基于RELAP5的核电机组常规岛热力系统建模

发布时间：2017-08-23 11:16

  本文关键词：基于RELAP5的核电机组常规岛热力系统建模

  更多相关文章： RELAP5 汽轮机模型 常规岛 热力系统 建模

【摘要】：核电机组与常规的火电机组相比具有一定的特殊性,核电机组在安全方面有着很高的要求。RELAP5热工水力计算程序是基于核安全分析而开发的软件之一,该软件具有广泛的适用性。IELAP5在核电机组一回路计算分析上表现出色,但对二回路系统主要设备的汽轮机,模型没有明确的物理意义,加热器等没有标准的模块。因此,本文旨在建立具有明确物理意义的RELAP5修正汽轮机模型,开发在RELAP5平台上可快速计算的程序,并开发回热加热器、除氧器、汽水分离再热器、凝汽器等设备模块化模型。本文首先简要介绍了RELAP5汽轮机模型的建模方式和数学模型,分析了RELAP5汽轮机建模方法和算法过程,指出RELAP5仿真精度差的主要原因,并对RELAP5汽轮机模型作出修改,提出了由级组流量计算级组压降、由级组实际焓降计算机械功输出、由质量守恒计算蒸汽出口速度的新的RELAP5汽轮机建模方法,并开发了级组出口焓的快速算法,提高了计算效率。通过稳态工况和变负荷工况下的仿真试验,验证了RELAP5汽轮机修正模型的正确、有效性。本文其次对常规岛热力系统中的相关换热设备进行模型建立,具体包括蒸汽发生器、汽水分离再热器、凝汽器、回热加热器和除氧器,并基于表面式凝汽器的运行原理,提出了水侧并行、汽侧串接多管束RELAP5表面式凝汽器建模方法,并引入不凝结气体对汽侧传热和凝汽器压力的影响,以及上层管束凝结水滴落对凝结水过冷度的影响。通过多工况点稳态仿真试验,分析了不凝结气体对凝汽器压力的影响,揭示的凝汽器汽阻、过冷度等与凝汽器实际运行特性一致,显示表面式凝汽器的建模方法和所建模型是正确、有效的。本文最后建立常规岛热力系统模型和相关的控制系统,通过50%、70%和100%负荷的模型稳态试验验证模型在稳态计算中的正确性,说明模型能够满足机组的静态特性；通过负荷线性变化、负荷阶跃变化的模型瞬态试验验证模型在变工况计算中的稳定性,模型参数的变化与核电机组实际运行过程中的变化趋势相一致,说明模型能够满足机组基本变工况运行的计算。
【关键词】：RELAP5 汽轮机模型 常规岛 热力系统 建模
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 RELAP5汽轮机模型的改进研究11-12
• 1.2.2 二回路系统相关设备模型的开发应用12-14
• 1.2.3 二回路系统模型的建立14-15
• 1.3 研究技术路线15-17
• 1.4 论文主要研究内容17
• 1.5 论文的组织结构17-19
• 第二章 建模工具RELAP5及常规岛热力系统简介19-24
• 2.1 RELAP5计算程序简介19-20
• 2.2 系统模块化组件简介20-21
• 2.3 核电机组常规岛热力系统简介21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 基于RELAP5的汽轮机模型改进方案研究24-40
• 3.1 RELAP5汽轮机模型介绍24-30
• 3.1.1 RELAP5汽轮机的数学模型24-28
• 3.1.2 RELAP5汽轮机的效率因子28-29
• 3.1.3 RELAP5汽轮机输出功率和转矩29-30
• 3.1.4 RELAP5汽轮机的转子模型30
• 3.2 RELAP5汽轮机模型存在的问题30-32
• 3.2.1 汽轮机的基本工作原理30-31
• 3.2.2 RELAP5汽轮机模型的问题31-32
• 3.3 RELAP5汽轮机模型的修改32-36
• 3.3.1 模型修改原则与指导思想32
• 3.3.2 汽轮机级组通流部分数学模型32-33
• 3.3.3 汽轮机级组功率模型33-34
• 3.3.4 RELAP5源程序修改34-36
• 3.4 修改模型的仿真验证36-39
• 3.4.1 建立单级组汽轮机模型36-37
• 3.4.2 计算结果分析37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 常规岛热力系统主要设备建模40-58
• 4.1 换热设备模型概述40-43
• 4.1.1 热构件简介40
• 4.1.2 热构件数学模型40-43
• 4.2 回热加热器43-46
• 4.2.1 回热加热器简介43-44
• 4.2.2 回热加热器模型44-45
• 4.2.3 回热加热器模型计算结果分析45-46
• 4.3 凝汽器46-50
• 4.3.1 凝汽器简介46-47
• 4.3.2 凝汽器模型47-49
• 4.3.3 凝汽器模型计算结果分析49-50
• 4.4 汽水分离再热器50-52
• 4.4.1 汽水分离再热器简介50-51
• 4.4.2 汽水分离再热器模型51
• 4.4.3 汽水分离再热器模型计算结果分析51-52
• 4.5 除氧器52-54
• 4.5.1 除氧器简介52-53
• 4.5.2 除氧器模型53-54
• 4.5.3 除氧器模型计算结果分析54
• 4.6 蒸汽发生器54-56
• 4.6.1 蒸汽发生器简介54-55
• 4.6.2 蒸汽发生器模型55-56
• 4.6.3 蒸汽发生器模型结算结果分析56
• 4.7 本章小结56-58
• 第五章 核电机组常规岛热力系统稳瞬态运行模拟58-67
• 5.1 常规岛热力系统模型及相关控制系统58-60
• 5.2 常规岛热力系统模型稳瞬态模拟结果及分析60-66
• 5.2.1 常规岛热力系统模型稳态模拟结果及分析60-64
• 5.2.2 常规岛热力系统模型瞬态模拟结果及分析64-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 本文主要工作与结论67-68
• 6.2 展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 代守宝;彭敏俊;田兆斐;姜昊;;基于RELAP5的汽轮机仿真模型研究[J];原子能科学技术;2013年10期

2 莫慧敏;苏学丰;;核电站汽轮机的建模与仿真[J];计算机仿真;2013年08期

3 李延凯;林萌;侯东;李美琳;杨燕华;;AP1000给水丧失事故定性分析[J];原子能科学技术;2012年S1期

4 熊义强;林萌;刘鹏飞;杨燕华;;CPR1000型核电站给水泵事故瞬态分析[J];原子能科学技术;2012年07期

5 张亚培;田文喜;秋穗正;苏光辉;;CPR1000非能动余热排出系统流动不稳定性分析[J];核动力工程;2011年06期

6 张亚培;田文喜;秋穗正;苏光辉;;CPR1000非能动应急给水系统瞬态特性分析[J];原子能科学技术;2011年10期

7 刘洪涛;彭敏俊;田兆斐;薛若军;;核电站给水加热器建模与仿真[J];应用科技;2011年06期

8 杨江;田文喜;苏光辉;秋穗正;;AP1000冷管段小破口失水事故分析[J];原子能科学技术;2011年05期

9 王少武;彭敏俊;代守宝;成守宇;孙英杰;;基于RELAP5的船用核动力装置二回路数字模型[J];核动力工程;2010年S1期

10 苏耿;林萌;杨燕华;侯东;;核电厂汽轮机详细数值建模研究及其瞬态分析[J];核动力工程;2010年01期

，

本文编号：724711