基于漂移流模型的蒸汽发生器稳态热工水力分析

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中国实验快堆蒸汽发生器稳态特性分析及热工水力设计

中国实验快堆蒸汽发生器稳态特性分析及热工水力设计

中国实验快堆蒸汽发生器稳态特性分析及热工水力设计研究快堆蒸汽发生器的热工水力机理对快堆蒸汽发生器的安全可靠运行有着重要意义。

本文以中国实验快堆的俄罗斯进口钠-水蒸汽发生器为研究基础,采用半解析法建立了蒸汽发生器稳态特性数学模型,深入分析了快堆蒸汽发生器的沸腾换热机理,在此基础上编制了钠加热蒸汽发生器的热工水力设计程序,讨论了不同结构参数对蒸汽发生器性能的影响,并对其进行优化,得到最优的管束结构。

最后运用数值模拟的方法对两种不同支撑板结构进行局部数值模拟,得到了有益的结论,能够指导工程应用。

本文的主要工作和结论如下:(1)比较和分析了高压高热流密度工况下适用于中国实验快堆蒸汽发生器的热工水力计算公式,对传热管内流体的沸腾区域进行合理的划分,结果表明:使用偏离饱和泡核沸腾(DNB)处的质量含气率作为沸腾区域的划分依据是合理的。

(2)采用半解析法建立了中国实验快堆蒸汽发生器的数学模型,探讨其沸腾换热机理,研究表明:核态沸腾区域和膜态沸腾区域换热机理差别较大;同时,在核态沸腾区域和其余传热区域内,影响沸腾传热的主要因素不同。

(3)对中国实验快堆蒸汽发生器进行稳态换热分析,研究了二次侧负荷、入口水温度和液态钠流量对蒸汽发生器换热的影响,研究表明:随着二次侧负荷的降低,沸腾段长度逐渐减小,沸腾贡献降低;入口水温度升高,液态钠向二次侧工质传递的总热量减少;液态钠的流量对各传热区域的长度比例分配和水蒸汽出口温度影响较为明显,可以通过液态钠的流量控制水蒸汽的出口温度。

(4)对钠加热蒸汽发生器进行热工水力设计,探讨了传热管长度、外径、壁厚、管间距对蒸汽发生器性能的影响,采用JF因子评估蒸汽发生器的综合性能。

在此基础上,采用信噪比(SN)确定每个控制因素的贡献比,对比JF因子可知,每个控制因素对蒸汽发生器性能的影响是相对独立的,得到综合性能最优的管束结构。

考虑建造成本,使用成本效益比(CER)评估蒸汽发生器的整体性能,发现此时管束最优结构与综合性能最优结构不完全一致,主要区别在于传热管长度的选择。

蒸汽发生器工作过程建模及仿真分析

蒸汽发生器工作过程建模及仿真分析
d ρ ″ V sd dt
= x o Gb - Gg ( 8)
2 数学模型处理及简化
21 1 数学模型的简化
由于偏微分方程组求解很困难 , 对建立的 数学模型进行线性化处理 。对分布参数模型进 行了集总参数化处理 , 即将实际的分布参数对 象近似的等效为若干个集总参数环节组成的串 联系统 ,这样经过必要的数学转换 ,偏微分方程 组变为一组常微分方程组 ,在假设前提下 ,与原 偏微分方程系统等效 。 仿真将得到工质流量输入扰动作用下中参数 。这样 , 每 一个轴向小控制体状态参数便只与时间有关 , 与空间变量无关 。如方程 ( 12) 可化为 : ρ A
( 哈尔滨工程大学 ,黑龙江 哈尔滨 150001)
摘要 : 基于分布参数热工对象的集总参数化动力学模型 ,对自然循环蒸汽发生器进行了控制体划分并建 立了数学模型 ,并用 MA TL AB 语言和 SIMUL IN K 仿真软件对其进行了仿真 ,文章采用了 Runge2 Kutta
( 4 ,5) 求解器 ,得到不同功率装置运行时 ,一次侧 ,二次侧 ,以及管束的温度分布 ,并得到一回路给水扰动
同一截面上 ,具有相同的状态参量 ; 2) 在蒸汽发生器一次侧为单相液体 ; 3) 蒸汽发生器二次侧流体沸腾为饱和沸 腾 ,不考虑过冷沸腾 ; 4) 假设分离器效率为 100 % , 即蒸汽空间 内蒸汽为 100 %的干燥饱和蒸汽 ; 5) 忽 略 一 回 路 、 二回路工质的轴向导 热 , 忽略 U 形 管壁 的 轴 向 导 热 , 忽 略 蒸 汽 发 生器的对外散热 , 忽略除传热管外任何构件 的热容 ; 6) 管束套筒是绝热的 ,即不考虑上升通道 流体与下降通道流体间的传热 。 11 21 1 一回路侧 一回路侧为不可压缩流体 , 假定流通截面 积为常数 。 能量守恒方程 : ρ5 h p + Gp 5 h p = - qp 5t 5z

