Управление реакторами

В качестве управляющих воздействий при управлении реактором заданного типа обычно используются а) воздействие по расходу реагентов б) воздействие по соотношению расходов реагентов [c.456]

Распространенный тип реакторов представляет собой сосуд, в который подаются реагенты и из которого удаляются продукты реакции, а содержимое сосуда перемешивается так, чтобы состав и температура реагирующей смеси были как можно более постоянными по всему его объему. Далее слово реактор будет употребляться без уточняющих определений применительно к тому типу реакторов, который разбирается в этой главе реакторы других типов будут именоваться полностью. Прежде всего мы выведем основные уравнения для простейше модели реактора и покажем, как с их помощью решаются задачи проектирования реактора. Некоторые экономические вопросы, связанные с проектированием, приведут нас к задачам оптимизации и управления реактором. Задачи управления потребуют исследования поведения процесса в нестационарном режиме. В конце главы будут рассмотрены недостатки простой модели идеального смешения в реакторе и вопросы расчета двухфазных процессов. [c.149]

С практической точки зрения кинетический закон дает всю необходимую информацию для расчета и управления реактором данного типа. Однако редко случается, чтобы был точно известен кинетический закон со всеми входящими в пего константами. Гораздо чаще имеются лишь приближенные оценки констант, основанные на небольшом количестве экспериментальных данных. Иногда нет и этого, и тогда проектирование промышленного [c.63]

Управление работой реактора идеального смешения — следующее важное изменение, внесенное в систему управления работой установки, — также нуждается в том, чтобы его прокомментировать. Разработку улучшенной системы управления реактором, необходимой для устранения обнаруженных при обследовании установки возмущений в подаче реагента А в реактор, можно выполнить двумя методами. [c.90]

Так как для управления только одной полкой катализатора требуется четыре основных контура управления и восемь корректирующих звеньев, т. е. 12 контуров, а для всего реактора, имеющего четыре слоя катализатора, необходимо 48 контуров, то для управления реактором целесообразно применение ЭВМ. [c.332]

И УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ НА ЭКОНОМИКУ ПРОЦЕССА [c.75]

В них в отличие от ядерной бомбы цепная реакция деления удерживается на стационарном уровне. Это технически осуществимо вследствие наличия запаздывающих нейтронов — можно реализовать почти стационарный режим работы реактора, при котором время удвоения мощности, выделяемой в цепной реакции, имеет порядок единиц минут. Соответственно, для регулирования коэффициента размножения нейтронов и мощности реактора в этом режиме, достаточно иметь управляющую систему с быстродействием порядка десятков секунд. Управление реактором осуществляется введением в его активную зону или поглотителей нейтронов, или, наоборот, дополнительного делящегося материала — источника нейтронов. Применяется также регулирование величины утечки нейтронов из активной зоны реактора. [c.117]

При управлении реакторами периодического или непрерывного действия часто приходится решать две проблемы [c.77]

Для управления реакторами объемного типа целесо образно применять управляющие вычислительные машины (УВМ) [25]. Применение управляющих вычислительных машин и алгоритмов расчета как величин, входящих в постоянную времени и коэффициент само< выравнивания, позволяет резко поднять точность ведения процесса в реакторе. Алгоритмы расчета базируются на зависимостях, приведенных в гл. 1 и 3, а также на изучении эксплуатационных характеристик реактора объемного типа в данном технологическом процессе. Бо лее того, возможно прямо в процессе эксплуатации определить непосредственно динамические характеристики реактора, не прибегая к априорным вычислениям [c.105]

Как видно на рис. 5.9, в области oi < Со < Сог существуют три стационарных режима, из которых средний, соответствующий линии аЬ, неустойчив. Пусть режим, которому соответствует точка / (со = с, T = Tf), оптимален. Допустим, что каким-нибудь образом удалось реализовать этот стационарный неустойчивый режим. Однако малейшие флуктуации параметров газовой фазы приведут к тому, что начнется затухание процесса — движение. к точке е, где процесс будет протекать с малой скоростью (Т = Те), либо зажигание — движение к точке g, где будут иметь место большие перегревы катализатора Т = Tg) и, например, значительное уменьшение избирательности, если процесс сложный. Можно поставить и решить точно задачу, связанную с поиском такого управления (в частности, таким управлением может быть концентрация Со), которое вернет систему в точку /. Так и было сделано для достаточно простой задачи управления реактором с организованным псевдоожиженным слоем катализатора [3]. Однако на практике всегда есть так называемая зона нечувствительности регулятора и всегда есть внешние помехи. Поэтому система будет пытаться покинуть окрестность точки /, а регулятор будет пытаться вернуть систему в небольшую окрестность этой точки. Покажем качественно, как это происходит. [c.143]

