蒸汽发生器工作过程动态仿真

摘要

蒸汽发生器是连接一、二回路的枢纽，是核电站里动力装置的重要设备。国内外核电站实际运行经验表明，蒸汽发生器是核电站事故发生概率比较高的设备。为了避免这些事故的发生，必然需要对蒸汽发生器建模仿真，进行热工水力分析。因此，世界上先进的核电国家已经对此进行了大量的研究，也开发了一些分析软件。 在本课题中，主要偏重于蒸汽发生器的仿真过程。本文将根据蒸汽发生器流程以及工质状态将蒸汽发生器分为14个控制体，单相热工环节，论文采用了集总参数化后的数学模型；两相流体动力学模型采用均相流模型。结合工质的状态方程，建立一套封闭的数学模型，采用SIMULINK仿真软件对已建立的数学模型进行仿真，并参考E．Irving提出的蒸汽发生器水位模型，对给水流量扰动和蒸汽流量扰动两种情况进行了模拟仿真。 对蒸汽发生器几个典型的静态以及动态工况仿真，响应曲线证明了本文所推导的数学模型是正确的。仿真结果可以反映出一回路冷却剂在U形管内温度变化，二回路工质温度变化以及一二回路之间热流密度变化。仿真结果对蒸汽发生器的运行以及整个核动力装置的运行具有指导和参考价值。也为蒸汽发生器的设计和改进提供了数据参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1蒸汽发生器仿真意义

1.2蒸汽发生器研究背景

1.3本文主要工作

第2章蒸汽发生器工作原理

2.1蒸汽发生器的发展

2.2蒸汽发生器的分类

2.3蒸汽发生器的工作原理及结构

2.3.1立式U形管自然循环蒸汽发生器

2.3.2其它典型蒸汽发生器类型工作原理

2.4蒸汽发生器水位过程

2.4.1蒸汽发生器的水循环特性

2.4.2给水流量对水位的影响

2.4.3蒸汽流量对水位的影响

2.5本章小结

第3章蒸汽发生器数学建模

3.1建模概述

3.1.1动态数学模型的类型

3.1.2动态数学模型表示形式

3.2分布参数热工对象的集总参数化动力学模型

3.2.1蒸汽发生器内工质热工水力特性

3.2.2两相热工环节一维动力学模型

3.2.3单相热工环节一维动力学模型

3.2.4对流换热公式

3.3蒸汽发生器建模

3.3.1蒸汽发生器控制体划分

3.3.2各控制体数学模型

3.4本章小结

第4章计算机仿真

4.1计算机仿真概述

4.1.1仿真基本类型

4.1.2仿真一般模式

4.1.3计算机仿真的特点及作用

4.2动态系统MATLAB/SIMULINK仿真

4.2.1 MATLAB介绍

4.2.2仿真模块SIMULINK

4.3工质状态参数S-函数编制

4.4热力参数计算拟合曲线

4.5数学模型仿真模块关系

4.5.1蒸汽发生器仿真总框图

4.5.2水位模型仿真框图

4.6本章小结

第5章数字仿真结果及分析

5.1模型数据的初始化及物性参数

5.2模型仿真结果及分析

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