压水堆核电站U型管蒸汽发生器建模与仿真

作     者：缠阿芳 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吕丽霞;马进

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

主      题：压水堆核电站 U型管蒸汽发生器 数学建模 实时仿真 

摘      要：蒸汽发生器是核动力装置的主要设备之一,是连接核电站一、二回路的重要枢纽,它的安全运行直接关系到核电站的正常运行。本文主要针对压水堆核电站立式U型管自然循环蒸汽发生器进行建模和仿真,通过分析立式U型自然循环蒸汽发生器的结构特点和运行原理,运用模块化建模的方法,对蒸汽发生器的一次侧、二次侧、蒸汽腔室及下降通道等进行了结构分解,划分了14个控制体。运用质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程,建立了各控制体的实时仿真数学模型,主要包括一次侧单相介质流动模型和二次侧模型,其中二次侧模型分为下降段、过冷段、沸腾段模型,分离器模型,蒸汽腔室模型等。基于所建立的仿真模型,利用C++编写相应模块的通用算法。根据蒸汽发生器的运行流程,通过调用算法库中相应控制体算法建立相应模块,将各模块过程参数的变量名连接起来,以模块搭接的方法建立了压水堆核电站U型管蒸汽发生器的实时仿真模型。基于所建U型管蒸汽发生器的仿真模型,以大亚湾核电站为对象进行了动静态仿真实验。仿真结果表明,本文所开发的压水堆核电站立式U型管自然循环蒸汽发生器实时仿真模型,可以正确模拟蒸汽发生器调节阀开度和一次载热剂流量变化时对二次侧蒸汽参数的影响。同时也表明模块化建模方法有利于模型知识的积累和利用,便于大系统仿真模型的建模和调试,并为模型的扩展和提高创造了有力的条件。