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压水堆核电机组二回路热力系统经济性诊断理论的研究

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核动力工程 2000年第1期21卷 81-86页

作者：严俊杰李运泽林万超赵福宇邓世敏西安交通大学 710049 西安热工研究院 710032

利用加热单元和单元进水系数的概念 ,经过详细的理论分析和数学推导 ,提出了压水堆二回路各级抽汽的热功转换系数 ,利用该系数得出了压水堆二回路的热力系统经济性诊断的定量数学模型。

关键词：压水堆经济性诊断核电机组二回路热力系统

核电机组热力系统热经济性分析的EEDM方程

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核电机组热力系统热经济性分析的EEDM方程

作者：李凯华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

本文在对核电机组热力系统进行深入剖析的基础上,比较其与常规火电机组热力系统的差异,并沿用基于常规火电机组热力系统能效分布矩阵方程的分析思路,结合压水堆核电机组二回路热力系统的特点,构建了核电机组热力系统的虚拟热力系统,进... 详细信息

本文在对核电机组热力系统进行深入剖析的基础上,比较其与常规火电机组热力系统的差异,并沿用基于常规火电机组热力系统能效分布矩阵方程的分析思路,结合压水堆核电机组二回路热力系统的特点,构建了核电机组热力系统的虚拟热力系统,进而建立适用于核电机组热力系统热经济性分析的EEDM方程,并对其结构特点及使用规则加以说明。通过我国大亚湾核电厂900MW压水堆核电机组对该方程进行了验证,结果证明了其正确性及其优势。最后,在分析核电机组热经济性特点基础之上,总结了核电机组热经济性的影响因素,为提高机组热效率提供参考。

关键词：核电机组热力系统热经济性能效分布矩阵方程

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核电机组及其调速系统的建模与仿真

核电机组及其调速系统的建模与仿真

作者：黄岳峰浙江大学

学位级别：硕士

随着人类社会的发展,电力需求越来越大,对能源的要求也越来越苛刻。过去很长时间里,煤炭和石油是人类发展的两大能源。但煤炭和石油是不可再生能源,据资料表明,按目前的开采速度,煤炭资源保守估计将在200年之内开采完,石油资源将在100... 详细信息

随着人类社会的发展,电力需求越来越大,对能源的要求也越来越苛刻。过去很长时间里,煤炭和石油是人类发展的两大能源。但煤炭和石油是不可再生能源,据资料表明,按目前的开采速度,煤炭资源保守估计将在200年之内开采完,石油资源将在100年之内开采完。且燃烧煤炭和石油对环境也会产生很大的污染,因此亟需找到一种新的能源代替煤炭和石油。风能和太阳能是两大清洁能源,但是由于其不稳定性和技术的不成熟,注定不可能替代煤炭和石油的地位。核能是一种安全、清洁、经济的能源,也是可唯一大规模替代煤炭、石油的能源。目前利用核能的主要方式是核能发电。核电厂初期建设投资比普通的火电厂大,但建成之后每单位发电量的成本要低于火电厂。未来几十年,我国都将积极发展核电。按照我国《核电中长期发展规划(2005-2020)》,到2020年我国核电装机容量将达到4000万kW,核电年发电量在2600-2800亿kWh。随着核电在电网中比例的不断增长,带来另外一个问题——电力系统调峰问题。核电厂由于初期建设投资大,因此在国家政策的支持下,目前核电厂都是带基荷满发运行。当核电在电力系统中比例较低时,核电可以带基荷满载运行,但当核电比例升高,如果再不参与电力系统调峰,对系统内的其他机组将产生较大的影响,原来在夜间降低负荷即可运行的火电机组将不得不停机,实行“两班制”运行。因此,为了电力系统的安全、稳定、经济运行,核电厂将逐渐参与调峰运行。由于之前国内的核电厂基本都是带基荷满载运行,缺少调峰运行的经验,因此,有必要搞清楚核电机组是否具备类似火电机组和水电机组的调峰运行能力,核电机组功率调节的手段有哪些,国外有哪些调峰运行的经验。核电机组单机容量大、运行特性跟常规的火电机组和水电机组很不一样,当前电力系统仿真中一般都将核电机组当成一个恒定的功率源,一旦核电机组参与调峰运行,必将对电网的安全稳定运行产生影响。且核电机组的安全要求较常规的火电机组和水电机组更高,因此,建立核电机组的详细数学模型,研究核电机组和电网之间的相互影响是很有必要的。论文将重点调研国内外核电机组参与电网调峰调频的情况,比较核电机组和火电机组的不同部分,并在Matlab-Simulink中建立详细的核电机组集中参数数学模型。根据已建立的数学模型,仿真分析核电机组的固有特性、负荷跟踪能力以及与电网之间的相互影响。论文研究的主要内容将包含：(1)核电机组是否有必要参与电网调峰运行;(2)核电机组参与调峰的能力,包括：功率升降范围、调峰的速度、调峰对核电站的经济和安全运行的影响等;(3)核电机组功率调节的手段以及负荷跟踪技术的演进;(4)国内外核电机组参与电网调峰的情况;(5)核电机组集中参数数学模型的建立和本身固有特性的仿真分析;(6)核电机组和电网间的相互影响仿真分析。