В работе [22] экспериментально изучена возможно сть периодического управления реактором с неподвижным слоем гопкалитового катализатора, на котором окислялось СО. Управлением являлась концентрация СО. Было показано, что температурные поля (средние) в стационарных и нестационарных условиях существенно различаются в периодическом режиме имеет место более плавное изменение температуры по длине слоя. Малые периоды изменения концентрации СО (i = 2—4 с) привели к тому, что температура в слое катализатора при циклическом управлении изменяется в течение периода незначительно. [c.145]

Обычно органы управления реактором выполняют в виде стержней или других цилиндрических конструкций из материала, обладающего большим сечением захвата нейтронов. Извлечением из реактора или введением в него поглотителя баланс нейтронов можно быстро изменить и их плотность можно увеличить или уменьшить в зависимости от того, хотим ли мы ускорить цепную реакцию или погасить ее. Другие способы контроля и управления работой реактора связаны с использованием выгорающих поглотителей или подвижных отражателей. [c.20]

Итак, можно сформулировать автономную задачу управления реактором синтеза аммиака необходимо максимизировать концентрацию аммиака на выходе из реактора синтеза аммиака с помощью и 2 при меняющихся возмущениях. Решение этой задачи подробно рассмотрено в [215]. [c.356]

Анализ распределения затрат по отдельным узлам ироизводства полипропилена показывает, что около 75 % затрат приходится на блок полимеризации. Это позволяет считать, что основной эффект в производстве может быть достигнут в результате оптимального управления реактором полимеризации полипропилена. [c.422]

Безопасность АЭС нынешнего поколения требует повышенного внимания. Работы ведутся по двум направлениям ]) проводится техническая модификация, наращиваются системы защиты, совершенствуется элементная база для систем управления автоматизированными процессами, улучшается приборный парк, разрабатываются новые оборудование и материалы 2) повышается качество подготовки обслуживающего АЭС персонала, создаются учебно-тренировочные центры, на которых с помощью тренажеров моделируются аварийные, экстремальные ситуации в управлении реактором, повышаются требования к отбору специалистов, вводится психофизиологический отбор, вносятся коррективы и в подготовку специалистов для АЭС в вузах. [c.244]

Кроме этих функций, необходимы градиенты функционала (4.59) по управляемым параметрам, которые при оптимальном управлении реактора не должны быть в области управления О или быть ортогональными к границе и направлены вне области. [c.205]

Основными этапами при разработке реактора и САУ является построение математического описания процессов в реакторе, теоретическая оптимизация, качественный анализ описания, выбор типа реактора и исследование его статических и динамических свойств, определенне основных технологических и конструктивных характеристик реактора, выбор каналов управления, поиск оптимального управления и, наконец, синтез САУ. Значения многих технологических параметров и конструктивных характеристик реактора, как, например, диаметр трубки, размер зерен катализатора, в значительной мере определяющих стоимость, надежность и гидравлическое сопротивление реактора, должны выбираться с учетом реально возможного качества работы САУ. Таким образом, уровень и стоимость системы САУ могут влиять на аппаратурно-технологические решения процесса, а для реакторов, обладающих пониженной стабильностью, целиком определить эти решения. Так, неустойчивость оптимального стационарного режима приводит к частым срывам на высокотемпературный или низкотемпературный режим. Система управления реактором возвращает этот режим в окрестность неустойчивого ста-циоиарного состояния, процесс в целом оказывается нестационарным, рыскающим в окрестности этого состояния. [c.21]

