多個(gè)兩流體程序耦合的核電站系統(tǒng)熱工水力建模及仿真研究

比較分析了目前世界上典型的壓水堆核電站熱工水力系統(tǒng)程序的研發(fā)歷程、發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用范圍,著重指出了最佳估算、程序耦合、程序評(píng)估在熱工水力系統(tǒng)程序研發(fā)中的重要作用,闡述了各國(guó)熱工水力系統(tǒng)程序研發(fā)模式對(duì)我國(guó)自主創(chuàng)新的借鑒意義.

核動(dòng)力工程 nuclearpowerengineering 第23卷　第5期 2002　年10月 vol.23.no.5 oct.2002 文章編號(hào)：0258－0926(2002)05－0029－04 大亞灣核電站18個(gè)月?lián)Q料堆芯 熱工水力設(shè)計(jì) 劉昌文1，周洲2 （1.中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，成都，610041；2.廣東核電合營(yíng)有限公司，深圳，518124） 摘要：大亞灣核電站從第九循環(huán)開(kāi)始由年換料向18個(gè)月?lián)Q料轉(zhuǎn)換，使得原堆芯熱工水力設(shè)計(jì)不再適 用。18個(gè)月?lián)Q料的熱工水力設(shè)計(jì)采用法馬通新開(kāi)發(fā)的臨界熱流密度(chf)關(guān)系式——fc關(guān)系式，并用全 統(tǒng)計(jì)法代替原來(lái)的確定論方法確定dnbr設(shè)計(jì)限值。由于在過(guò)渡循環(huán)中afa2g和afa3g燃料組件混 裝，使混合堆芯的最小dnbr小于均勻堆芯的最小d

從基本物理規(guī)律出發(fā),采用面向?qū)ο蟮哪K化建模思想,提出了一種簡(jiǎn)單的針對(duì)熱動(dòng)力系統(tǒng)中熱工流體網(wǎng)絡(luò)的建模方法。該方法通過(guò)模塊的搭接來(lái)構(gòu)筑和求解網(wǎng)絡(luò)整體模型,提高了模型的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性;使用差分方程解算流體網(wǎng)絡(luò),在精確性滿足需要的同時(shí),簡(jiǎn)化了仿真程序的編寫(xiě),提高了建模效率;適用于各類(lèi)常見(jiàn)的可壓縮或不可壓縮熱工流體網(wǎng)絡(luò),具有較好的精確性、實(shí)時(shí)性和工程實(shí)用性。

國(guó)務(wù)院《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2005—2020年)》的發(fā)布,標(biāo)志著我國(guó)核電由"適當(dāng)發(fā)展"轉(zhuǎn)向"積極發(fā)展",除在濱海地區(qū)按規(guī)劃繼續(xù)新建一批核電站外,同時(shí)在國(guó)內(nèi)很多省市進(jìn)行內(nèi)陸核電站的規(guī)劃方案和選址工作。核電站的選址工作要科學(xué)、細(xì)致、嚴(yán)格,選址不僅要符合核電區(qū)域布局,而且在地質(zhì)、氣象、水文水工、自然環(huán)境和安全等方面要符合核電建設(shè)的技術(shù)要求。內(nèi)陸核電站廠址更要慎重研究區(qū)域地質(zhì)、水文氣象和水工方案,為節(jié)省水資源,可采用自然通風(fēng)和機(jī)力冷卻塔節(jié)水設(shè)施,確保核電站供水安全和滿足排放要求。

提出了基于自定義建模的水電站繼電保護(hù)系統(tǒng)全范圍實(shí)時(shí)仿真方法。根據(jù)繼電保護(hù)仿真模型的結(jié)構(gòu)層次劃分,抽象建立了通用的繼電保護(hù)功能仿真模型;基于該模型,提出了保護(hù)仿真的2層體系,即保護(hù)單元?jiǎng)幼髋袚?jù)的保護(hù)單元層和仿真保護(hù)單元相互間配合的調(diào)度協(xié)調(diào)層;并對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分層設(shè)計(jì)建模。該仿真建模方法能夠在水電站保護(hù)間存在各種復(fù)雜配合關(guān)系的情況下,保持仿真的實(shí)時(shí)性,實(shí)現(xiàn)對(duì)各種保護(hù)系統(tǒng)的通用仿真。