关键词：调峰核电机组负荷跟踪压水堆数学模型

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电网低频故障对核电机组运行安全的影响分析

热力发电 2021年第11期50卷 47-53页

作者：陈豪刘鹏飞吴国旸匡波上海交通大学核科学与工程学院上海200240 中国电力科学研究院有限公司北京100192

外部电网故障会对核电机组运行产生影响,建立合适的核电机组仿真模型对研究电网与核电机组的相互影响具有重要的实用价值。本文基于等值建模方法建立了M310堆型核电机组整体模型,并针对冷却剂主泵对电网频率变化敏感的特性在主泵模型中... 详细信息

外部电网故障会对核电机组运行产生影响,建立合适的核电机组仿真模型对研究电网与核电机组的相互影响具有重要的实用价值。本文基于等值建模方法建立了M310堆型核电机组整体模型,并针对冷却剂主泵对电网频率变化敏感的特性在主泵模型中引入了电网故障接口,该模型有效性通过与设计手册中工况的对比得到了验证。结合机组涉网保护措施,进行电网低频故障对机组运行影响的仿真分析,结果表明:电网发生频率降低速度较慢的低频故障时对堆芯热工参数影响会较明显,但在机组的运行安全保护措施下不会对机组运行安全产生危害。

关键词：低频故障核电机组冷却剂主泵等值建模运行安全

核电机组二回路系统蒸汽管道热力性能分析与振动状态识别

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核电机组二回路系统蒸汽管道热力性能分析与振动状态识别

作者：武青群华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

核能是一种清洁及高效的能源形式,对于推动国家资源结构优化和促进可持续发展具有重要意义。其中核电机组二回路系统蒸汽管道是核电站中非常重要的组成部分,在核电机组运行过程中,蒸汽管道直接关系到整个核电站的安全性和经济性。通过... 详细信息

核能是一种清洁及高效的能源形式,对于推动国家资源结构优化和促进可持续发展具有重要意义。其中核电机组二回路系统蒸汽管道是核电站中非常重要的组成部分,在核电机组运行过程中,蒸汽管道直接关系到整个核电站的安全性和经济性。通过对二回路系统蒸汽管道热力性能及其振动特性的分析研究,可以及时发现管道存在的问题,优化管道的设计和运行,降低管道事故的发生风险,从而保障核电站的安全经济运行。由于管道内介质压力变化是影响管道稳定运行的重要因素之一,特别是汽水两相流大直径蒸汽管道更易发生振动。因此,本文以AP1000机组为研究对象,从核电二回蒸汽路管道压损对热力系统经济性的影响和管道振动状态识别两方面展开研究。同火电机组相比,核电汽轮机级间设有疏水装置,因此难以搭建机理分析模型。为解决此难点,首先,利用EBSILON软件对AP1000机组二回路系统进行模型搭建,分别改变主蒸汽管道及各抽汽管道压损,记录抽汽口参数的变化。之后,利用Python语言编制核电常规岛热力系统性能计算的程序,将EBSILON模型输出的参数进行拟合后导入程序,计算蒸汽管道压损变化后对机组经济性的影响,并进行分析研究。研究表明:不同加热器抽汽管道压损变化相同的百分比后,热耗变化是不相同的;抽汽压力越低,相同压损变化对机组的经济性影响越大;其次研究了主汽管道压损对机组经济性的影响,结果表明主蒸汽管道压损增加,机组的热耗变大;随着负荷的降低,相同百分比压损变化机组热耗损失增大。最后,通过小波包变换对高排至热网加热器蒸汽管道的振动信号进行分解与重构,建立了 x、y、z三个方向的能量特征向量。为了更准确地对管道进行状态分析,提出了支持向量机(SVM)和SOM神经网络两种识别算法,通过比较优化前与优化后的SVM、优化后的SVM与SOM的分类效果及分类准确率,得出了优化后的SVM对管道的状态识别效果更佳,验证了此方法对管道状态识别的有效性。本论文完成了管道压损变化对核电二回路系统经济性影响的分析及管道振动状态的识别,为管道的设计和维护以及提高核电机组的经济性提供了可靠的建议,并且为核电二回路管道系统的性能监测与故障诊断提供了重要参考。

