[發(fā)明專利]一種原子能機(jī)組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度評價(jià)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811544358.5
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109472116A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷亭;文立斌;吳健旭
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南寧東智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;裴康明

1.一種原子能機(jī)組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度評價(jià)方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)建立輕水堆核電機(jī)組動態(tài)模型；所述輕水堆核電機(jī)組動態(tài)模型包括中子元件模型、活性區(qū)燃料及載熱劑元件模型、蒸汽動力裝置元件模型；具體如下：

1)中子元件模型方程如下：

ρ_sum＝ρ_ext+α_F(T_F-T_F0)+α_C(T_av-T_av0)；

式中，N_r表示輕水堆熱功率，也稱為中子注量率；C_r是指等效單組緩發(fā)中子先驅(qū)核密度；l是指輕水堆中子平均壽期；ρ_sum是指輕水堆活性區(qū)總的反應(yīng)性；β是指緩發(fā)中子份額；λ是指等效緩發(fā)中子的延時(shí)系數(shù)；ρ_ext是指控制棒引起的反應(yīng)性；α_F、α_c分別是指核燃料溫度和載熱劑溫度反應(yīng)性系數(shù)；T_F、T_av分別是指活性區(qū)核燃料的總體溫度及輕水堆載熱劑平均溫度；T_F0、T_av0則是上述溫度的初始值；

2)活性區(qū)燃料及載熱劑元件模型方程如下：

式中，F(xiàn)_f是指輕水堆核燃料發(fā)熱占比；P₀是指活性區(qū)熱功率；μ_f、μ_c分別是指核燃料、活性區(qū)載熱劑的比熱容量；Φ是指活性區(qū)燃料和載熱劑之間的傳熱系數(shù)；T_θi、T_θo分別是指輕水堆載熱劑入口及出口溫度；Ω＝Q_spC_pcq_Cn，Q_sp是指載熱劑主泵流量，C_pc是指載熱劑比熱容量，q_Cn是指額定工況下載熱劑質(zhì)量流量；

3)蒸汽動力裝置元件模型方程如下：

式中，T_p是指一回路載熱劑平均溫度；Φ_P是指蒸汽動力裝置中載熱劑與U型換熱器的熱傳遞系數(shù)；Φ_s是指蒸汽動力裝置中U型換熱器與二回路蒸汽的傳熱系數(shù)；μ_p、μ_m分別是指蒸汽動力裝置載熱劑及U型換熱器的比熱容量；T_m是指換熱器溫度；T_HL、T_CL是指原子能機(jī)組熱線、冷線溫度元件的溫度；是指二回路主蒸汽壓力與主蒸汽溫度T_s之間的關(guān)系常數(shù)；P_s是指主蒸汽壓力；Q_s是指二回路主蒸汽流量；h_fw、h_s分別是指二回路給水入口溫度比焓及出口蒸汽比焓；

(2)搭建基于變量偏差微分方程，同時(shí)設(shè)定各狀態(tài)變量為0時(shí)，得到以上各個(gè)模型由暫態(tài)過度到穩(wěn)態(tài)時(shí)對應(yīng)變量與對應(yīng)參量之間滿足下列關(guān)系：

式中：ΔT_av是指輕水堆載熱劑平均溫度偏差；ΔT_θi、ΔT_θo分別是指活性區(qū)載熱劑入口及出口溫度偏差；ΔT_F是指活性區(qū)核燃料總體溫度偏差；ΔN_r是指中子注量率偏差；ΔT_m是指換熱器溫度偏差；ΔT_s是指主蒸汽溫度偏差；ΔT_HL、ΔT_CL是指原子能機(jī)組熱線、冷線溫度元件的溫度偏差；ΔT_P是指一回路載熱劑平均溫度偏差；

(3)對活性區(qū)燃料及載熱劑溫度元件模型進(jìn)行參量影響分析：設(shè)原子能機(jī)組冷線溫度元件的溫度偏差ΔT_CL為0時(shí)，可以得到：

式中d₁、d₂、d₃、d₄、d₅為活性區(qū)燃料及載熱劑溫度元件參量集，由此可知，活性區(qū)燃料總體溫度T_F的變化主要受到中子注量率N_r的變化影響，參量的變化影響過渡過程但不影響T_F的最終值；

假定中子注量率偏差ΔN_r為0時(shí)，可以得到：

即活性區(qū)燃料總體溫度T_F的變化主要受原子能機(jī)組冷線溫度元件的溫度T_CL的影響；

(4)對原子能機(jī)組的壓力參量、溫度參量軌跡靈敏度進(jìn)行評價(jià)，辨識參量可獲取的難易程度；所述靈敏度表示為：

X_1m＝x_m(b₁,...,b_k+Δb_k,...,b_z,t)；

X_2m＝x_m(b₁,...,b_k-Δb_k,...,b_z,t)；

式中：是指時(shí)刻t第n個(gè)軌跡靈敏度；b_k是指系統(tǒng)的第k個(gè)參量；x_m是指系統(tǒng)中第m個(gè)變量的軌跡；z是指所有參量的總數(shù)；b_k0是指第k個(gè)參量的初始值；x_m0是指第m個(gè)變量的初始值；

原子能機(jī)組的壓力、溫度參量軌跡靈敏度表示為：

評價(jià)壓力參量、溫度參量軌跡靈敏度的指標(biāo)為靈敏度的絕對值的平均值，具體如下式：

比較各參量的軌跡靈敏度大小，如果最終仿真結(jié)果該參量的靈敏度為0，則表明獲取的該參量準(zhǔn)確性較高，可進(jìn)行下一步的比較校核工作，如果最終靈敏度不為0，則需進(jìn)一步提高辨識參量的準(zhǔn)確性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原子能機(jī)組模型壓力及溫度變量軌跡靈敏度評價(jià)方法，其特征在于：所述步驟(2)中子元件模型搭建的變量偏差微分方程如下：

式中，Δ是指變量偏差，下標(biāo)為0表示初始值，ρ_sum0＝0,N_r0＝1p.u.。