水電廠模型是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)。建立完備的數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行水電廠的數(shù)學(xué)描述對(duì)水電廠全過(guò)程仿真是至關(guān)重要的。其中油水氣等輔助系統(tǒng)模型涉及到管道、閥門(mén)、流體工質(zhì)等組件,是一個(gè)復(fù)雜的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為使運(yùn)行人員更好的掌握水電機(jī)組在多種工況下的運(yùn)行狀況及處理油水氣輔助系統(tǒng)故障的處理能力,就需要在充分研究流網(wǎng)模型的基礎(chǔ)上,建立精確度更高的仿真模型。本文將以棉花灘水電站技術(shù)供水系統(tǒng)為研究對(duì)象,分析流網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)壓力、流量等各參數(shù)的耦合關(guān)系,以及其流動(dòng)特性。并提供由北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的simustudio建模工具建立的技術(shù)供水系統(tǒng)的局部仿真模型實(shí)例。

針對(duì)核電站發(fā)電機(jī)組在線檢測(cè)、無(wú)損檢測(cè)的強(qiáng)烈需求,本文從適用性、可靠性方面對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行了研究和選擇,靈活選用多種方式的在線檢測(cè)手段,涵蓋了固定點(diǎn)和非固定點(diǎn)的檢測(cè)方法,以及日常運(yùn)行檢測(cè)和檢修檢測(cè)方法。

考慮電弧的物理參數(shù)以及電磁、熱和輻射等現(xiàn)象,通過(guò)對(duì)商用計(jì)算流體力學(xué)軟件fluent進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),建立了空氣開(kāi)關(guān)電弧等離子體的二維磁流體動(dòng)力學(xué)(mhd)數(shù)學(xué)模型。然后仿真分析了電弧半徑、電場(chǎng)強(qiáng)度與電流之間的關(guān)系,以及外部磁場(chǎng)對(duì)電弧運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影響。同時(shí)完成了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明隨著電流的增大,電弧半徑將受到器壁寬度的限制;電流對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的影響很小;外部磁場(chǎng)在加速電弧運(yùn)動(dòng)的同時(shí),產(chǎn)生的"磁壓"會(huì)導(dǎo)致電弧高溫區(qū)不斷被壓縮以及局部壓力的升高。

文章涉及數(shù)值反應(yīng)堆系統(tǒng)(drs)組成部分之一的核電站熱工水力模塊的pelap5建模方法。建模分為:relap5源程序的改造;利用原始relap5進(jìn)行電廠的常規(guī)建模;利用改造后的relap5進(jìn)行電廠的特殊建模。該電廠模型構(gòu)造方法不僅可動(dòng)態(tài)采集relap5模型節(jié)點(diǎn)上的參數(shù),且可動(dòng)態(tài)控制節(jié)點(diǎn)上的部分參數(shù),滿足核電站工程模擬器的要求。

系統(tǒng)地研究了流體動(dòng)力式空調(diào)噴水室的工作原理,該流體撞擊式噴嘴具有不易堵塞、容易拆卸且噴嘴霧化參數(shù)可調(diào)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí),在建立噴水室簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對(duì)噴水室熱工性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得出了影響噴水量及熱交換效率的主要因素及最佳運(yùn)行工況。實(shí)踐證明,該噴水室使用效果良好,具有廣泛的應(yīng)用前景。

針對(duì)水電站水力過(guò)渡過(guò)程建模與仿真的復(fù)雜性,提出了采用傳遞函數(shù)建模和運(yùn)用matlab的s-function相結(jié)合的綜合仿真方法.通過(guò)對(duì)彈性水錘波動(dòng)方程中流量符號(hào)的處理,推導(dǎo)出適合大、小波動(dòng)工況的引水系統(tǒng)s域表達(dá)式,并運(yùn)用matlab的s-function加以實(shí)現(xiàn).在大波動(dòng)時(shí),將水輪發(fā)電機(jī)組用線性插值的s-function代替.結(jié)果表明該仿真方法十分有效和可靠.

為探究多種擾動(dòng)下水電站水機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,基于matlab/simulink軟件提供的用戶自定義建模功能,建立了水電站水機(jī)電系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)的simulink仿真模塊,根據(jù)系統(tǒng)的接線結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特性,最終搭建出完整的水電站水機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)孤網(wǎng)與聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式下水電站水機(jī)電系統(tǒng)受擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析,所涉及的擾動(dòng)形式包括負(fù)荷擾動(dòng)、功率調(diào)節(jié)擾動(dòng)、短路故障擾動(dòng)等。仿真結(jié)果表明,所建立的動(dòng)態(tài)仿真模型能準(zhǔn)確描述系統(tǒng)受擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)響應(yīng),從而為探討水電站水機(jī)電耦合作用機(jī)理及控制器的參數(shù)整定提供了可靠的仿真平臺(tái)。

