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卧式蒸汽发生器动态过程研究

作　者: 彭辉
导　师: 沈明启
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 核能科学与工程
关键词: 卧式蒸汽发生器动态过程仿真
分类号: TL353.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

蒸汽发生器是一、二回路的枢纽,蒸汽发生器的安全、可靠运行对核电站的经济性和安全可靠性有着重要影响。研究蒸汽发生器的动态特性,可以了解蒸汽发生器在可能的扰动下各参数的变化规律。这些变化规律,可以用于指导电站运行人员掌握蒸汽发生器的运行特性,并对事故分析起辅助作用。卧式蒸汽发生器是压水堆核电厂蒸汽发生器的主要类型之一,其突出优点是具有较多的二次侧水容量,安全可靠性好。对于卧式蒸汽发生器的设计、研究工作主要集中在俄罗斯和其它欧洲国家,国内对卧式蒸汽发生器的研究较少。所以卧式蒸汽发生器作为压水堆核电厂蒸汽发生器的主要类型之一,有必要对其动态特性进行一些研究。本文主要旨在研究卧式蒸汽发生器动态过程中的表现以及工况变动中一些参数之间的变化关系。用于指导电站运行人员掌握卧式蒸汽发生器的运行特点,并对事故分析起辅助作用。本文采用建立卧式蒸汽发生器动态仿真模型,在仿真模型上进行仿真试验的方法来研究卧式蒸汽发生器的动态特性。本论文首先在对卧式蒸汽发生器热工水力进行深入分析的基础上,用一维分析的方法沿工质流动方向将蒸汽发生器划分成若干个控制体。在合理假设和简化的前提下对每个控制体建立数学模型,组成了一个封闭的蒸汽发生器数学模型。然后对所建数学模型的微分方程及方程组采用MATLAB语言编程,建立了卧式蒸汽发生器的计算机动态仿真模型。本文对所建立卧式蒸汽发生器的动态数字仿真模型的准确性、可靠度进行了验证,证明是准确、可靠的。在此基础上本文对卧式蒸汽发生器在瞬态工况下运行的平稳性进行了研究,得出卧式蒸汽发生器在瞬态工况时有很好的稳定性。在此基础上研究卧式蒸汽发生器水位、一次冷却剂流量变化对于蒸汽发生器热功率的影响。得出卧式蒸汽发生器水位在小范围波动时对蒸汽发生器热功率影响很小,卧式蒸汽发生器的一次冷却剂流量在较大范围内与热功率呈近似正比关系的动态特性。并研究了液面下蒸汽、水的容积与蒸汽发生器热功率的关系,得出在给定的压力下蒸汽容积和热功率呈正比关系、水的容积与热功率呈反比例关系；和蒸汽体积和水的容积与压力的关系,得出在给定的热功率下随着压力的增加蒸汽容积在减少、水的容积在增加。蒸汽容积与热功率之间正比关系的比例系数是蒸汽容积与压力反比关系比例系数的两倍。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-19
  1.1 选题意义  12
  1.2 研究背景  12-17
    1.2.1 国内研究现状  13-15
    1.2.2 国外研究现状  15-17
  1.3 本文完成的工作  17-19
第2章卧式蒸汽发生器工作过程分析  19-29
  2.1 卧式蒸汽发生器结构分析  19-22
    2.1.1 卧式蒸汽发生器结构  19-20
    2.1.2 立式蒸汽发生器结构  20-22
    2.1.3 卧式蒸汽发生器结构的特点  22
  2.2 PGV-1000M卧式蒸汽发生器  22-24
  2.3 自然循环卧式蒸汽发生器工作过程分析  24-27
    2.3.1 卧式蒸汽发生器的自然循环  24-25
    2.3.2 自然循环卧式蒸汽发生器工作过程分析  25-27
  2.4 本章小结  27-29
第3章卧式蒸汽发生器的数学建模  29-52
  3.1 仿真建模分析  29-32
    3.1.1 建立动态数学模型的理论基础  29-31
    3.1.2 动态数学模型的作用  31
    3.1.3 动态数学模型的表示形式  31-32
  3.2 分布参数系统的集总参数建模方法  32-37
    3.2.1 集总参数化方法  32-35
    3.2.2 集总参数的确定  35-37
  3.3 卧式蒸汽发生器数学模型的建立  37-51
    3.3.1 卧式蒸汽发生器模型控制体划分及简化假设  37-38
    3.3.2 控制体数学方程式  38-51
  3.4 本章小结  51-52
第4章建立计算机仿真模型  52-63
  4.1 计算机仿真分析  52-55
    4.1.1 仿真分类  52-53
    4.1.2 计算机仿真过程  53-54
    4.1.3 计算机仿真特点  54-55
  4.2 仿真算法  55-57
    4.2.1 欧拉(Euler)方法  55-56
    4.2.2 简单迭代法  56-57
  4.3 计算机编程  57-62
    4.3.1 MATLAB语言简介  57-59
    4.3.2 程序模块划分及编程  59-62
  4.4 本章小结  62-63
第5章仿真试验及结果分析  63-75
  5.1 额定参数的稳态仿真试验  63-66
    5.1.1 试验目的  63
    5.1.2 PGV-1000M卧式蒸汽发生器技术参数  63-65
    5.1.3 额定参数的稳态仿真试验  65-66
    5.1.4 结果分析  66
  5.2 蒸汽发生器出口蒸汽管破口事故动态仿真试验  66-69
    5.2.1 试验目的  66-67
    5.2.2 动态仿真试验  67-68
    5.2.3 结果分析  68-69
  5.3 蒸汽发生器水位变化对热功率影响的仿真试验  69-70
    5.3.1 试验目的  69
    5.3.2 仿真试验  69
    5.3.3 结果分析  69-70
  5.4 一次冷却剂流量对蒸汽发生器热功率影响的仿真试验  70-71
    5.4.1 试验目的  70
    5.4.2 仿真试验  70-71
    5.4.3 结果分析  71
  5.5 蒸发器液面下汽和水体积与压力和热功率之间关系的仿真试验  71-74
    5.5.1 试验目的  71-72
    5.5.2 仿真试验  72-73
    5.5.3 结果分析  73-74
  5.6 本章小结  74-75
结论  75-78
参考文献  78-81
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  81-82
致谢  82

卧式蒸汽发生器动态过程研究

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