秦山三期蒸发器液位控制模型的建立与特性研究

摘要

秦山三期核电站作为中国唯一的重水堆,是加拿大重水堆的翻版,然而,外方没有提供蒸发器液位控制模型,这也为三期投入商业运行以后的运行数据分析带来很大困难。由于蒸发器涉及对象的复杂和广泛,不可能在已经建成的核电站上做各种控制试验。然而很多时候核电站的工程技术人员又非常渴望知道蒸发器的液位控制特性,为安全稳定运行提供参考数据。本文借鉴国内外核电站的液位控制仿真经验,分析了秦山三期核电站的液位控制系统,通过调试期间有限的一些试验数据,建立了理论的数学模型并获得简化传递函数,利用Matlab-Simulink进行仿真试验验证了模型的准确和可用性。主要研究成果如下:1.借鉴国内外核电站的液位控制仿真经验,建立了理论的数学模型并获得简化传递函数。2.分析秦山三期调试阶段的数据,包括高功率时10％功率的阶跃变化(上升和下降),低功率情况下的功率变化,确定了传递函数模型的参数。3.在Matlab-Simulink中对三期发生过的瞬态事件仿真,包括给水流量变送器测量仪表管冰冻和大液位控制阀门的失效关闭。对比了仿真结果和实际的数据,进一步佐证了本文传递函数的准确和可用性。4.比较秦山一期和秦山二期核电站的蒸发器液位控制方案,对未来众多核电站的液位控制调试和运行提供了有益的借鉴和建议。结合相对易于现场工程技术人员掌握的MATLAB和本文的建模方法,可以让不仅技术人员在调试和运行维护蒸发器液位控制系统时有了参考,同时其直观和简便的特点也更利于对操纵员的培训。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 论文的选题意义及论文结构

第二章 蒸发器液位控制系统介绍

2.1 前馈控制的基本概念

2.1.1 反馈控制与前馈控制的特点

2.1.2 前馈控制的工作原理

2.2 前馈-反馈控制系统

2.2.1 前馈控制的类型

2.2.2 前馈-反馈控制系统

2.2.3 前馈-反馈控制的设计原则

2.2.4 秦山三期液位的前馈-反馈控制系统

2.3 串级控制系统及设计原则

2.3.1 串级控制系统的设计原则

2.3.2 控制系统主、副回路的设计

第三章 液位控制模型的传递函数和动态特性研究

3.1 秦山三期蒸发器液位控制

3.1.1 蒸发器液位的控制和动作逻辑

3.1.2 液位控制阀门开度计算

3.1.3 大小液位控制阀门的控制

3.2 秦山三期蒸发器液位测量系统

3.2.1 蒸发器液位测量仪表的组成

3.3 蒸发器液位控制特点

3.4 蒸汽发生器数学模型的建立

3.4.1 数学模型的假设与描述

3.5 蒸发器液位动态特性分析

3.5.1 概述

3.5.2 主给水流量对液位的影响

3.5.3 蒸汽流量对液位的影响

3.5.4 模型参数的确定

3.6 液位控制模型的案例研究

3.6.1 主给水流量变送器取样管冰冻引起的汽轮机脱扣

3.6.2 大液位控制阀门失效关闭

第四章 与其他核电站蒸发器液位控制方式的比较

4.1 概述

4.2 秦山一期蒸发器液位控制比较

4.2.1 秦山一期蒸发器液位控制框图

4.2.2 控制系统中主、副控制器控制规律的选择

4.2.3 秦山一期液位控制仿真结果

4.3 秦山二期核电厂蒸汽发生器液位控制比较

4.4 小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文