基于两相漂移流理论的蒸汽发生器计算程序(CCM)的应用

基于两相漂移流理论的蒸汽发生器计算程序(CCM)的应用

CCM a e n t o e i a r f — l X b s d o he r tc ld it fU
CUICha g ln , n —i g ZHOU — i A. o l 。 Zhiwe , H e d
( . n t u eo ce ra d Ne E eg c n lg , sn h aUnv ri ,B in 0 0 4 Chn ; 1 I si t f t Nu la n w n r yTe h oo y T ig u iest y e ig 1 0 8 , ia j
关键词 : 汽发生器 ; 移流模型 ;C ; 蒸 漂 C M UTS 3 G-
中 图分 类 号 : 3 1 TL 3 文献标识码 : A 文 章 编 号 :2 8 0 1 ( 0 6 0 ~ 1 90 0 5—9 8 20 )30 9-5
Th pp i a i n o t a g n r t r c d e a lc to f s e m e e a o o e
和 瞬 态 过程 , 得 到 更 为 广 泛 的 应 用 。 通 过 不 同运 行 参 数 的 扰 动 研 究 了 大 亚 湾 核 电 站 蒸 汽 发 生 器 动 态 可
响 应过 程 , 果 显 示 UT G 3程 序 具 有 模 拟 U 型 管蒸 汽 发生 器 动 态行 为 的 能力 。 结 S-
S p. 2 06 e 0
9月
基 于 两 相 漂 移 流 理 论 的 蒸 汽 发 生 器 计算程序 (C ) C M 的应 用
崔长领 , 伟 ,. o d 周志 A H e l
(. 华 大 学 核 能 与 新 能 源技 术 研 究 院 , 京 10 8 ; 1清 北 0 0 4
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直流蒸汽发生器的流动不稳定性分析

直流蒸汽发生器的流动不稳定性分析

1 引 言
两相流动不稳 定性 的研究是两相流与传热学 科 中的一个重要研究课题 。密度波型脉动是最常 见的一种脉动,对存在两相流动的系统的动态特 性影响很大。密度 波型脉动是 由水和蒸 汽的密度
作 一 个通 道 ,每一 通道 被 划分 为 单 相过 冷 水 区 、 汽 . 两相 区和单 相 过热 蒸汽 区川。图 l 并联 多 水 为
性。
图 l 并 联多通道 回路系统示意 图
F g 1 Lo p o P r l l n e t n M u t i. o f aal e Co n c i l — o i Ch n e y tm a n l se S
2 1单 相 区 .
单相区包括单相水和单相过热蒸汽 。
果表明 :系统 的稳 定性和通道数 目 有一定关 系 ;随着入 口阻力 因数的增大 ,系统 的稳定 性提高 ;随 着运 行负 荷的降低 ,系统 的稳 定性逐渐降低 。
关键词 :直 流蒸 汽发生器 ;两相流 ;不稳定性 ;频域法 中图分类 号 :T 3 2 5 L 6 . 文献标 识码 :A
V 12 . . .0 8 0 l. 9No 5 2 0
能量 守恒方 程 :
l 1 f + j旦 =
动量 守恒方 程 :

式中, ) ) 、 为压降和流量之间的传递函 数,w ( 为第m个通道入口 5 ) 处的流量扰动变化。
设通 道截 面积为 常数 ,单 相 区进 行不 可 压缩

5 = w w )∑5 ) ,
l =l
() 1 2
塞 +
一 6
稳态时 ,闭合 回路各部分的压降变化量之和 应等于外部扰动引入的压降增量【,即: 6 】
) SP ) +A2 +

基于T-S模型的蒸汽发生器水位模糊控制的开题报告

基于T-S模型的蒸汽发生器水位模糊控制的开题报告

基于T-S模型的蒸汽发生器水位模糊控制的开题报

一、选题背景
蒸汽发生器是现代工业中最为重要的热工设备之一,其在发电、化工、造纸等领域具有广泛的应用。

蒸汽发生器的水位控制是保证设备正
常运行和生产质量的重要因素之一。

传统的蒸汽发生器水位控制系统一般采用PID控制方法,但PID控
制方案依赖于准确的模型和控制参数,而蒸汽发生器的水位控制由于存
在很多因素的干扰和不确定性,导致控制效果不佳。

模糊控制方法是一种具有适应性、鲁棒性的控制方法,能够更好地
应对系统的不确定性和非线性。

因此,采用模糊控制方法进行蒸汽发生
器水位控制,能够提高系统的控制精度和稳定性,保证设备的正常运行。

二、选题内容
本课题主要研究基于T-S模型的蒸汽发生器水位模糊控制方法。


体内容包括:
1. 建立蒸汽发生器水位的T-S模型,分析系统的特性和控制难点。

2. 设计水位模糊控制器,采用模糊控制方法对水位进行控制。

3. 进行仿真实验,分析不同控制参数对系统控制效果的影响,并与
传统PID控制方法进行对比。

4. 在实际蒸汽发生器中进行控制实验,验证模糊控制方法在水位控
制方面的有效性。

三、研究意义
本课题研究基于T-S模型的蒸汽发生器水位模糊控制方法,在解决
传统PID控制方法难以克服的控制问题上具有一定的理论和应用价值。

通过仿真实验和控制实验的验证,探索了一种针对蒸汽发生器水位控制的新型控制方法,为实际生产中的蒸汽发生器水位控制提供了可借鉴的经验。

快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能研究

快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能研究

快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能研究快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能研究引言:作为一种新型的热工设备,快堆钠-水蒸汽发生器在核电领域具有重要的应用价值。

