Phần lớn các trạng thái của hệ thống được quyết định bởi phương trình cân bằng năng lượng và bảo toàn khối lượng. Cho đầu vào của hệ thống là nhiệt
lượng cung cấp cho đường ống Q, lưu lượng nước cấp qf, lưu lượng hơi qs. Đồng
thời, cho đầu ra của hệ thống là áp suất bao hơi p và mức nước trong bao hơi l. Đây là cách mô tả đặc điểm của hệ thống thích hợp cho việc mô hình hóa, mô phỏng. Việc mô phỏng và điều khiển nó là thiết yếu để kiểm định sự phụ thuộc
của lưu lượng hơi qsvào áp lực trong tuabin và các bộ quá nhiệt.
Để xây dựng được các phương trình, ta đặt V là thể tích nước trong bao
hơi, là trọng lượng riêng của nước, u là nội năng riêng, hlà entanpy riêng, t là
nhiệt độ và là lưu lượng theo khối lượng. Ngoài ra, đặt các kí hiệu q s w f, , và m tương ứng để chỉ các đối tượng là hơi, nước, nước cấp và kim loại. Đôi khi, để làm rõ, chúng ta cần một ký hiệu cho các thành phần hệ thống. Cụ thể, ta sử
dụng các chỉ số dưới để biểu thị như là toàn bộ hệ thống, là bao hơi và t d r là
các giàn ống. Tổng khối lượng của các ống kim loại và bao hơi là mt và nhiệt
dung riêng của kim loại là Cp.
Phương trình cân bằng khối lượng là:
(1)
Và phương trình cân bằng bảo toàn năng lượng là:
(2)
Mà nội năng , nên phương trình cân bằng bảo toàn năng
(3)
Trong đó, và tương ứng với tổng thể tích lượng hơi và thể tích
nước. Tổng thể tích trong bao hơi, ống xả và ống dẫn là:
(4)
Nhiệt độ của kim lại có thể được biểu thị như một tác dụng của áp suất
gây lên khi giả định rằng sự thay đổi của liên quan chặt chẽ tới sự thay đổi
của nhiệt độ hơi bão hòa và do đó cũng làm thay đổi p Việc mô phỏng một .
mô hình được miêu tả chi tiết về sự phân bố nhiệt độ trong kim loại cho thấy rằng trạng thái tĩnh của nhiệt kim loại thì gần với nhiệt độ bão hòa, sự chênh lệch
nhiệt độ có thể dao động nhỏ. Vế phải của phương trình (3) đại diện cho dòng
chảy năng lượng của hệ thống từ nhiên liệu, nước cấp và các dòng chảy năng lượng từ hệ thống thông qua hơi nước.