[發明專利]一種核電汽輪機高壓轉子外表面溫度模擬裝置及方法

在審

• 申請號: 202010881972.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112130468A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 齊漣;楊宇;王家鋆;山雪峰;王勇;范誠豪;趙正興
• 申請（專利權）人: 中核核電運行管理有限公司;上海發電設備成套設計研究院有限責任公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 陳早璟

本發明屬于核電汽輪機技術領域，具體涉及一種核電汽輪機高壓轉子外表面溫度模擬裝置及方法。現有技術中，在核電汽輪機內缸內壁相應部位布置溫度測點比較困難，或測點容易損壞且維護困難。本發明用汽輪發電機組電功率、主蒸汽溫度、內缸內壁或高壓進汽管道內壁溫度作為輸入值，采用了支持向量回歸機(SVR)來計算出相應部位的核電汽輪機高壓轉子外表面溫度?？赏ㄟ^本發明提供的方法和裝置的模擬值來代替高壓轉子外表面溫度。為核電汽輪機高壓轉子的熱應力優化控制和核電汽輪機變負荷運行的安全性提供了技術保障。

技術領域

本發明屬于核電汽輪機技術領域，具體涉及一種核電汽輪機高壓轉子外表面溫度模擬裝置及方法。

背景技術

核電汽輪機高壓轉子相對于火電汽輪機的高壓轉子尺寸較大，徑向溫度傳遞更緩慢。核電汽輪機在啟動、停機和負荷變動時，高壓轉子外表面的蒸汽溫度變化較為劇烈，而高壓轉子內部的溫度變化相對較慢，高壓轉子的外表面和高壓轉子體積平均溫度之間的溫差較大。高壓轉子的外表面和高壓轉子體積平均溫度之間的溫差越大，外表面的熱應力就越大，高壓轉子的壽命損耗也越大。通過監控高壓轉子的外表面和高壓轉子體積平均溫度之間的溫差，可以監控外表面的熱應力。但機組運行期間，由于轉子的旋轉，無法通過安裝測溫元件進行直接測量溫度。雖然可通過在相應部位的汽輪機內缸內壁安裝的測溫元件獲得的溫度值來近似代替，但有些情況下，在核電汽輪機內缸內壁相應部位布置溫度測點比較困難，或測點容易損壞且維護困難。因此，急需一種基于間接測量值來模擬核電汽輪機高壓轉子外表面溫度的方法。

發明內容

1.目的：

本發明要解決的技術問題是提供一種通過間接測量值經過算法處理后模擬高壓轉子外表面溫度的方法及采用該方法的裝置。

2.技術方案：

為了解決上述技術問題，本發明的一個技術方案是提供了一種核電汽輪機高壓轉子外表面溫度模擬方法，包括如下步驟：

步驟一：創建支持向量回歸機模型；步驟二：應用支持向量回歸機模型；

步驟一：創建支持向量回歸機模型，具體包括：

步驟1.1整理出SVR訓練樣本和測試樣本；

步驟1.2選取或更換核函數及模型參數；

步驟1.3獲得支持向量回歸模型和參數；

步驟1.4測試支持向量回歸模型；

步驟二：應用支持向量回歸機模型，具體包括：

步驟2.1采集和整理運行參數；

步驟2.2預測汽輪機高壓轉子外表面溫度。

步驟1.1整理出SVR訓練樣本和測試樣本，具體包括：收集整理汽輪機50％～100％負荷穩定運行狀態下各負荷段內汽輪發電機組電功率、主蒸汽溫度、內缸內壁或高壓進汽管道內壁溫度測點、高壓缸第1級動葉槽部位轉子外表面溫度的數據作為數據樣本；在數據樣本中，在各負荷段內抽樣任選一部分數據樣本作為測試樣本，剩余的數據樣本作為訓練樣本。

步驟1.2選取或更換核函數及模型參數，具體包括：選擇支持向量回歸機模型的核函數，采用網格自動尋優方法確定懲罰系數和寬度系數。

步驟1.3獲得支持向量回歸模型和參數：根據步驟1.2選取的核函數以及尋優獲得的懲罰系數和寬度系數，利用LIBSVM支持向量機函數庫，針對訓練樣本進行訓練，獲得合適的支持向量回歸模型和參數。

步驟1.4測試支持向量回歸模型，具體包括：根據步驟1.3獲得的支持向量回歸模型和參數，利用LIBSVM支持向量機函數庫，針對步驟1.1得到的測試樣本進行預測，分析預測精度；若預測精度不能達到要求，回到步驟1.2更換支持向量回歸機模型的核函數重新開始。