其主要功能是将高温钠与水进行热交换,将高温钠的热能转化为蒸汽,进而供给蒸汽动力系统。

然而,在实际应用中,快堆钠-水蒸汽发生器的热工水力稳态综合性能是保证其正常运行的关键因素之一。

因此,本文旨在探讨快堆钠-水蒸汽发生器的热工水力稳态综合性能,并提出相应的改进措施,以期为核电领域的发展提供一定的参考。

一、快堆钠-水蒸汽发生器的热工水力特性1. 热工特性:快堆钠-水蒸汽发生器的热工特性主要包括换热效率和热工过程中的温度变化等。

换热效率是指在热工过程中将高温钠的热能转化为蒸汽的能力,其值与传热面积、流体流速、温度差等因素有关。

热工过程中的温度变化是指在发生器内部,钠和水的温度如何随时间和位置而变化。

这些热工特性直接影响着发生器的整体热效率和运行稳定性。

2. 水力特性:快堆钠-水蒸汽发生器的水力特性主要包括流体流速和压力损失等。

流体流速是指钠和水在发生器内部的流动速度,其值与发生器结构和流道尺寸等因素有关。

压力损失是指在流体流动过程中,由于摩擦和阻力等原因而引起的压力变化。

水力特性对于发生器的稳定运行和流体传递起到了关键作用。

二、快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能的研究方法1. 实验研究:通过在实验室条件下建立相应的快堆钠-水蒸汽发生器模型和实验装置,对其热工水力稳态综合性能进行测试和分析。

通过改变流体流速、温度差等参数,得到不同工况下的性能数据,并进行比较和分析。

2. 数值模拟:通过建立相应的数学模型,利用计算流体力学和传热学等理论方法,对快堆钠-水蒸汽发生器的热工水力稳态综合性能进行模拟和分析。

通过改变不同参数,得到不同工况下的性能数据,并进行比较和评估。

三、快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能的影响因素1. 发生器结构:发生器的结构对于热工水力稳态综合性能有着重要影响。

蒸汽发生器稳态运行特性的数值模拟研究

蒸汽发生器稳态运行特性的数值模拟研究

Ab s t r a c t :Ba s e d o n t he f o ur - e q u a t i o n d r i f t f l ux mo d e l ,t h i s pa p e r e s t a b l i s h e s a o ne - d i me n s i o n
中 图分 类 号 : T L 3 5 3 文章 标 志 码 : A 文章编号 : 0 2 5 8 - 0 9 1 8 ( 2 0 1 3 ) 0 4 - 0 3 8 4 - 0 8
Nu me r i c a l Si mu l a t i o n o n S t e a d y Ope r a t i o n Cha r a c t e r i s t i c o f t h e S t e a m Ge ne r a t o r
t o s i mu l a t e t h e t h e r ma l — h y d r a u l i c p a r a me t e r s u n d e r s t e a d y s t a t e o p e r a t i o n o f Qi n s h a n NP P
o p e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f s t e a m g e n e r a t o r u n d e r 1 0 0 %, 7 5 %, 5 0 %, 3 0 %, 1 5 %p o w e r s a r e
陈佳跃, 张小英
( 华南理工大学电力学院, 广东 广州 5 1 0 6 4 0 )
摘要 : 基 于四方程漂移 流模型 , 采 用 一 维 分 布参 数 方 法 对 u 型 管 蒸 汽 发 生 器 的一 次侧 、 二次 侧、 传 热 管

两相流模型在直流蒸汽发生器热工水力分析中的比较研究

两相流模型在直流蒸汽发生器热工水力分析中的比较研究

两相流模型在直流蒸汽发生器热工水力分析中的比较研究刘建阁;陈军;孙吉良;赖诚【摘要】The two‐phase flow field equation can be classified as three equation ,four equation ,five equation and six equation models respectively ,according to the differ‐ences of the flow and heat transfer characteristic .Based on the field equations and the related flow pressure drop model ,heat transfer model ,two‐phase interaction model , fluid state parameters and thermal properties of structure material , the design and research of the steam generation equipment and system can be properly analyzed .The characteristics and limitations of the two‐phase flow field equations with different num‐bers were analyzed .Based on the once‐through steam generator experiment data ,four different two‐phase flow field e quation models in the best‐estimate codes were adopted to calculate and analyze the flow and heat transfer characteristics ,in w hich the key issue was emphasized on comparisons of pressure and heat transfer characteristics of the forced convective flow in the process of heating the subcooled water to the superheated steam .The differences of the relevant flow field models in phase change process were listed .The prediction capabilities of the RELAP5 code and RETRAN‐3D code for once‐through steam generator were verified .The results show that the six equation model of the RELAP5 code is better than other models in simulating once‐through steam genera‐tor flow and heat transfer characteristics .%根据组成气液两相流基本场方程数量所反映的流动与传热特性的不同,两相流方程分为三方程、四方程、五方程和六方程模型,结合流动压降模型、传热模型、两相相互作用模型以及流动工质的状态参数和结构材料热物性等辅助关系式,可很好地对蒸汽产生系统进行设计和研究分析。