Я. р. имеют активную зону, содержащую ядерное горючее и в-во, замедляющее нейтроны до скоростей, при к-рых протекает цепная ядерная р-ция (обычно вода, графит, тяжелая вода) контур, обеспечивающий отвод выделяющейся тепловой знергии благодаря циркуляции теплоносителя (вода, орг. жидкость, жидкий металл или газ) систему управления реакторам ряд функциональных систем обеспечения бесперебойной и безопасной работы. [c.725]

Следует напомнить, что большая часть нейтронов возникает в момент деления (мгновенные нейтроны) и лишь очень небольшая доля (примерно 0,755% для урана-235) приходится на медленные нейтроны. Несмотря на относительно небольшое число, медленные нейтроны играют решающую роль в поведении реактора при переходных режимах, а следовательно, и в управлении реактором. Прежде чем перейти к упрощенным кинетическим уравнениям с запаздывающими нейтронами, заменим в первом приближении несколько отдельно рассматриваемых групп запаздывающих нейтронов одной группой, постоянная времени которой будет иметь среднюю величину, определяемую формулой [c.558]

Средства управления реактором [c.63]

Рис. IX.9. Система управления реактором синтеза аммиака по температурному полю с помощью управл1пощей вычислительной техники

Удельная теплоемкость, количество выделенной при реакции и испарении тепловой энергии, а также другие факторы вводятся в вычислительное устройство вручную. Сигналы вычислительного устройства используются для управления реактором с целью получения постоянной производительности. [c.437]

Пример формулирования задачи для оЬъекта. Рассмотрим в качестве объекта управления реактор, представленный на рис. Х-16. Так как реактор проточный, задачу оптимизации будем формулировать в расчете на установившийся режим его работы. Можно, например, поставить такую задачу достичь при установившемся режиме работы [c.487]

Статьи Гоулда с сотр. затрагивают проблему оптимизации управления реактором как нелинейной системы. В работе Бичера и Гоулда обсуждается возможность динамической оптимизации при помощи цифровых машин. Пользуясь методами вариационного исчисления, они вывели систему уравнений Эйлера— Лагранжа, решаемую для определения оптимального пути, по которому должен следовать процесс в реакторе после внесения возмущения. [c.120]

Неоднократно наблюдались автоколебания в промышлеины - химических реакторах. Исследованию этого вопроса в последние годы уделяется все большее внимание, особенно в связи с проблемами автоматического управления реакторами. Для иллюстраци1[ автоколебаний в реакторах на рис. 1У-18 приведена одна из осциллограмм колебаний температуры, наблюдаемых при некоторых условиях в крупнотоннажном промышленном реакторе для производства полиэтилена [c.145]

V имический реактор — основной элемент аппаратурного оформле-ния любой технологической схемы. В нем протекают как химические, так и физические процессы вместе с тем при его расчете и конструировании необходимо учитывать механические факторы. Поэтому искусство проектирования, конструирования и экономичного управления реактором сводится к синтезу принципов хшмпи, физики, механики и экономики. [c.10]

Другая ана.погия, представляющая некоторый интерес, состоит в том, что скорость реакции В имеет те ке математические свойства, что и функция плотности замедления ц (г, т), которая вводится в гл. 6 (в частности, в 6.2,а). Наконец, следует отметить, что общее выран<енне (4.205) может быть использовано для вычисления темноратурного коэффициента (т. е. температурной зависимости) резонанса Брента — Вигнера (см. 6.5), который имеет большое ира1 тичсское значение для управления реактором. [c.99]

В основном нас интересуют нестационарные явления, а соотношения (6.81) и (9.308), строго говоря, имеют смысл только, когда А = 1, т. е. для равновесных условий. Таким образом, еслп к Ф 1, то поток претерпевает быстрые изменения во времени, так что реактор либо подкритичен, либо надкритичен. Тем не менее введем формально коэффициент размножения k t), зависящий от времени и отражающий влияние изменения концентраций различных отравляющих элементов и горючего на реактивность в течение рабочего цикла системы. В действительности в течение всего этого периода А = 1, но это достигается лишь благодаря непрерывному действию системы управления реактором. Таким образом, k t) фактически определяет имеющуюся в любой данный момент реактивность, которую должна иоЕ асить система управления, чтобы удерл ать реактор в стационарном o tohhihi. Ранее при к Ф мы вводили величину такую, что к = v/v имеет смысл фиктивного числа нейтронов, которое должно быть произведено при одном делении, чтобы система находилась в стационарном режиме. Б данном случае можно ввести соответственно v (i), которое определяет выход нейтронов на одно деление в каждый момент времени работы реактора в стационарном (критическом) режиме. Тогда выражение для к (g, и г не зависят от времени) будет иметь вид [c.460]

