[發明專利]一種核電機組外特性分析方法

在審

• 申請號: 201811223317.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109543223A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 文立斌;李俊;孫艷;張翌暉;劉光時;雷亭;盧萬里;廖衛國
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;裴康明

本發明公開了一種核電機組外特性分析方法，涉及核電機組特性分析技術領域。所述核電機組外特性分析方法，從發電原理、主蒸汽參數、機組結構、運行方式和故障特性等方面對核電機組的特性以及與火電機組的差異性進行分析，并在此基礎上基于PSASP建立壓水堆核電機組仿真模型，對核電機組的動態特性進行仿真分析，為核電機組外特性的分析提供了有效的分析手段，并能通過仿真試驗驗證。

技術領域

本發明屬于核電機組特性分析技術領域，尤其涉及一種核電機組外特性分析方法。

背景技術

我國的核電事業在近幾年發展迅速，核電占全國發電裝機容量的比重已經從2009年的1.04％上升到2018年的3.94％，預計2020年將達到5％左右。越來越多的核電機組開始參與調峰，具備一定的負荷跟蹤的能力，投入電網運行后表現出與火電機組較為相似的特性。在電網的整體分析過程中，為了更好地保護機組安全和維持系統穩定，應更多地關注核電機組給電網帶來的影響，也就是核電機組的外特性。相比于傳統火電，核電的優勢在于能量密度較高，燃料消耗較少，發電成本較低，而由于核電的單機容量較大，其原料具有特殊性，對安全性有較高的要求，其建設成本高于火電。但在結構和原理方面，核電機組與火電機組有較多相似之處。相比于核電，我國在火電的運維、管理方面的經驗更為充足，對于火電機組特性的了解更加完善。

目前對于核電與火電都已有相關的研究。吳萍等提出的第三代核電堆型AP1000運行特點及堆芯仿真研究、劉慶等提出的適用于電網穩定分析的大容量核電機組建模、葛斌等提出的核電機組二回路建模與動態仿真以及張學成提出的用于電力系統動態模擬的壓水堆核電站數學模型，均是基于核電機組的運行原理，對大型核電機組進行仿真建模。周修銘等提出的適用于分析大擾動下機網相互影響的壓水堆核電站數學模型研究和吳國旸等提出的大型壓水堆核電機組建模研究通過將核電機組模型接入電網，對核電機組的機網特性進行了仿真研究。祝俊耀提出的核電汽輪機和火電汽輪機的比較和楊曉輝等提出的核電汽輪機與火電汽輪機比較分析闡述了核電汽輪機與火電汽輪機在參數設計、系統構成上的區別，定性地對核電與火電機組進行對比，但沒有進行實驗驗證，對比過程缺少數據支持。目前尚無文獻對核電機組的外特性進行定量的分析。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種核電機組外特性分析方法。

本發明是通過如下的技術方案來解決上述技術問題的：一種核電機組外特性分析方法，包括以下幾個步驟：

步驟1：核電機組的外特性分析；

從發電原理、主蒸汽參數、機組結構、運行方式和故障特性方面分析核電機組的特性，以及核電機組與火電機組所存在的差異；

步驟2：核電機組的建模；

基于所述步驟1的外特性分析，將實際核電機組的動力學、熱力學過程量化后，經過一系列的簡化得到通用的壓水堆核電機組仿真模型，具體的壓水堆核電機組仿真模型包括堆芯燃料和冷卻劑熱量傳遞模型、熱線溫度模型、冷線溫度模型、蒸汽發生器模型、中子動態模型、反應堆功率控制系統、一回路平均溫度模型、調速器模型以及汽輪機模型；

步驟3：仿真試驗分析外特性；

基于電力系統分析綜合程序(power system analysis software package,PSASP)建立所述步驟2的壓水堆核電機組仿真模型，并將壓水堆核電機組仿真模型接入電網中，對核電機組的動態特性進行仿真試驗，并對試驗結果進行分析。

進一步的，所述步驟1中，核電機組與火電機組在發電原理上的差異主要是由核電機組的一回路與火電機組的鍋爐之間的差異性所導致的。

進一步的，所述步驟1中，核電機組的主蒸汽參數主要包括進入汽輪機做功蒸汽的壓力與濕度。

進一步的，所述步驟1中，核電機組與火電機組在運行方式上的差異在于機組運行過程中主蒸汽壓力是否保持恒定。