不同运行工况下蒸汽发生器热工水力稳态特性数值研究

不同运行工况下蒸汽发生器热工水力稳态特性数值研究
中 图分 类 号 : T I 3 3 文 献标 志 码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 — 6 9 3 1 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 7 6 l _ O 7
d o i : 1 0 . 7 5 3 8 / y z k . 2 01 3 . 4 7 . 0 5 . 0 7 6 1
c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s t e a m g e n e r a t o r o f Da y a Ba y Nu c l e a r Po we r Pl a n t we r e i n v e s t i g a —
模 型, 对 大 亚 湾 核 电 厂 蒸 汽 发 生 器 不 同工 况 下 的热 工 水 力 稳 态 特 性 进 行 了 数 值 模 拟 研 究 。采 用 热 相 变 模 型描 述 二 回路 汽 液 两 相 流动 与换 热 、 流一 固 耦 合 模 型 描 述 一 回路 冷 却 剂 借 助 u 型 管 与 二 回 路 流 体 换
YANG Yua n — l on g ,SUN Ba o — z hi ,W ANG Li n — c hua n ,YANG Lon g — bi n ( 1 . C o l l e g e o f Po we r a n d En e r gy En gi n e e r i n g,Ha r b i n En gi n e e r i n g Un i v e r s i t y,Ha r b i n 1 5 0 0 0 1 ,Ch i n a;
2. Chi na Shi p De v e l o pm e nt an d De s i gn Ce nt e r,W uh an 4 30 06 4,Chi na)

基于RELAP5的螺旋管蒸汽发生器热工水力程序研发与验证

基于RELAP5的螺旋管蒸汽发生器热工水力程序研发与验证

基于RELAP5的螺旋管蒸汽发生器热工水力程序研发与验证连强;田文喜;秋穗正;苏光辉【摘要】由于较高的换热效率和紧凑的结构设计,螺旋管式直流蒸汽发生器(HCOTSG)在多种模块化小型堆的设计中得到了广泛应用.RELAP5作为广泛应用于反应堆热工水力特性分析的大型系统程序之一,采用的热工水力关系式仅针对直管模型开发,不适用于HCOTSG一次侧和二次侧.本文选用螺旋管及横掠管束的热工水力模型,基于RELAP5程序开发了HCOTSG模块.采用实验数据及程序对比等方式对螺旋管模块的流动和换热模型进行了单独验证,利用开发的RELAP5-HCOTSG 程序针对国际革新安全反应堆(IRIS)的蒸汽发生器设计进行了整体的热工水力模拟,与原始RELAP5的计算相比,RELAP5-HCOTSG程序计算得到的热工水力参数与设计值符合良好,确认了本文开发的程序模块在HCOTSG热工水力分析中的适用性.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2019(053)006【总页数】7页(P1007-1013)【关键词】螺旋管蒸汽发生器;热工水力;模型开发;RELAP5;程序验证【作者】连强;田文喜;秋穗正;苏光辉【作者单位】西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术学院,陕西西安710049;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术学院,陕西西安710049;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术学院,陕西西安710049;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术学院,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TL333螺旋管式直流蒸汽发生器(HCOTSG)因具有较高的换热效率和紧凑的结构布置等优点,被广泛应用于一体化小型模块堆设计,如由国际联盟设计的IRIS(国际革新安全反应堆)、日本的MRX(Marine Reactor X)、韩国的SMART(System-integrated Modular Advanced Reactor)等。

基于流固耦合的快堆蒸汽发生器热工水力研究调研

基于流固耦合的快堆蒸汽发生器热工水力研究调研
现在成熟的专用程序和已经做过的CFD模拟都集中在压水堆,尤其是 CFD模拟针对快堆蒸汽发生器的很少,难以找到相关的资料。 上述孙宝芝的研究与本文相像,但是仍存在几个差异: 1、压水堆与钠冷快堆工况的不同,包括进出口温度的不同,钠与水流动 换热特性的区别,以及壳侧与管侧换热方向的不同。 2、压水堆与快堆蒸发器结构的不同,包括支撑板和换热管本身的样式不 同,并且其分布也不尽相同。 3、其所研究的压水堆蒸发器内部支撑板是对称的,因此可以在管束横截 面上取对称而使计算量大幅简化,,而快堆蒸发器内部有三种不同的支 撑板且管孔并非均匀排布,因此难以对其取部分模型进行计算。 15
32
(二) 研究现状——CFD模拟
CFD模拟的可行性: CFD软件不是为蒸汽发生器专门开发的专用程序软件,但是 CFD很多商用软件包含了大量通用的部分,因此蒸汽发生器 的热工水力情况也可以用这些商用CFD软件来模拟。 使用通用CFD软件直接对蒸汽发生器二次侧三维流场进行分 析模拟比较困难,因为蒸汽发生器二次侧的结构十分复杂, 包含数量十分多的传热管,以及结构复杂的支撑板及抗振条 组件,建模和网格划分十分困难。
但是CFD模拟的结果较专用程序要具体和精确很多,因此对 蒸发器模型进行一定的简化再进行CFD模拟可以获得比较好 的效果。
13
(二) 研究现状——CFD对蒸汽发生器热工水力的模拟
与本文最相关的两个研究简介: 黄 俊,林绍萱将蒸汽发生器热工水力分析程序ATHOS的计 算输出转换为CFX程序的计算输入,实现两种程序的连接, 发挥它们各自的长处,从而对蒸汽发生器二次侧一些局部区 域的流场做较为精细的CFD分析。
22
(三) 研究内容——单向耦合方法的验证
模型简介:
23
(三) 研究内容——单向耦合方法的验证

