二回路热工流体网络建模与仿真研究

摘要

在核电站和火电站中普遍存在着流体网络系统，对流体网络系统进行研究，对提高核电站或火电站的整体效率有着重大意义。
　　本文研究了流体网络的建模与仿真计算方法，建立了流体网络的数学模型，并对所建立的数学模型给出了求解方法。此外，对核电站中常用的几种设备进行了建模与仿真计算，通过对设备模型的方程进行一定的变形，使设备模型与流体网络模型能相互结合，形成线性方程组，采用LU分解算法进行求解。
　　本文利用二次开发组件SVG，以及C＃程序设计语言设计了流体网络系统图形化建模界面。在流体网络系统建模界面上设置有各种流体网络元件，程序可以根据建模过程中元件进入建模区域的顺序进行自动编号，依据流体网络元件之间的连接关系进行拓扑识别，建模完成后把识别出来的流体网络系统进行网络划分。网络划分好之后，会新生成计算编号，由计算编号以及拓扑关系产生不同阶数的计算矩阵。用户可以通过对话框来输入和修改流体网络元件的参数，以此作为流体网络初始值，进行流体网络的计算。在流体网络系统建模界面上还能够控制流体网络系统的启动与暂停，并能够把数据实时显示。
　　通过对核电站二回路的流体网络进行仿真实例分析，从稳态数据中可以看出本文中流体网络计算模型有着比较高的精度，从瞬态分析中可以看出流体网络的动态响应趋势能比较好地切合实际，由此可说明本文中设备的建模方法以及设备与流体网络系统的联合求解方法的准确性。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1本课题背景及意义

1．2流体网络研究现状

1．2．1单相流体网络研究现状

1．2．2两相流体网络研究现状

1．2．3流体网络图形化建模的研究现状

1．3研究存在的问题

1．4本文主要工作内容

第2章流体网络的数学模型

2．1流体网络的数学模型及离散方式

2．1．1流体网络基本守恒方程

2．1．2求解算法

2．2本章小结

第3章设备的数学模型

3．1设备中换热量计算方法

3．1．1对流换热系数计算

3．1．2冷凝换热系数计算

3．1．3两侧对流换热量计算

3．1．4一侧冷凝换热一侧对流换热的换热量计算

3．2汽轮机数学模型与流体网络联合求解

3．2．1汽轮机级组焓降

3．2．2汽轮机级组与流体网络联合求解

3．3给水加热器数学模型与流体网络联合求解

3．3．1给水加热器数学模型

3．3．2给水加热器与流体网络联合求解

3．4汽水分离再热器的数学模型与流体网络联合求解

3．4．1汽水分离再热器数学模型

3．4．2汽水分离再热器与流体网络联合求解

3．5冷凝器数学模型及其与流体网络联合求解

3．5．1冷凝器数学模型

3．5．2冷凝器与流体网络联合求解

3．6泵的数学模型与流体网络联合求解

3．6．1泵的扬程

3．6．2泵与流体网络联合求解

3．7阀门的数学模型与流体网络联合求解

3．7．1阀门流量计算

3．7．2阀门流量的计算流体网络联合求解

3．8本章小结

第4章图形化建模方法

4．1图形化建模与仿真的流程

4．2图形化建模界面结构

4．3记录流网元件信息的类

4．3．1节点类

4．3．2流线类

4．3．3汽轮机组件类

4．3．4汽水分离再热器组件类

4．3．5冷凝器组件类

4．3．6给水加热器组件类

4．3．7网络类

4．3．8网络集合类

4．3．9流体网络各类的实例形成过程

4．4本章小结

第5章仿真算例及仿真结果分析

5．1稳态计算结果

5．2瞬态计算分析

5．2．1关小汽轮机低压缸进汽阀

5．2．2减小循环水流量

5．2．3切断高压缸的二级抽汽

5．3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