為探究多種擾動(dòng)下水電站水機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,基于matlab/simulink軟件提供的用戶自定義建模功能,建立了水電站水機(jī)電系統(tǒng)主要環(huán)節(jié)的simulink仿真模塊,根據(jù)系統(tǒng)的接線結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特性,最終搭建出完整的水電站水機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型.在此基礎(chǔ)上,針對(duì)孤網(wǎng)與聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式下水電站水機(jī)電系統(tǒng)受擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析,所涉及的擾動(dòng)形式包括負(fù)荷擾動(dòng)、功率調(diào)節(jié)擾動(dòng)、短路故障擾動(dòng)等.仿真結(jié)果表明,所建立的動(dòng)態(tài)仿真模型能準(zhǔn)確描述系統(tǒng)受擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)響應(yīng),從而為探討水電站水機(jī)電耦合作用機(jī)理及控制器的參數(shù)整定提供了可靠的仿真平臺(tái).

核電站儀控系統(tǒng)以數(shù)字處理技術(shù)為特點(diǎn),由微處理芯片構(gòu)成,具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力與通訊能力,將其應(yīng)用在核電站中能發(fā)揮一定應(yīng)用效果。為促進(jìn)核電站儀控系統(tǒng)的有效運(yùn)行,還應(yīng)對(duì)系統(tǒng)加強(qiáng)管理,使其優(yōu)勢(shì)更好地凸顯出來(lái)。

采用jtopmeret兩相流建模工具和simexec實(shí)時(shí)仿真軟件平臺(tái)建立非能動(dòng)安全型核電站凝結(jié)水系統(tǒng)仿真模型,實(shí)現(xiàn)了核電站凝結(jié)水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行典型穩(wěn)態(tài)工況以及動(dòng)態(tài)工況的仿真計(jì)算和分析。結(jié)果表明,該模型的穩(wěn)態(tài)仿真計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)值吻合,動(dòng)態(tài)過(guò)程中參數(shù)變化與實(shí)際系統(tǒng)特性吻合,驗(yàn)證了仿真模型的合理性和正確性。

安全殼是核電站防止放射性物質(zhì)外泄的重要屏障,也是最后一道屏障.人員閘門(mén)作為反應(yīng)堆安全殼鋼襯的一部分,其密封性能和功能正常對(duì)安全殼的意義非常重大[1].人員閘門(mén)使用頻繁,每次打開(kāi)或關(guān)閉時(shí),門(mén)板都需隨傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),故需保證其在運(yùn)行期間的安全性及穩(wěn)定性.為實(shí)現(xiàn)這一功能,需要為門(mén)板設(shè)置一種支撐及動(dòng)力緩沖裝置.這種裝置在人員閘門(mén)每次開(kāi)關(guān)門(mén)操作及處于某一狀態(tài)時(shí),能夠支撐門(mén)板的載荷[2]并帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng);同時(shí)在打開(kāi)及關(guān)閉的初始狀態(tài)起到緩沖的作用.門(mén)體關(guān)閉,此裝置能使門(mén)板在一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整,保證鎖緊力均勻施加于門(mén)體與門(mén)板間的密封條上,進(jìn)而保證門(mén)體關(guān)閉后密封緊密.

核電站即將運(yùn)行于我國(guó)電力系統(tǒng)中,建立核電站的數(shù)學(xué)模型,模擬核電站同電網(wǎng)之間的相互影響非常必要。本文從理論上著重分析和研究了壓水堆核電站的內(nèi)部物理過(guò)程,導(dǎo)出了一組與之相適應(yīng)的用19階微分方程式表示的數(shù)學(xué)模型,并將其同電力系統(tǒng)中期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析程序相結(jié)合。文中還通過(guò)一階躍響應(yīng)驗(yàn)證了模型的正確性。