蒸汽发生器排污系统的热工_水力特性分析

蒸汽发生器排污系统的热工_水力特性分析

核 动 力 工 程 Nuclear Power Engineering Vo l.32.S2 D e c.2011第32卷 增刊22011年 12月文章编号:0258-0926(2011)S2-0013-06蒸汽发生器排污系统的热工-水力特性分析谢恩飞,刘喜超,明 迁中广核工程有限公司,广东深圳,518124摘要:通过Flowmaster软件建立岭澳核电站3、4号机组的蒸汽发生器排污系统(APG)的水力学模型,改变设置工况,对APG的热工-水力特性进行分析,重点关注对APG影响较大的参数。

通过分析可知,由于再生式换热器前的管道具有“热惯性效应”使得蒸汽发生器(SG)温度较快的瞬态波动不会影响到换热器;排污水经再生式热交换器冷却之后的温度对于SG排污水温度的变化并不敏感,但是对冷却水入口温度的改变非常敏感;减压与流量控制站下游阻力的快速升高,会导致压力控制功能失效,从而引发压力高报警和安全阀释放。

关键词:蒸汽发生器排污系统(APG);热工特性;水力特性中图分类号:TK262 文献标志码:A1 引言蒸汽发生器排污系统(APG)按照设定的流量连续排出蒸汽发生器(SG)二次侧的污水,以保证SG二次侧水的品质。

每台SG的排污水在管板上收集后,根据电厂的运行工况由再生热交换器或非再生热交换器进行冷却。

冷却后的排污水通过一个减压和流量控制站进行减压,之后被引至过滤及除盐处理系列,处理后进入凝汽器或由另一条支路引至常规岛废液排放系统(SEL)。

APG的设计重心是要保证除盐处理设备的正常运行。

APG的热工-水力参数会随着运行工况的变化而改变,但是这些参数必须在除盐床和过滤器能够正常工作所要求的范围内。

设计工程师必须了解这种变化,特别是会引起APG热工-水力参数发生较大变化的那些接口,在设计时需要充分考虑这些接口参数变化对APG热工-水力特性的影响。

本文通过Flowmaster软件对岭澳核电站3、4号机组的APG进行水力学建模和研究。

较大管径中两相流动漂移流模型研究

较大管径中两相流动漂移流模型研究

S t u d y o n Dr i f t - - Fl u x Mo d e l f o r Two 。 ・ Pha s e Fl o w i n Re l a t i v e La r g e Di a me t e r Ch a n ne l
TI AN Da o — g u i ,S UN Li — c h e n g ,L I U J i n g — y u ,S UN Bo
田 道贵, 孙立成, 刘靖宇, 孙 波
( 哈 尔 滨 工 程 大 学 核 安 全 与 仿 真 技 术 国防 重 点 学 科 实 验 室 , 黑龙 江 哈 尔 滨 1 5 0 0 0 1 )
摘要 : 漂 移 流模 型作 为 一 种 简 单 实 用 的 模 型 , 在反应堆 热工水 力及安 全分析 , 特 别 是 在 空 泡 份 额 的计 算 方面 , 应 用 非 常广 泛 。针 对 不 同 的 通 道 及 流 型 , 研 究 者 提 出 了多 种 基 于漂 移 流模 型 的 计 算 方 法 。 通 过 较 大 通 道 中两 相 流 动 过 程 的 实 验 研 究 , 对 5种 空 泡 份 额 计 算 模 型 进 行 评 价 分 析 。结 果 表 明 , 基 于常 规 通 道 的 Hi b i k i — I s h i i 模型与实验值吻合较好 , 平 均相对误差 为 1 4 . 1 。结 合 对 气 泡 运 动 过 程 的研 究 , 发 现 在 ( J ) l f <0 . 0 2 7区 , 分布参数 C 。 <1 , 据此 , 给 出 了在 较 大 管 径 通 道 中计 算 精 度 更 高 的模 型关 系式 。 关键词 : 漂 移 流模 型 ; 空泡份额 ; 较 大 管 径 通 道
第4 7 卷第 2 期

基于多智能体的蒸汽发生器建模与水位控制策略

基于多智能体的蒸汽发生器建模与水位控制策略
参数自适应调整
动态性能优化
实验验证
01
02
04
03
进行大量实验验证,以证明策略的有效性和可靠性。
研究更简洁的模型,以降低计算复杂度,提高实时性。
改进模型以更好地处理蒸汽发生器的动态变化。
结论
06
研究背景与意义:随着工业自动化水平的提高,蒸汽发生器在水处理、食品加工等领域的应用越来越广泛。然而,蒸汽发生器的水位控制是一个复杂的问题,涉及到多个变量和动态过程。为了实现高效、稳定的水位控制,需要建立精确的模型并进行有效的策略设计。
实验设备
控制参数
实验环境
设定智能体的控制参数,包括水位阈值、水位变化率阈值、蒸汽流量阈值等。
在恒温恒湿的实验室内进行实验,确保实验环境条件一致。
03
02
01
通过智能体控制系统的调节,两台蒸汽发生器的水位均能稳定在设定范围内,且波动幅度较小。
水位控制效果
智能体控制系统能够根据实际需求自动调节蒸汽流量,以满足实际生产需求。
03
多智能体系统是一种分布式人工智能技术,能够实现自主协调和协作完成任务。
04
基于多智能体的蒸汽发生器建模与水位控制策略研究,有助于提高蒸汽发生器的运行效率和安全性,降低能耗和减少环境污染。
国内外学者在蒸汽发生器建模与控制方面进行了大量研究,提出了多种建模和控制方法。
多智能体系统在工业控制领域的应用逐渐受到关注,但将其应用于蒸汽发生器水位控制的研究尚不多见。
创新点二
设计了一种基于多智能体的水位控制策略,通过智能优化算法对控制策略进行优化。该策略能够快速响应水位变化,提高控制精度和稳定性,为实际工业应用提供了有力支持。
谢谢您的观看
THANKS
通过模型,可以预测蒸汽发生器的性能、能耗和排放,为优化和控制提供依据。

