U型管蒸汽发生器仿真模型及动态特性研究

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随着传统能源大量的消耗和环境污染日益的严重,核能发电在全世界得到了很大的发展。蒸汽发生器是压水堆核电站动力装置关键性设备之一,是连接一、二回路的枢纽。而蒸汽发生器传热管断裂事故在核电厂事故中居首要地位。所以蒸汽发生器也为当前核电发展的重要研究课题。本文主要针对我国典型900MW压水堆蒸汽发生器进行建模仿真。根据蒸汽发生器的运行特性与热力特性,建立蒸汽发生器的数学模型,采用Fortran语言为开发工具将数学模型转换成过程算法。根据整体系统的结构及流程,基于一体化模型开发平台(IMMS)完成各个模块之间的连接,得到一个完整的、可交互的、可运行的系统模型。本文将蒸汽发生器分为一回路侧、二回路侧、U型管金属段、下降通道、给水室、蒸汽腔室6个部分,共11个模块。主要计算一回路水温度、U型管金属温度、二回路侧流体温度、下降通道流体温度以及给水室流体的温度、含汽率、蒸汽腔室压力、汽液两相流量以及水位高度。利用建立的仿真模型研究蒸汽发生器的运行特性。根据结构参数以及初始边界条件得到蒸汽发生器的静态仿真结果。此时通过分别改变一回路水温度、给水温度以及给水流量,得到蒸汽发生器各个部位流体温度、水位、蒸汽腔室压力以及含汽率的变化相应曲线。通过对这些曲线的分析,验证了仿真模型的合理性。该模型也对蒸汽发生器的系统优化、设计运行提供一定的参考。
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