму гідравлічного опору при виході теплоносія з патрубку.^UToday, the world attaches great importance to the development of low-power nuclear power plants (NPPs). Ukraine with a large machine-building potential should take its rightful place among the manufacturers of equipment necessary for AIPS. One of the main elements of a reactor plant (RP) is a steam generator (SG).The paper analyzes the state of development of low-power NPPs, existing structures of SGs. From the analysis of the used SG designs, it was concluded that the most acceptable is the SG with coaxial coils. Titanium alloys are used as the material for the heat exchange tubes. A vertical steam generator with steam superheating used in the KLT-40S NPP was chosen as a prototype of the design. The proposed design of SG does not have the drawbacks of direct-flow SG and allows for blowing, which greatly simplifies the water-chemical regime. A computational comparison of different schemes of steam turbine plants was carried out, which showed an increase in the absolute electrical efficiency with a complication of the thermal scheme due to the use of regenerative heaters, an intermediate separator and a steam superheater. It is shown that each measure leads to an increase in efficiency by about 1%.The technique of technical and economic calculation of SG has been developed. To optimize according to the criterion of the minimum of the reduced costs, it is necessary to determine the cost of the SG and the energy consumption for the circulation of the coolant and the working fluid through it. To determine the cost, a structural calculation of the SG has been developed, namely, the dimensions of its main elements: heat exchange tubes (HET), cylindrical part, cover, bottom and housing branch pipe. It is shown that the design under consideration has certain features, namely, to determine the main dimensions, it is necessary to set five parameters, instead of four for the rest of the heat exchangers: the HET diameter, the HET positioning step in the vertical and horizontal directions, the feed water velocity in the HET and the coolant velocity in the annular space. The last parameter determines the number of rows of concentric coils that make up the heat transfer area.When developing an algorithm for thermal calculation, various formulas for determining the heat transfer coefficients were analyzed for the transverse flow of the coolant around horizontal coils and for the flow of the working fluid in the heat exchange tubes at five heat transfer sections. Variant calculations were carried out to determine the influence of the main design parameters on the SG heat exchange area. A method has been developed for the hydraulic calculation of the heat-exchange surface and areas before and after the heat-exchange surface in the SG. Variant calculations have been made to determine the effect of design parameters on the hydraulic resistance of the steam generator. The conditions that ensure the hydraulic stability of the operation of a once-through steam generator (OTSG) have been investigated. The analysis of the mathematical model that explains the occurrence of hydraulic instability in a channel with a two-phase working fluid is carried out. A physical explanation is made for the use of a throttling washer in the inlet section to prevent instability from occurring. It is shown that additional resistance can be provided by certain dimensions of the feed tube supplying water to the HET. As a result of the analysis of the conditions for achieving hydraulic stability, an insufficient certainty of this inequality was revealed. It is proposed to determine the additional resistance, taking into account the possible deviation of the dimensions of the HETs, which among the considered parameters most affect the calculated hydraulic resistance of the HET. Optimization of the main design parameters of the OTSG was carried out. When calculating the cost of the SG, the costs of welding HET were taken into account. This made it possible to determine the optimal diameter of the HET based on the minimum of the reduced costs. The optimal speed of the feed water at the inlet to the HET is 0.71 m / s. It was determined that the thickness of the annular gap between the casing and the shaft for the passage of the coolant is determined from the condition of the minimum hydraulic resistance when the coolant leaves the nozzle.