核电蒸汽发生器热工水力稳态特性分析

核电蒸汽发生器热工水力稳态特性分析

核电蒸汽发生器热工水力稳态特性分析作者:***来源:《机电信息》2021年第28期摘要:探讨核电蒸汽发生器热工水力稳态特性,并对其结构和设计参数进行优化,同时验证不同功率水平下,污垢和堵管程度对蒸汽发生器运行状态的影响。

结果显示,随着负荷的不断增加,蒸汽发生器双侧回路的传热系数逐渐变大,但其变化速率小于负荷的变化率,其中无堵管污垢情况下的总热传导系数高于有堵管污垢情况下的传导系数;同时,蒸汽发生器负荷率不断增加,入口、出口温度以及平均温度逐渐上升;负荷率>60%以后,出口温度的上升速率逐渐缩小,且平均温度的上升速率呈放缓态势;随着负荷率的增加,蒸汽发生器的循环倍率由20降到3.4。

因此,为了满足蒸汽发生器的散热需要,使其处于额定状态,要对其运行参数进行调整,使其呈现动态的稳定状态,以保障运行安全。

关键词:核电;蒸汽发生器;稳态特性0 引言蒸汽发生器作为核电站重要的大型换热装置,其运行状态直接关系到核电厂的安全,所以全面分析其稳定运行机理具有十分重要的实践意义[1]。

蒸汽发生器位于一回路主冷却剂与二回路介质之间,对两者的热交换具有重要影响。

因为介质、主冷却剂的流动状态会对蒸汽发生器的经济系统、稳定性产生重要影响,所以蒸汽发生器稳定性的研究,就是介质、主冷却剂水动力学的计算与分析[2]。

本文将在综合前人研究结果的基础上,结合实际案例和数学算法,从水动力学的角度对经济发生器稳定状态进行分析。

1 相关参数的数学描述1.1 蒸汽发生器热平衡描述(1)假设二回路产生蒸汽量为Q1,其计算公式如下:Q1=G1(Ii-Ij)(1)式中:G1为二回路中介质的流量(t/h);Ii、Ij分别为介质的入口热焓和出口热焓(kJ/kg)。

(2)假设一回路吸收蒸汽量为Q2,其计算公式如下:Q2=G2(Is-Iw)(2)式中:G2为一回路中冷却剂的流量(t/h);Is、Iw分别为冷却剂的入口热焓和出口热焓(kJ/kg)。

(3)一、二回路热能平衡,其计算公式如下:Q1=μQ2 (3)式中:μ为一、二回路中的热损失,核电站推荐值为0.01~0.03。

蒸汽发生器稳态及瞬态热工特性计算方法探析

蒸汽发生器稳态及瞬态热工特性计算方法探析

0引言蒸汽发生器动态热工水力特性的研究或动态过程分析,是研究蒸汽发生器由一个稳定工况(平衡状态)过渡到另一个稳定工况(平衡状态)的过渡特性。

通过对蒸汽发生器动态特性的研究,可以掌握设备在各种可能扰动工况下运行参数的变化规律,对蒸汽发生器的结构设计、运行稳定性的分析、异常工况的分析和处理等,均能提供必要的依据。

蒸汽发生器结构复杂,属于典型的非线性分布参数系统。

近年来针对蒸汽发生器的热工水力程序开发,国内外做了大量研究,国外主要包括美国的THEDA2程序,ATHOS程序,以及加拿大的BOSS程序[1],以及国内的SGTH-2[2]、MOFS[3]等。

国内二代改进型核电站以及AP1000核电站的蒸汽发生器的动态特性分析都采用引进的程序进行。

为了获得华龙一号核电机组ZH-65型蒸汽发生器在瞬态工况下的热工水力参数的变化规律,本文对立式倒U形管式自然循环型蒸汽发生器的动态特性理论模型和计算方法进行了研究。

同时,传播相关科学知识。

1计算模型1.1模型简述本研究采用分部参数模型,在空间上考虑压力、温度、流量等参数在流体流动方向上的变化,采用一维瞬态模型进行分析。

结合蒸汽发生器在瞬态运行过程中的实际情况,计算模型考虑的边界扰动条件包括一次侧入口温度、流量、二次侧给水温度、给水流量、蒸汽流量共5种类型,可以在这些扰动条件下,并基于规定的初始工况,求得蒸汽发生器一次侧温度、二次侧压力、温度、循环流量、干度、截面含汽率、汽相流速、液相流速等热工水力参数在时间上和空间上的一维分布。