隨著我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,越來(lái)越多的核電機(jī)組投運(yùn),帶來(lái)了大量的維修改造業(yè)務(wù).通過(guò)維修改造保障核電站的安全性,延長(zhǎng)核電站壽命,是核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定時(shí)期的必然選擇.“十三五”期間核電維修改造服務(wù)市場(chǎng)將出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng),達(dá)到數(shù)百億元的規(guī)模.面對(duì)巨大的市場(chǎng),我國(guó)企業(yè)已提出“全生命周期”服務(wù)的理念,一些世界知名核電企業(yè)也紛紛瞄準(zhǔn)中國(guó)市場(chǎng)并成功進(jìn)駐.核電站的維修改造服務(wù)主要涉及備品備件供應(yīng)、項(xiàng)目管理咨詢、整體改造方案的制定與實(shí)施、施工調(diào)試等,工作重點(diǎn)集中在專(zhuān)業(yè)化維修、電氣儀控系統(tǒng)改造、汽輪機(jī)改造及其他改造等方面.核電站維修改造工作主要表現(xiàn)出復(fù)雜且持續(xù)動(dòng)態(tài)、更加深入的行業(yè)細(xì)分和專(zhuān)業(yè)化兩大特點(diǎn),以及批量化、標(biāo)準(zhǔn)化兩大發(fā)展趨勢(shì).上海是我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)最為雄厚的地區(qū)之一,上海地區(qū)的涉核企業(yè)發(fā)展核電站維修改造服務(wù)業(yè)務(wù)具有天然的優(yōu)勢(shì)和動(dòng)力.今后應(yīng)更加重視集成化服務(wù),利用區(qū)位優(yōu)勢(shì)協(xié)助業(yè)主實(shí)現(xiàn)備品備件的聯(lián)儲(chǔ),建設(shè)技術(shù)、產(chǎn)品支持中心,利用專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)提供定制服務(wù),同時(shí)要進(jìn)一步加大國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)力度.

通過(guò)分析給水泵調(diào)速系統(tǒng)的工作原理,建立了給水泵系統(tǒng)核心裝置液力偶合器的過(guò)程動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并給出了其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在分析傳統(tǒng)pid控制器基本原理的基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)的pid控制器—自適應(yīng)變參數(shù)pid控制器,并基于建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了控制系統(tǒng)的仿真和實(shí)際應(yīng)用。仿真結(jié)果表明該改進(jìn)的控制器能同時(shí)綜合多套傳統(tǒng)pid控制參數(shù)的優(yōu)點(diǎn),控制性能良好。實(shí)際應(yīng)用表明本文建立的數(shù)學(xué)模型與改進(jìn)的變參數(shù)pid控制器在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)具有使用效果良好。

從改造的必要性和儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、技術(shù)特點(diǎn)、數(shù)字轉(zhuǎn)換任務(wù)等方面,討論核電廠儀器控制系統(tǒng)整個(gè)生命周期各關(guān)鍵階段的儀器控制系統(tǒng)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型風(fēng)險(xiǎn)分析等。結(jié)合國(guó)外核電站儀表控制系統(tǒng)數(shù)字化的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),對(duì)我國(guó)核電廠模擬控制系統(tǒng)的數(shù)字化改造和升級(jí)戰(zhàn)略提出建議。

本文以300mw壓水堆核電站反應(yīng)堆冷卻劑循環(huán)泵(軸流泵)為例,介紹利用cxf流動(dòng)計(jì)算軟件,分析冷卻液通過(guò)葉輪、導(dǎo)葉、壓出室的液體流動(dòng)狀態(tài)(流態(tài)),研究單通道和全通道時(shí)的效率及其通道對(duì)效率的影響,并采用實(shí)測(cè)手段研究對(duì)比理論數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間的差別。

嶺澳核電站 班級(jí):土木三班姓名:陳林杰學(xué)號(hào):20129650319籍貫：衡陽(yáng) 摘要： 嶺澳核電站是1994年2月大亞灣核電站第一臺(tái)機(jī)組勝利投產(chǎn)時(shí)，國(guó)務(wù)院決 定興建的廣東第二座大型商用核電站。嶺澳核電站規(guī)劃建設(shè)4臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水 堆發(fā)電機(jī)組。首期建設(shè)2臺(tái)，采用大亞灣核電站技術(shù)翻版加改進(jìn)方案。在建設(shè)中 加大了自主化和國(guó)產(chǎn)化力度，實(shí)現(xiàn)了建安施工自主化，主承包商全部由中方單位 承擔(dān)。主要介紹該核電站的基本概況、項(xiàng)目簡(jiǎn)介、建設(shè)成就、運(yùn)行狀況、運(yùn)行業(yè) 績(jī)、工程特色、工程進(jìn)展、投入商業(yè)運(yùn)行以及事故信息和核電站大事記。 嶺澳一期 嶺澳核電站一期是中國(guó)廣核集團(tuán)按照國(guó)務(wù)院確定的“以核養(yǎng)核，滾動(dòng)發(fā)展” 方針，繼大亞灣核電站投產(chǎn)后，在廣東地區(qū)興建的第二座大型商用核電站。由嶺 澳核電有限公司建設(shè)與經(jīng)營(yíng)。中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司占股比45%。 嶺澳核電站 嶺澳核電站一期擁