Introduktion
Verktyget Probera har ursprungligen utvecklats vid Oskarshamnsverket (OKG)
för beräkning av värmebalanser och prestanda för turbinprocesserna och kylkedjorna. Det blev också försett med koppling
till anläggningens mätvärdesdatabas (InfoPlus21) för att kunna utvärdera verkningsgrader och
prestanda mot inhämtade mätdata.
De huvudsakliga användningsområdena har varit:
- Verktyg för värmebalanserna vid Oskarshamn 1, 2 och 3.
- Konditionsanalysverktyg för automatiserad uppföljning av
prestanda för turbinanläggning och kylkedjor.
- Verktyg vid särskilda utredningar och större turbinanläggningsprojekt. Har även
använts vid vissa exjobb.
- Verktyg för processanalyser vid systemkonstruktion och systemdimensionering.
- Verktyg för simulering av olika förlopp vid haverianalyser.
- Verktyg för automatisk dataöverföring från Excel-filer till anläggningsdatabaser.
- Övningsverktyg vid kurser i modellering och värmebalansberäkningar
Programvaran
Programmet körs under operativsystemet Windows och är utvecklat i programmeringsspråket C++.
Användargränssnittet ProberaW.exe som utgör programmets exekverbara startkod har utvecklats i en interaktiv arbetsprocess mot programmets
matematiska beskrivningar av komponenter, komponentfunktioner och de beräkningsmoduler som möjliggör
simuleringar och beräkningar på systemnivå. Dessa beräkningsmoduler har samlats i ProberaD.dll som vid programkörning
länkas statiskt till huvudprogrammet. Vid arbete med programmet kan man växla mellan modellering och beräkning
utifrån samma grafiska modellfönster.
I botten ligger det termodynamiska funktionsbiblioteket ProberaS.dll som byggts separat som en samling com-objekt som kan anropas
av beräkningsmodulen ProberaD.dll. Dessa funktioner kan därför också anropas av Excel direkt via com-objekten eller
via en särskild Excel-makrofil som samlat funktionerna i lättanvända vb-makron som byggts från com-objekten.
Makrosystemet i Probera ger möjlighet till långtgående automatisering av
anläggningens konditionsuppföljning och utnyttjas också av ProberaMonitor,
som är en "körschemahanterare" för ett större antal processmodeller.
Generella kopplingar mot Excel och databaser av Accesstyp ger Probera
stor flexibilitet avseende inhämtning och sparande av valfria modelldata.
Funktioner och standarder
De termodynamiska funktionerna för vatten och ånga räknar enligt standarden
IAPWS IF-97 (International Association
for the Properties of Water and Steam). De termodynamiska funktionerna har samlats
i Proberas funktionsbibliotek. För gaser har använts beräkningsrutiner från
NASA Technical Memorandum 4513
Beräkningsmetoderna för värmeöverföring och värmeledning vid värmeväxling, samt för
värmeförluster och tryckförluster vid rörströmning följer riktlinjerna i
VDI Wärmeatlas 5.Auflage 1988.
Enkla funktioner har samlats i Proberas funktionsbiblioteket, medan den matematiska beräkningsgången
för apparatfunktionerna är knuten till respektive komponent.
Många av de numeriska metoderna har hämtats ur de referensverk som givits ut av
Numerical Recipes. Det gäller bland annat
effektiva metoder för flerdimensionell iterativ ekvationslösning enligt Newton-Raphson och för numerisk integration
av tidsförlopp med Runge-Kutta metodik. Flera effektiva metoder för endimensionell och
tvådimensionell interpolation har också utnyttjats liksom modellanpassningsteknik med metodik "Downhill Simplex". De metoder som hämtats ur
Numerical Recipes in C,
The art of scientific computing 1988 har integrerats i Proberas beräkningsmodul och
skrivits om till C++ som är det programmeringsspråk som använts för Probera.
Linjär tillståndsanalys och anpassningsrutiner mellan modelltillstånd och anläggningstillstånd följer intentionerna i
standarden VDI-2048.
Detta ger möjlighet till kvantifiering av osäkerheter och signifikans vid beräkning av prestanda från inhämtade mätdata.
Ett granskningsprojekt för Proberas metodik för osäkerhetsanalys av reaktorernas termiska effekt har genomförts
i Halden vid Institute for Energy Technology (IFE). Klicka här för rapporten.
|