多個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,闡述了各國熱工水力系統(tǒng)程序研發(fā)模式對我國自主創(chuàng)新的借鑒意義.

核動力工程 nuclearpowerengineering 第23卷　第5期 2002　年10月 vol.23.no.5 oct.2002 文章編號：0258－0926(2002)05－0029－04 大亞灣核電站18個月?lián)Q料堆芯 熱工水力設(shè)計 劉昌文1，周洲2 （1.中國核動力研究設(shè)計院，成都，610041；2.廣東核電合營有限公司，深圳，518124） 摘要：大亞灣核電站從第九循環(huán)開始由年換料向18個月?lián)Q料轉(zhuǎn)換，使得原堆芯熱工水力設(shè)計不再適 用。18個月?lián)Q料的熱工水力設(shè)計采用法馬通新開發(fā)的臨界熱流密度(chf)關(guān)系式——fc關(guān)系式，并用全 統(tǒng)計法代替原來的確定論方法確定dnbr設(shè)計限值。由于在過渡循環(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,提出了一種簡單的針對熱動力系統(tǒng)中熱工流體網(wǎng)絡(luò)的建模方法。該方法通過模塊的搭接來構(gòu)筑和求解網(wǎng)絡(luò)整體模型,提高了模型的開放性和可擴展性;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,簡化了仿真程序的編寫,提高了建模效率;適用于各類常見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、實時性和工程實用性。

國務(wù)院《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005—2020年)》的發(fā)布,標志著我國核電由"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,同時在國內(nèi)很多省市進行內(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)、細致、嚴格,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系統(tǒng)全范圍實時仿真方法。根據(jù)繼電保護仿真模型的結(jié)構(gòu)層次劃分,抽象建立了通用的繼電保護功能仿真模型;基于該模型,提出了保護仿真的2層體系,即保護單元動作判據(jù)的保護單元層和仿真保護單元相互間配合的調(diào)度協(xié)調(diào)層;并對繼電保護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行分層設(shè)計建模。該仿真建模方法能夠在水電站保護間存在各種復(fù)雜配合關(guān)系的情況下,保持仿真的實時性,實現(xiàn)對各種保護系統(tǒng)的通用仿真。

水電廠模型是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)。建立完備的數(shù)學(xué)模型來進行水電廠的數(shù)學(xué)描述對水電廠全過程仿真是至關(guān)重要的。其中油水氣等輔助系統(tǒng)模型涉及到管道、閥門、流體工質(zhì)等組件,是一個復(fù)雜的拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為使運行人員更好的掌握水電機組在多種工況下的運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,以及其流動特性。并提供由北京中水科水電科技開發(fā)有限公司開發(fā)的simustudio建模工具建立的技術(shù)供水系統(tǒng)的局部仿真模型實例。

針對核電站發(fā)電機組在線檢測、無損檢測的強烈需求,本文從適用性、可靠性方面對測試設(shè)備進行了研究和選擇,靈活選用多種方式的在線檢測手段,涵蓋了固定點和非固定點的檢測方法,以及日常運行檢測和檢修檢測方法。

考慮電弧的物理參數(shù)以及電磁、熱和輻射等現(xiàn)象,通過對商用計算流體力學(xué)軟件fluent進行二次開發(fā),建立了空氣開關(guān)電弧等離子體的二維磁流體動力學(xué)(mhd)數(shù)學(xué)模型。然后仿真分析了電弧半徑、電場強度與電流之間的關(guān)系,以及外部磁場對電弧運動過程的影響。同時完成了相關(guān)的實驗研究。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;電流對電場強度的影響很小;外部磁場在加速電弧運動的同時,產(chǎn)生的"磁壓"會導(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進行電廠的常規(guī)建模;利用改造后的relap5進行電廠的特殊建模。該電廠模型構(gòu)造方法不僅可動態(tài)采集relap5模型節(jié)點上的參數(shù),且可動態(tài)控制節(jié)點上的部分參數(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,同時,在建立噴水室簡化數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,對噴水室熱工性能進行了實驗研究,得出了影響噴水量及熱交換效率的主要因素及最佳運行工況。實踐證明,該噴水室使用效果良好,具有廣泛的應(yīng)用前景。

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

為探究多種擾動下水電站水機電系統(tǒng)動態(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)及運行特性,最終搭建出完整的水電站水機電系統(tǒng)動態(tài)仿真模型。在此基礎(chǔ)上,針對孤網(wǎng)與聯(lián)網(wǎng)運行方式下水電站水機電系統(tǒng)受擾動后的動態(tài)特性進行了仿真分析,所涉及的擾動形式包括負荷擾動、功率調(diào)節(jié)擾動、短路故障擾動等。仿真結(jié)果表明,所建立的動態(tài)仿真模型能準確描述系統(tǒng)受擾動后的動態(tài)響應(yīng),從而為探討水電站水機電耦合作用機理及控制器的參數(shù)整定提供了可靠的仿真平臺。

為探究多種擾動下水電站水機電系統(tǒng)動態(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)及運行特性,最終搭建出完整的水電站水機電系統(tǒng)動態(tài)仿真模型.在此基礎(chǔ)上,針對孤網(wǎng)與聯(lián)網(wǎng)運行方式下水電站水機電系統(tǒng)受擾動后的動態(tài)特性進行了仿真分析,所涉及的擾動形式包括負荷擾動、功率調(diào)節(jié)擾動、短路故障擾動等.仿真結(jié)果表明,所建立的動態(tài)仿真模型能準確描述系統(tǒng)受擾動后的動態(tài)響應(yīng),從而為探討水電站水機電耦合作用機理及控制器的參數(shù)整定提供了可靠的仿真平臺.