1.2一次侧模型建立蒸汽发生器一次侧为单相水的流动。

由于一次侧流体在从入口到出口的流动过程中,其压力、密度等物性参数变化较小,计算模型中不考虑一次侧压力和流量在流动方向上的变化,因而无须求解质量、动量守恒方程。

在热量传递方面,考虑到下封头、管板等部件与蒸汽发生器稳态及瞬态热工特性计算方法探析张玉龙李磊袁宏刘明皓刘航(中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都610041)摘要:为获得华龙一号核电机组ZH-65型蒸汽发生器在瞬态工况下的热工水力参数的变化规律,对立式倒U形管式自然循环型蒸汽发生器的动态特性计算方法进行了研究。

直管式直流蒸汽发生器的热工水力特性分析与计算

直管式直流蒸汽发生器的热工水力特性分析与计算

第17卷 第2期核科学与工程Vo1.17 No.2 1997年 6月Chinese Journal of Nuclear Science and Engineering J un. 1997直管式直流蒸汽发生器的热工水力特性分析与计算3解 衡 张金玲 贾斗南秋穗正 喻真烷 苏光辉 郭玉君(西安交通大学)摘 要 采用可移动边界差分法对流体的基本守恒方程进行差分,将流体各参数及节点的位置转化为时间的函数,通过设定各传热区间边界点的特征,求出各传热区的长度及边界点。

选用了合适的传热关系式,编制了直流蒸汽发生器的稳态及瞬态热工水力特性分析计算程序MOFS,对B&W公司的19管直管式直流蒸汽发生器实验装置进行稳态计算,与实验数据取得了很好的一致,与TRAC2PF1等计算程序的计算结果符合也很好。

关键词 直流式蒸汽发生器 可移动边界 热工水力特性预测1 引 言直流蒸汽发生器在快堆、压水堆、气冷堆中都有很广泛的应用,在钠冷快堆中,一般采用换向套管式换热器,其一次侧为液态钠,通过换向套管改变流动方向,与二次侧的水进行热交换。

在压水堆中采用直管式直流蒸汽发生器。

一次侧水由上向下流动,二次侧水由下向上流动。

在一体化堆型中,将堆芯、蒸汽发生器、稳压器都集中在压力容器中,这时采用直流蒸汽发生器比较方便。

与U型管式自然循环蒸汽发生器相比,直流式蒸汽发生器由于产生的是过热蒸汽,不需要进行汽水分离,对汽轮机的要求也降低,可以采用常规汽轮机,不必采用庞大的饱和蒸汽汽轮机。

但其传热情况比自然循环式蒸汽发生器复杂,其二次侧包括过冷水、过冷沸腾、饱和泡核沸腾、强制对流蒸发、缺液区和过热蒸汽等6种传热工况,各种工况下的工质与壁面的传热机制相差很大。

如果采用固定边界差分法来离散流体守恒方程,各节点的位置不变,将找不准各传热区的界限,同一个控制体内可能会出现两种传热机制相差很大的工况。

在这种控制体内,如果选用同一个传热关系式都会引起较大的计算误差。

螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力分析模型

螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力分析模型

螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力分析模型
袁媛;彭敏俊;夏庚磊;吕星
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2014(048)0Z1
【摘要】基于混合流模型的质量、动量和能量守恒方程,采用可移动边界法建立了压水堆螺旋管式直流蒸汽发生器的稳态和动态分析模型.模型将二次侧传热区域分为预热段、蒸发段和过热段,且考虑了缺液区传热.通过对国际革新与安全反应堆(IRIS)螺旋管式直流蒸汽发生器的模拟,对模型进行了验证.结果表明,本文所建立的稳态和动态模型合理,稳态计算结果与设计值符合良好,动态仿真符合热工水力学及其定性机理分析结果.
【总页数】6页(P251-256)
【作者】袁媛;彭敏俊;夏庚磊;吕星
【作者单位】哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001
【正文语种】中文
【中图分类】TL353
【相关文献】
1.直管式直流蒸汽发生器的热工水力特性分析与计算 [J], 解衡;张金玲
2.高温气冷堆螺旋管式直流蒸汽发生器螺旋管流动阻力测量 [J], 李晓伟;赵加清;吴莘馨;雒晓卫;何树延
3.高温气冷堆螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力学 [J], 李晓伟; 吴莘馨; 张作义
4.螺旋管式直流蒸汽发生器建模仿真与控制 [J], 张月;郑明光;马志才;吴建邦
5.液态金属螺旋管式直流蒸汽发生器数值模拟研究 [J], 杨宇鹏;王成龙;张大林;苏光辉;田文喜;秋穗正
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蒸汽发生器三维热工水力特性分析程序SGTH-Porous3D研发及应用

蒸汽发生器三维热工水力特性分析程序SGTH-Porous3D研发及应用

蒸汽发生器三维热工水力特性分析程序SGTH-Porous3D研
发及应用
丛腾龙;从正;刘茂龙;肖瑶;郭辉;顾汉洋
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2022(56)11
【摘要】准确预测蒸汽发生器的管内外耦合传热、管内流量分配及管外三维流动传热对U形管和螺旋管蒸汽发生器的传热和结构优化设计具有重要意义。

本文基于多孔介质两流体模型研发了通用蒸汽发生器三维热工水力特性分析程序SGTH-Porous3D,并利用实验数据对程序进行了验证。

提出了基于局部坐标系的直管、U 形弯头和螺旋管管束通用多孔介质参数化方法,建立了壳侧三维粗网格分析模型以及适用于U形管、螺旋管的管内单相、两相流动传热模型,发展了管侧流体三维并联多通道简化方法以及管壳侧跨尺寸网格数据映射和耦合传热方法。

