[發明專利]一種蒸汽發生器二回路工質循環倍率估計方法

有效

• 申請號: 202011308500.3
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112417782B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 惠久武;凌君;袁景淇;胡詩曲;鄒恒斐;欒振華;王改霞;鄧冠華;王浩;高仕航;董賀;孫鑫宇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發明提供了一種蒸汽發生器二回路工質的循環倍率估計方法，具體步驟是：獲取給定時刻下蒸汽發生器的實時運行數據；計算一回路冷卻劑與倒U型管金屬壁之間的傳熱系數以及倒U型管金屬壁與二回路工質之間的傳熱系數；建立下降通道模型，得到當前時刻下降通道底部出口液相工質的質量流量、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，得到當前時刻沿倒U型管高度的二回路工質的流速、溫度、壓力分布；建立汽水分離器模型，計算得到汽水分離器出口液相工質，即再循環水的質量流量；結合給水質量流量計算得到當前時刻二回路工質的循環倍率。

技術領域

本發明給出了一種機理建模與DCS(運行機組現場分布式控制系統)實時測量數據相結合的核電蒸汽發生器二回路工質循環倍率估計(辨識)方法，屬于核電站運行優化控制技術領域。

背景技術

立式自然循環蒸汽發生器是核動力裝置的主要設備之一，它主要由一回路水室、管板、U型管束、汽水分離器和簡體構成。它既是一回路設備，又是二回路設備，被稱為核電站一、二回路之間的樞紐。在核反應堆中，核裂變產生的熱量由一回路冷卻劑帶出，通過蒸汽發生器倒U型管將熱量傳遞給二回路工質，使過冷狀態水轉變成飽和蒸汽。飽和蒸汽再流入汽輪機中做功，通過同軸發電機轉換為電能。

蒸汽發生器循環倍率是蒸汽發生器實時仿真不可或缺的變量。在蒸汽發生器設計階段，循環倍率有其設計值，然而在機組運行過程中，真實的循環倍率是否與設計值一致無從知曉，因為再循環水質量流量無實測值。

經過對現有技術檢索后發現，授權公告號為CN201810835620.5，授權公告日為2019年1月25日的中國發明專利《壓水堆核電站立式蒸汽發生器循環倍率的測量方法及系統》，提出了一種壓水堆核電站立式蒸汽發生器循環倍率的測量方法，包括：在機組二回路中注入適量的示蹤劑，使所述示蹤劑沿著所述機組二回路循環流動；所述機組二回路是由蒸汽發生器、汽輪機、凝結水系統和給水系統構成的回路；在循環穩定后，分別測量所述蒸汽發生器的上部、下部和給水入口處的示蹤劑濃度；根據測量的示蹤劑濃度，計算獲得所述蒸汽發生器的循環倍率。該專利主要貢獻在于實現了蒸汽發生器內工質穩態循環倍率的計算，但不能用于解決蒸汽發生器二回路工質循環倍率的動態、實時計算問題。

綜上，現有公開報道均未涉及核電蒸汽發生器二回路工質循環倍率實時估計問題，這一空缺有待填補。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種核蒸汽發生器二回路工質循環倍率估計方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

本發明提供了一種蒸汽發生器二回路工質循環倍率估計方法，包括：

獲取給定時刻下蒸汽發生器的實時運行數據；

將蒸汽發生器劃分為熱段、冷段和汽水分離器，其中熱段和冷段又分別劃分為下降通道和上升通道：下降通道是指外殼與內部套筒之間工質流經的空間，工質向下流動；上升通道是指內部套筒與倒U型管壁之間工質流經的空間，工質向上流動；

利用獲取的蒸汽發生器的實時運行數據，建立下降通道模型，得到當前時刻下降通道底部出口液相工質的溫度、壓力及質量流量；

利用獲取的蒸汽發生器的實時運行數據，計算一回路冷卻劑與倒U型管金屬壁之間傳熱系數以及倒U型管金屬壁與二回路工質之間的傳熱系數；

利用獲取的蒸汽發生器的實時運行數據，建立一回路冷卻劑模型，得到倒U型管金屬壁的溫度分布；

利用獲取的蒸汽發生器的實時運行數據以及得到的下降通道底部出口液相工質的流量、溫度、壓力，計算上升通道模型，得到當前時刻沿倒U型管高度的二回路工質的流速、溫度以及壓力分布；