关键词：核电机组二回路系统蒸汽管道性能分析状态识别

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高温气冷堆核电机组一次调频控制策略研究

热力发电 2022年第2期51卷 71-77页

作者：蔡宝玲马晓珑孟强王鹏飞董哲西安热工研究院有限公司陕西西安710054 华能石岛湾核电厂山东荣成264312 西安交通大学核科学与技术学院陕西西安710049 清华大学核能与新能源技术研究院北京115003

华能高温气冷堆核电示范工程(HTR-PM)是首台商业运行的高温气冷堆核电机组,研究其一次调频能力具有重要意义。在分析HTR-PM机组控制特性的基础上,提出高温气冷堆核电机组一次调频控制策略,并开发了HTR-PM机组全范围实时动态仿真模型。... 详细信息

华能高温气冷堆核电示范工程(HTR-PM)是首台商业运行的高温气冷堆核电机组,研究其一次调频能力具有重要意义。在分析HTR-PM机组控制特性的基础上,提出高温气冷堆核电机组一次调频控制策略,并开发了HTR-PM机组全范围实时动态仿真模型。针对电网频率快速变化时,HTR-PM机组一次调频过程的动态响应特性进行仿真试验。试验结果表明,理论上,在一次调频参数、控制逻辑等设置合理的情况下,在一次调频允许投入的负荷区间内,当频率扰动时可以实现输出功率变化,同时保证蒸发器出口蒸汽压力在允许偏差范围内。

关键词：高温气冷堆核电机组一次调频仿真模型动态响应特性

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ATWS事故在秦山300MW核电机组全范围仿真机上的实现方法

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核动力工程 1996年第2期17卷 154-155,160页

作者：朱晓斌秦山核电公司浙江海盐314300

介绍了未能停堆的预期瞬态(ATWS)事故特征及其处理步骤,提出了在秦山核电站全范围仿真机上实现各类 ATWS 事故的完整方案,其多重组合方法使之能充分满足操纵员培训的需要。

关键词：核电机组 ATWS 事故仿真机

基于粒子群算法的压水堆核电机组回热系统优化

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热力发电 2014年第9期43卷 5-11页

作者：周兰欣李飞付文锋王庆五华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

针对核电机组二回路系统的特点,经过推导构造了通用型核电机组热经济性计算框架。据此,选择循环热效率作为优化目标,抽汽压力作为优化变量,建立了通用型核电机组回热系统优化模型。以某压水堆核电900MW机组为例,将自适应权重粒子群(AWP... 详细信息

针对核电机组二回路系统的特点,经过推导构造了通用型核电机组热经济性计算框架。据此,选择循环热效率作为优化目标,抽汽压力作为优化变量,建立了通用型核电机组回热系统优化模型。以某压水堆核电900MW机组为例,将自适应权重粒子群(AWPSO)算法应用于核电二回路给水回热分配优化。计算结果表明,该算法具有良好的收敛性和搜索性,其优化结果优于传统方法和原设计方案,为压水堆核电机组二回路回热系统优化设计提供了一种便捷的方法。

关键词：压水堆核电机组核电二回路回热系统给水回热分配 AWPSO算法

百万千瓦级核电机组直接空冷排汽管道水力特性数值模拟

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热力发电 2017年第7期46卷 27-32页

作者：王海涛梅雪松王海军顾红芳西安交通大学高端制造装备协同创新中心陕西西安710049 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

水资源匮乏制约我国发展内陆核电,借鉴火电机组,采用直接空冷是最好的选择。为了保证其排汽管道设计的合理性,结合目前我国百万千瓦级核电机组堆型特点,提出了2种可用于不同堆型的直接空冷排汽管道型式,并采用计算流体动力学(CFD)模拟... 详细信息

水资源匮乏制约我国发展内陆核电,借鉴火电机组,采用直接空冷是最好的选择。为了保证其排汽管道设计的合理性,结合目前我国百万千瓦级核电机组堆型特点,提出了2种可用于不同堆型的直接空冷排汽管道型式,并采用计算流体动力学(CFD)模拟方法对其水力特性进行了分析。结果表明:管系流量分配以上部T型三通为中心两侧成对称分布,中间2支管分配的流量最多;各支管流量分配均匀,流量偏差控制在5%左右;各工况下排汽管道系统压降随机组背压变化明显,背压越低压降越大;在相同背压工况下,管系总压降随蒸汽流量增大而增大,系统总压降排序为EPR1000(四排汽)>AP1000>EPR1000(六排汽)>CPR1000。该结果可为后续工程的可行性研究提供技术支撑。

关键词：核电机组直接空冷排汽管道水力特性管型压降背压计算流体动力学