结果表
明:SGTH-Porous3D程序可预测U形管和螺旋管等多型蒸汽发生器管、壳侧三维流动传热特性,可支撑蒸汽发生器的三维传热设计和流致振动分析。

【总页数】12页(P2306-2317)
【作者】丛腾龙;从正;刘茂龙;肖瑶;郭辉;顾汉洋
【作者单位】上海交通大学核科学与工程学院;哈尔滨工程大学核科学与技术学院【正文语种】中文
【中图分类】TL353
【相关文献】
1.核电蒸汽发生器热工水力分析程序研究现状与进展
2.CPR1000蒸汽发生器二次侧三维稳态热工水力分析
3.基于RELAP5的螺旋管蒸汽发生器热工水力程序研发与验证
4.压水堆蒸汽发生器三维两相热工水力分析程序开发与验证
5.适用于微机的核蒸汽发生器热工水力分析程序——SGTH-2
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第4 9 卷第 3 期
2 0 1 5 年3 月







V o1 . 4 9, No . 3 Ma r .2 01 5
At o mi c En e r gy Sc i e nc e a nd Te c h nol og y
基 于 漂 移 流 模 型 的 蒸 汽 发 生 器 稳 态 热 工 水 力 分 析
( 1 . S c h o o l o f El e c t r i c Po we r,So u t h Ch i n a Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o gy,Gu a n g z h o u 5 1 0 6 4 0 ,C h i n a;
山 3 0 0 Mw 核 电 厂 1 0 0 、 7 5 、 5 0 、 3 0 、 1 5 功 率稳定 运行工 况下 的热工 水力 特性 , 并与 R E L AP 5
Байду номын сангаас
的 计 算 结 果 进 行 比较 , 两组结果一致性较 好 。 关键词 : 蒸 汽发生器 ; 热工水 力特性 ; 稳态 分析 ; 四方 程 漂 移 流 模 型
Th e f i r s t — o r d e r e d u pwi n d d i f f e r e nc i n g e q ua t i o ns we r e d e r i v e d b a s e d on t he s t a g ge r e d
e r a t o r ,a 1 D s i mul a t i on c od e ba s e d on t h e 4 - e q ua t i o n dr i f t f l ux mod e l wa s d e ve l op e d . Th e U t ube bun dl e s pa c e wa s c o ns i de r e d t o c o ns i s t o f t h e pr i ma r y c h a nn e l ,t he s e c on da — r y c h a nne l a n d t he t ub e wa l 1 . Th e f l o wi ng c ha r a c t e r i s t i c s i n s ub — c oo l i n g pa r t o f t he p r i — ma r y a nd s e c o nd a r y c ha nne l s we r e s i mu l a t e d wi t h s i ng l e ph a s e f l ow mo de l ,wh i l e t he
蒸 汽 发 生 器 u 型 管 管 束 空 间考 虑 为 由一 次 侧 通 道 、 二次侧通 道和传 热管 构成 , 对 一 次 侧 通 道 和 二 次 侧
通 道 的过 冷 段 采 用 单 相 流 模 型 , 二 次 侧 通 道 的 沸 腾 段 采 用 四方 程 漂 移 流 模 型 , 建 立 基 于 交 错 网 格 的一 阶 迎风差分方程 , 通过热平衡一 自然 循 环压 降 的 交 叉 迭 代 计 算 得 到 稳 态 热 工 水 力 参 数 。利 用 程 序 计 算 了秦
2 . Ch i n a Nu c l e a r Po we r Te c h n o l o g y Re s e a r c h I n s t i t u t e,S h e n z h e n 5 1 8 0 2 6 ,C h i n a )
Ab s t r a c t :I n or d e r t o s t u dy t he s t e a dy t he r ma l — h yd r a ul i c c ha r a c t e r i s t i c s o f a s t e a m g e n —
中图分类号 : TL 3 5 文 献 标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 — 6 9 3 1 ( 2 0 1 5 ) 0 3 — 0 4 4 7 — 0 8
d o i : 1 0 . 7 5 3 8 / y z k . 2 0 1 5 。 4 9 . 0 3 . 0 4 4 7
张小英 , 陈 焕栋 , 乔 磊 , 厉井钢 ’
( 1 . 华南理工大学 电力学院 , 广东 广州 5 1 0 6 4 0 ; 2 . 中科 华 核 电技 术 研 究 院有 限公 司 , 广 东 深 圳 5 1 8 0 2 6 )
摘要 : 为 研 究 蒸 汽 发 生 器 的稳 态 热 工 水 力 特 性 , 建立 了四方程 漂移流 模型 , 并 开 发 了 一 维 计 算 程 序 。 对
b o i l i n g p a r t i n t h e s e c o n d a r y c h a n n e l wa s s i mu l a t e d wi t h 4 - e q u a t i o n d r i f t f l u x mo d e 1 .
S t e a dy The r ma l — hy dr a u l i c Ana l y s i s o f S t e a m Ge ne r a t o r
Ba s e d o n Dr i f t Fl u x Mo d e l
ZH ANG Xi a o — y i n g ,CH EN Hu a n — d o n g ,QI AO Le i ,LI J i n g - g a n g 。 '
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