[發(fā)明專利]基于核電蒸汽發(fā)生器分布參數(shù)模型的關(guān)鍵變量估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011303402.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112417676B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 惠久武;凌君;袁景淇;欒振華;董賀;孫鑫宇;鄒恒斐;鄧冠華;王浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發(fā)明提供了一種基于核電蒸汽發(fā)生器分布參數(shù)模型的關(guān)鍵變量估計(jì)方法，其中，獲取蒸汽發(fā)生器的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；分別計(jì)算一回路冷卻劑、二回路工質(zhì)與倒U型管金屬壁之間的傳熱系數(shù)；建立下降通道模型，得到當(dāng)前時(shí)刻下降通道底部出口液相工質(zhì)的流量、溫度及壓力；建立一回路冷卻劑模型，得到倒U型管金屬壁的溫度分布；建立上升通道模型，得到當(dāng)前時(shí)刻沿倒U型管高度的二回路工質(zhì)的流速、溫度、壓力分布，并計(jì)算二回路工質(zhì)質(zhì)量氣含率分布；建立汽水分離器模型，計(jì)算得到汽水分離器出口氣相工質(zhì)、液相工質(zhì)的溫度、壓力和質(zhì)量流量；建立氣室模型，得到氣室出口工質(zhì)溫度、壓力和流量。本發(fā)明可基于仿真結(jié)果獲得蒸汽發(fā)生器的一系列分布參數(shù)特征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核電站運(yùn)行優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地，給出了一種機(jī)理建模與DCS(運(yùn)行機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)分布式控制系統(tǒng))實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)相結(jié)合的基于核電蒸汽發(fā)生器分布參數(shù)模型的關(guān)鍵變量估計(jì)方法。

背景技術(shù)

在核電站中廣泛采用立式倒U型管式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器。立式倒U型管式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器內(nèi)部有4474根倒U型管，以及一二級(jí)汽水分離器。在其內(nèi)部，有復(fù)雜的換熱過(guò)程，在一次側(cè)，流過(guò)倒U型管的冷卻劑將堆芯熱量通過(guò)倒U型金屬壁傳遞給二回路工質(zhì)；在二次側(cè)，給水和再循環(huán)水混合所形成的循環(huán)水逐漸被加熱氣化生成飽和氣液兩相流。在蒸汽發(fā)生器二回路側(cè)，倒U型管向工質(zhì)的熱量傳遞包括單相對(duì)流換熱、過(guò)冷沸騰以及飽和沸騰對(duì)流換熱。

由于蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)的非線性、非對(duì)稱性、時(shí)滯以及兩相流換熱過(guò)程的復(fù)雜性，目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究以對(duì)蒸汽發(fā)生器集總參數(shù)建模和穩(wěn)態(tài)性能仿真為主，對(duì)蒸汽發(fā)生器內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)研究較少，故研究成果并不能用于改進(jìn)蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)行優(yōu)化，也不利于提高蒸汽發(fā)生器實(shí)時(shí)液位控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)檢索后發(fā)現(xiàn)，授權(quán)公告號(hào)為CN201810141037.4，授權(quán)公告日為2018年08月31日的中國(guó)發(fā)明專利《一種建立核電機(jī)組蒸汽發(fā)生器機(jī)理模型的方法及其系統(tǒng)》，提出了一種建立反應(yīng)堆U型管式蒸汽發(fā)生器分段集總參數(shù)模型方法，包括對(duì)蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，劃分為一回路工質(zhì)單相段、二回路下降段、二回路預(yù)熱段、二回路沸騰段、二回路汽水分離器段以及二回路氣室段，并根據(jù)質(zhì)量和能量守恒原理，建立所劃分區(qū)域的集總參數(shù)模型。該專利主要貢獻(xiàn)在于提出了一種分區(qū)劃分與機(jī)理建模方法，但該建模方法未能反映蒸汽發(fā)生器內(nèi)部工質(zhì)動(dòng)態(tài)特性，尤其是隨倒U型管高度變化的氣含率分布和傳熱系數(shù)分布、二回路預(yù)熱段和二回路沸騰段的界面計(jì)算等,該專利均未涉及。

綜上，現(xiàn)有公開(kāi)報(bào)道均未涉及基于核電蒸汽發(fā)生器分布參數(shù)模型的關(guān)鍵變量估計(jì)方法，這一空缺有待填補(bǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于核電蒸汽發(fā)生器分布參數(shù)模型的關(guān)鍵變量估計(jì)方法，可基于仿真結(jié)果獲得蒸汽發(fā)生器的一系列分布參數(shù)特征。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于核電蒸汽發(fā)生器分布參數(shù)模型的關(guān)鍵變量估計(jì)方法，將蒸汽發(fā)生器劃分為熱段、冷段、汽水分離器和氣室，具體包括：

S1,獲取給定時(shí)刻下蒸汽發(fā)生器的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；

S2,利用S1得到的蒸汽發(fā)生器的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立下降通道模型，得到當(dāng)前時(shí)刻下降通道底部出口液相工質(zhì)的溫度、壓力及質(zhì)量流量；

S3,利用S1得到的蒸汽發(fā)生器的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，計(jì)算一回路冷卻劑與倒U型管金屬壁之間傳熱系數(shù)以及倒U型管金屬壁與二回路工質(zhì)之間的傳熱系數(shù)；

S4,利用S1得到的蒸汽發(fā)生器的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及S3得到的所述一回路冷卻劑與倒U型管金屬壁之間傳熱系數(shù)，建立一回路冷卻劑模型，得到倒U型管金屬壁的溫度分布；