В качестве первого примера разберем задачу управления периодически действующим реактором идеального смешения, в котором протекает произвольная экзотермическая реакция типа А В. Допустим, что управление реактором производится изменением температуры хладоагента в охлаждающей py6amiie реактора. Основные уравнения, которые описывают поведение реактора в данном случае, имеют вид [c.164]

Воздействие по расходу реагентов на входе в реактор. Эта схема (рис. У1-31) основана на применении принципа разомкнутой системы регулирования (см. стр. 43). Преимуществом такой схемы регулирования является ее простота однако схему можно использовать только при относительно малых степенях превращения. При большой степени превращепия относительно малому изменению х соответствуют большие изменения количеств подаваемых реагентов, так как степень превращепия затухает по экспоненте. Поэтому наиболее распространена описанная нише схема управления реакторами. [c.456]

Управление реактором полимеризации является одной из наиболее сложных задач, реализуемых АСУ установками ПЭВД. Это обусловливается возможностью неустойчивых режимов в работе реактора, высокой динамичностью процесса, необходимостью в ряде областей значений параметров пульсаций давления в реакторе. Все указанные задачи реализуются с помощью специализированного аналого-цифрового вычислительного устройства, разработанного в ЦНИИКА и получившего название, ,главный регулятор . [c.107]

Пример. В качестве примера прикладной задачи быстродействия может быть расс.уотрена задача управления периодически действующим реактором идеального смешения, в котором протекает экзотермическая реакция типа Л В. Пусть управление реактором производится изменением температуры хладагента в охлаждающей рубашке реактора. [c.57]

При нормальной работе ядерного реактора такой дисбаланс может возникнуть либо при снижении скорости теплосъема ниже допустимого значения (например, при закупорке канала случайным предметом), либо, наоборот, в результате возрастания энерговьщеления и выхода его за верхний предел диапазона работоспособности системы теплосъема (например, при переходных процессах управления реактором). Такие события возможны в ядерном реакторе, однако они, как правило, затрагивают лишь незначительную часть активной зоны. При этом из-за перегрева и разрушения некоторых твэлов может произойти (и действительно наблюдалось) существенное повышение содержания продуктов деления в первичном теплоносителе. Однако сохранность других защитных барьеров (и прежде всего целостность первого контура) препятствует дальнейшему распространению радионуклидов и выбросу их в окружающую среду. После извлечения поврежденных негерметичных твэлов воду первого контура очищают с помощью байпасных фильтров и доводят ее удельную активность до приемлемого уровня. Предотвращению таких аварий, их обнаруже- [c.316]

Расходы на операцию в единицу времени предлагается разделять на четыре категории капитальные и эксплуатационные расходы (С1), расходы на поток (Са), тепловые расходы (Сз) и расходы на управление (С4). Отмечается, что капитальные расходы на реактор зависят от числа стадий, их сложности и условий работы, а также от скорости и свойств реагирующего потока. В эасходы на поток включаются расходы на поддержание необходимой скорости потока и давления в системе. Тепловые расходы включают расходы на нагревание или охлаждение потока, по подводу и отводу тепла из реактора. В расходы на управление включены расходы на оснащение приборами и управление реактором, а также зарплата рабочих, участвующих в производстве. [c.10]

Температурным режимом работы реактора можно управлять двумя способами — непрерывным и ступенчатым. При непрерывном управлении реактор должен иметь поверхность теплообмена, раоноложепную непосредственно в зоне реакции, чтобы обеспечить теплообмен на всем протяжении пути реагирующего потока. При ступенчатом теплообмене поверхность теплообмена размещается вне зоны реакции, в специальном теплообменнике. Этот теплообменник служит для дополнительного подогрева или охлаждения реакционной смеси 1До заданной температуры. [c.233]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология