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核电厂汽轮机热应力控制技术的研究

核电厂汽轮机热应力控制技术的研究

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作者：黄海跃上海交通大学

学位级别：硕士

高效发展已经成为国家的核电发展战略,核电汽轮机的自动控制技禾也越来越引起制造商及业主的关注。在国外核电汽轮机先进控制的引进、消化、吸收的基础上,开发具有自主知识产权的控制系统,对于国家核电发展具有重要的意义。区别于常规... 详细信息

高效发展已经成为国家的核电发展战略,核电汽轮机的自动控制技禾也越来越引起制造商及业主的关注。在国外核电汽轮机先进控制的引进、消化、吸收的基础上,开发具有自主知识产权的控制系统,对于国家核电发展具有重要的意义。区别于常规火电厂的汽轮机组,核电汽轮机组具有转子大、饱和蒸汽湿度高、蒸汽流量大等特点，决定了转子承受的机械应力大、腐蚀引起的热疲劳应力大,而在升功率、降功率和事故工况下，往往采用机跟堆模式,转子将承受大的热负荷及负荷变化,因此转子应力的监测和控制是核电汽轮机组的技术关键,其决定汽轮机组的可靠性,从而影响反应堆运行的安全性。论文在分析研究核电厂汽轮机组工艺特性和力学性的基础上,通过建立转子的应力计算模型,研究转子应力计算和应力控制及转子应力的监控方法,从而实现在保证核电厂反应堆安全运行条件下汽轮机控制系统的研发。本文主要做了以下几个方面的工作：1.在分析汽轮机工艺特点及转子应力的机理模型的基础上,建立应力计算模型,并针对目标机组特点,研究确定了转子应力计算模型的参数。2.基于转子应力的机理模型,提出确保在核电机组运行安全条件下应力极限的计算方法,给出了转子表面应力极限数值,以实现不引起转子表面热疲劳裂纹条件下,满足机组启停次数的要求。3.提出转子应力控制和监控的方法,并研究了转子应力控制和监控在汽轮机控制程序中的实现方法。实现了在不超过许可的转子应力条件下的汽轮机快速起动,以确保核电汽轮发电机组运行安全性和经济性。4.根据运行经验,研究了核蒸汽供应系统中主蒸汽控制策略的优化,以改善转子应力控制性能。论文研究成果在C2核电厂汽轮机组的转子热应力监视和控制系统得到了成功的就用以及验证,这也标志具有自主知识产权的汽轮机组在核电领域首次得到成功应用,论文研究将为自主产权的汽轮机技术在型核电厂的应用奠定了基础。

关键词：核电汽轮机 DEH控制系统转子应力监视转子应力控制

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