混合核能—可再生能源系统中核电站二回路的在线检测系统设计方法研究

发布时间：2020-03-26 09:48

【摘要】：随着我国科技和经济的快速发展,环境问题和能源问题得到了越来越多人的关注。我国的能源结构逐渐由以煤炭等化石燃料为主能源结构,转向以核能、风能、太阳能等无碳新能源占主导地位的能源结构发展。其中,以风能、太阳能、潮汐能等为代表的可再生能源发电技术具有受到地理位置和天气条件影响大、不够稳定、不能连续发电等特点,而核能发电技术因其存在发生堆芯熔融、核污染大量泄露、危害环境和公众身体健康的可能性,长期无法得到广泛的信任而发展缓慢。混合核能-可再生能源系统是一种综合了核能与可再生能源子系统的新型能源系统,可以消除核能系统和可再生能源系统各自的不足,协同提供稳定、可靠、清洁的电力。混合核能-可再生能源系统与常规核电站的运行状态存在着较大的区别,不同能源子系统之间的频繁切换,极有可能会导致混合能源系统核电站二回路中的机械设备迅速老化和失效,因此需要针对该系统设计一个新型在线监测系统,从而确保混合能源系统的可靠性和安全性。在此背景下,以复杂的混合核能-可再生能源系统中的核电站二回路系统为研究对象,提出了一种在线监测系统早期设计方法,并在二回路系统中的汽轮机旁路系统进行了初步地应用。首先,对多种故障传播和影响分析方法进行了总结与研究,其中综合系统失效分析方法结合了功能失效识别和传播方法以及失效传播和仿真方法的优势,适合对概念设计阶段的复杂软件和硬件综合系统进行可靠性分析。基于综合系统失效分析方法,提出了一种在线监测系统的早期设计方法,并在混合核能-可再生能源系统的核电站二回路系统中进行了初步应用。通过该方法,建立了二回路系统的组件模型和功能模型,分析了系统的行为规则和功能失效模型,并进行了仿真分析,讨论了组件故障在二回路系统中的传播过程,并为后续的系统维护计划提供了理论支持。
【图文】：

决定的结果。全球能源长期以来大部分是从传统能源中获得的。据预测，传统逡逑能源仍将是推动全球经济发展的核心能源，到２０３５年化石能源消耗增长约逡逑６０％，约占总能源消耗的８０％。图１．１描述了在过去、现在和未来，全球能源逡逑２逡逑

逡逑图１．２描述了一种混合核能－太阳能系统的设计结构。它使用核反应堆来逡逑加热压缩的工作流体，该压缩的工作流体通过旋转核电站和空气加压设备的压逡逑缩机在涡轮机内膨胀。热交换器用于从工作流体中提取低等级的热量，并将之逡逑转移到位于空气压缩设备下游侧的除湿设备里。此外，中间冷却器热交换器用逡逑于在工作流体进入压缩机之前对其进一步冷却，，从而降低压缩机功率需求。再逡逑生热交换器用于在工作流体重新进入反应堆之前，通过从涡轮机排出的工作流逡逑体中提取到的低等级热量来预热工作流体。研宄提出了一种由小型模块化核反逡逑应堆和集中太阳热发电站连接的新型混合核能－太阳能系统设计。在该混合能逡逑源系统中，将太阳能热量传递到核蒸汽中升高其温度，通过热能储存装置为核逡逑蒸汽提供连续过热。该设计的相关计算结果表明，太阳能过热有潜力显著提高逡逑核电站的发电效率
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM623;TP274

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本文编号：2601282