核電站儀控系統(tǒng)以數(shù)字處理技術(shù)為特點,由微處理芯片構(gòu)成,具有較強的數(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。為促進核電站儀控系統(tǒng)的有效運行,還應(yīng)對系統(tǒng)加強管理,使其優(yōu)勢更好地凸顯出來。

采用jtopmeret兩相流建模工具和simexec實時仿真軟件平臺建立非能動安全型核電站凝結(jié)水系統(tǒng)仿真模型,實現(xiàn)了核電站凝結(jié)水系統(tǒng)的動態(tài)仿真。在此基礎(chǔ)上進行典型穩(wěn)態(tài)工況以及動態(tài)工況的仿真計算和分析。結(jié)果表明,該模型的穩(wěn)態(tài)仿真計算結(jié)果與設(shè)計值吻合,動態(tài)過程中參數(shù)變化與實際系統(tǒng)特性吻合,驗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安全殼的意義非常重大[1].人員閘門使用頻繁,每次打開或關(guān)閉時,門板都需隨傳動機構(gòu)運動,故需保證其在運行期間的安全性及穩(wěn)定性.為實現(xiàn)這一功能,需要為門板設(shè)置一種支撐及動力緩沖裝置.這種裝置在人員閘門每次開關(guān)門操作及處于某一狀態(tài)時,能夠支撐門板的載荷[2]并帶動其運動;同時在打開及關(guān)閉的初始狀態(tài)起到緩沖的作用.門體關(guān)閉,此裝置能使門板在一定范圍內(nèi)自動調(diào)整,保證鎖緊力均勻施加于門體與門板間的密封條上,進而保證門體關(guān)閉后密封緊密.

核電站即將運行于我國電力系統(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)中期動態(tài)穩(wěn)定分析程序相結(jié)合。文中還通過一階躍響應(yīng)驗證了模型的正確性。

隨著我國核電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,越來越多的核電機組投運,帶來了大量的維修改造業(yè)務(wù).通過維修改造保障核電站的安全性,延長核電站壽命,是核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定時期的必然選擇.“十三五”期間核電維修改造服務(wù)市場將出現(xiàn)井噴式增長,達到數(shù)百億元的規(guī)模.面對巨大的市場,我國企業(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)也紛紛瞄準中國市場并成功進駐.核電站的維修改造服務(wù)主要涉及備品備件供應(yīng)、項目管理咨詢、整體改造方案的制定與實施、施工調(diào)試等,工作重點集中在專業(yè)化維修、電氣儀控系統(tǒng)改造、汽輪機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)動態(tài)、更加深入的行業(yè)細分和專業(yè)化兩大特點,以及批量化、標準化兩大發(fā)展趨勢.上海是我國核電產(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)勢和動力.今后應(yīng)更加重視集成化服務(wù),利用區(qū)位優(yōu)勢協(xié)助業(yè)主實現(xiàn)備品備件的聯(lián)儲,建設(shè)技術(shù)、產(chǎn)品支持中心,利用專業(yè)優(yōu)勢提供定制服務(wù),同時要進一步加大國產(chǎn)化攻關(guān)力度.

通過分析給水泵調(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程動態(tài)數(shù)學(xué)模型,并給出了其控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。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)模型進行了控制系統(tǒng)的仿真和實際應(yīng)用。仿真結(jié)果表明該改進的控制器能同時綜合多套傳統(tǒng)pid控制參數(shù)的優(yōu)點,控制性能良好。實際應(yīng)用表明本文建立的數(shù)學(xué)模型與改進的變參數(shù)pid控制器在工業(yè)現(xiàn)場具有使用效果良好。

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流動計算軟件,分析冷卻液通過葉輪、導(dǎo)葉、壓出室的液體流動狀態(tài)(流態(tài)),研究單通道和全通道時的效率及其通道對效率的影響,并采用實測手段研究對比理論數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)之間的差別。

從改造的必要性和儀表控制系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ)、技術(shù)特點、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)險分析等。結(jié)合國外核電站儀表控制系統(tǒng)數(shù)字化的經(jīng)驗教訓(xùn),對我國核電廠模擬控制系統(tǒng)的數(shù)字化改造和升級戰(zhàn)略提出建議。

嶺澳核電站 班級:土木三班姓名:陳林杰學(xué)號:20129650319籍貫：衡陽 摘要： 嶺澳核電站是1994年2月大亞灣核電站第一臺機組勝利投產(chǎn)時，國務(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臺百萬千瓦級壓水 堆發(fā)電機組。首期建設(shè)2臺，采用大亞灣核電站技術(shù)翻版加改進方案。在建設(shè)中 加大了自主化和國產(chǎn)化力度，實現(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、項目簡介、建設(shè)成就、運行狀況、運行業(yè) 績、工程特色、工程進展、投入商業(yè)運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廣核集團按照國務(wù)院確定的“以核養(yǎng)核，滾動發(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。中國核工業(yè)集團公司占股比45%。 嶺澳核電站 嶺澳核電站一期擁