Дисертація присвячена вдосконаленню методів і моделей комп'ютерно-інтегрованої системи управління зносом теплообмінних труб у твердопаливних парогенераторах на вугільних ТЕС, особливо при роботі з вугіллям з невідомим зольним складом. Вона використовує поточні дані про якість вугілля для вимірювання твердих мінеральних домішок і забезпечує різні контури управління, такі як розподіл потоку вугілля і перевірка якості для мінімізації витрат.Основні результати дослідження включають:1.?Складнощі світової вугільної промисловості: Галузь стикається з такими проблемами, як різна якість вугілля, ціноутворення та екологічні проблеми, а країни, що розвиваються, значною мірою залежать від вугілля. Перехід до сталої енергетики є складним через цю різноманітність.2.?Ефективність вугільних електростанцій: Ефективне виробництво електроенергії залежить від точного визначення складу палива і розробки стратегії захисту від пошкоджень від вогнетривких сполук у теплообмінних трубах парогенератора. Існуючі методи аналізу є недостатніми, що підкреслює потребу в передових технологіях діагностики.3.?Управління процесом підготовки вугілля: Автоматизована система підвищує ефективність, екологічну стійкість і стабільність. Точний відбір проб вугілля та контроль якості мають вирішальне значення, а нечіткі алгоритми управління пропонують операційні покращення.4.?Якість вугілля та ефективність роботи станції: Високоякісне вугілля, точний відбір проб і вдосконалена діагностика мають життєво важливе значення. Інновації в моніторингу та нові технології підвищують ефективність, безпеку та довговічність.5.?Адаптивний моніторинг зносу труб: Адаптивні підходи в режимі реального часу необхідні для моніторингу зносу теплообмінних труб у парогенераторах, оскільки існуючі методи є неефективними.Дисертація складається з чотирьох розділів:1.?Перший розділ: Розглянуто використання комп'ютерно-інтегрованих систем управління (КІСУ) для моніторингу зносу труб в барабанних парогенераторах теплових електростанцій (ТЕС). У ньому підкреслюється складність галузі та необхідність ефективної ідентифікації палива і стратегій мінімізації пошкоджень.2.?Другий розділ: Розроблено математичну модель, що враховує споживання палива, летючу золу та мінеральні домішки, з метою максимізації терміну служби труб та мінімізації витрат. Вона покращує розуміння впливу якості вугілля на знос труб і використовує правило відбору проб Кокрана для кращого контролю якості вугілля.3.?Третій розділ: Представляє автоматизований метод виробництва високоякісного вугілля на ТЕС. Він включає дванадцятикрокову стратегію налаштування контролера на основі нечіткої логіки, зосереджену на управлінні потоком вугілля та коригуванні роботи в реальному часі на основі якості вугілля.4.?Четвертий розділ: Створено КІСУ на основі моделі зносу поверхні труби, яка розподіляє потік вугілля на основі ідентифікованих домішок та автоматизованих налаштувань відбору проб. Обчислювальні експерименти демонструють ефективність системи в зниженні експлуатаційних витрат і збільшенні терміну служби теплообмінних труб.Таким чином, в дисертації представлено комплексний підхід до управління зносом теплообмінних труб на теплових електростанціях, що використовує передові моделі, аналіз даних в режимі реального часу та інноваційні системи управління для підвищення ефективності, зниження витрат і продовження терміну служби обладнання.^UThis dissertation focuses on enhancing methods and models in a computer-integrated system for monitoring the wear of heat exchange tubes in solid fuel steam generators at coal-powered thermal power plants, particularly when dealing with coal of unknown ash composition. It uses current coal quality data for measuring solid mineral impurities and provides various control loops like coal flow distribution and quality checks to minimize costs.Key findings include:1.?Global Coal Industry Complexities: The industry faces challenges like varying coal quality, pricing, and environmental concerns, with developing countries heavily reliant on coal. Transitioning to sustainable energy is difficult due to these diversities.2.?Efficiency in Coal-Fired Power Plants: Efficient power generation hinges on accurately identifying fuel composition and strategizing against damage from refractory compounds in the steam generator's heat exchange tubes. Current analysis methods are insufficient, underscoring the need for advanced diagnostic technologies.3.?Coal Preparation Process Management: A computer-aided automated system enhances efficiency, environmental sustainability, and stability. Accurate coal sampling and quality control are crucial, with fuzzy control algorithms offering operational improvements.4.?Coal Quality and Plant Efficiency: High-quality coal, precise sampling, and advanced diagnostics are vital. Innovations in monitoring and new technologies enhance efficiency, safety, and durability.5.?Adaptive Monitoring of Tube Wear: Real-time, adaptive approaches are essential for monitoring heat exchange tube wear in steam generators, as existing methods are inefficient.The dissertation comprises four chapters:1.?First Chapter: It examines the use of computer-integrated control systems (CICS) for monitoring tube wear in drum steam generators at thermal power plants (TPP). It highlights the industry's complexities and the need for efficient fuel identification and damage minimization strategies.2.?Second Chapter: Develops a mathematical model considering fuel consumption, fly ash, and mineral impurities, aiming to maximize tube life and minimize costs. It improves understanding of coal quality's impact on tube wear and utilizes the Cochran sampling rule for better coal quality control.3.?Third Chapter: Introduces an automated method for producing high-quality coal at TPPs. It involves a twelve-step strategy for setting up a fuzzy logic-based controller, focusing on coal flow management and real-time operation adjustments based on coal quality.4.?Fourth Chapter: Establishes a model-based CICS for tube surface wear, which allocates coal flow based on identified impurities and automated sampling settings. Computational experiments demonstrate the system's efficacy in reducing operating costs and increasing the lifespan of heat exchange tubes.In summary, the dissertation presents a comprehensive approach to managing the wear of heat exchange tubes in thermal power plants, leveraging advanced models, real-time data analysis, and innovative control systems to enhance efficiency, reduce costs, and extend equipment lifespan.