压水堆稳压器数学模型优化及动态仿真

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1、第36卷第6期核动力工程Vb1．36．NO．62015年l2月NuclearPowerEngineeringDec．2015文章编号：0258·0926(2015)06-0125·03；doi：10．13832~．jnpe．2015．06．0125i压水堆稳压器数学模型优化及动态仿真陈同彪，付小波海军核安全监督一站，山东青岛，266102摘要：根据压水堆稳压器的特点及性能要求，对稳压器数学模型进行优化。对一些热工参数与温度的关系进行线性化处理，得到稳压器的优化数学模型。基于MATLAB环境进行稳压器动态仿真研究。通过仿真研究，验证模型优化的准确性和动态仿真的实时性，实现压力安全系统动态仿

2、真。关键词：稳压器；数学模型；动态仿真中图分类号：TL36；TP391．9文献标志码：AMathematicalModelOptimizationandDynamicSimulationonPreSSUriZerOfPWRsChenTongbiao，FuXiaoboNavalNuclearSafetySupervisionStation，Qingdao，266102，ChinaAbstract：ThecharacteristicsandperformancerequirementsofPWRPressurizersareanalyzed．andthemathematicalmodelfo

3、rthepressurizeriSoptimized．TherelationshipbetweensomethermodynamicparametersandtemperatureiSlinearlytreatedtogettheoptimizationmathematicalmodelofthepressurizer．BasedonⅣ【ATLABenvironment．thedynamicsimulationofthepressurizerjSstudied．Theaccuracyandreal—timeofthedynamicsimulationjSverifiedbythesimu

4、lationforthemathematicalmodel。andthedynamicsimulationofthepressuresafetysystemisachieved．Keywords：Pressurizer,Mathematicalmodel，Dynamicsimulation0引言1稳压器工作原理稳压器是压水堆核动力装置的重要设备之稳压器内部设有喷雾器、电加热器、顶部有一，它在反应堆的启动、功率运行、停闭及事故卸压阀和安全阀【2】。当冷却剂温度增加时，冷却下，对冷却剂系统的压力起控制和保护作用[11。剂体积产生膨胀，通过波动管流人稳压器中，造对稳压器动力学特性进行仿真研究，

5、预测其瞬态成液相质量增加，使得汽相空间压缩，造成稳压过程，对压水堆安全运行有着十分重要的意义。器压力升高。当冷却剂温度降低时，冷却剂通过稳压器数学模型分为平衡态模型和非平衡态波动管流出稳压器。压力控制就是提供冷水喷雾模型，平衡模型具有计算简便的特点，但不适于和蒸汽释放作为辅助降压，提供电加热器用来升快速变化的瞬态。非平衡模型常用的有两区非平高压力。如果喷雾仍不能抑制稳压器的压力上升，衡模型、三区非平衡模型及多区非平衡模型。本当稳压器的压力达到规定值时，启动释放阀排放文考虑汽．液两相变化，建立新的稳压器优化模蒸汽。如果压力仍继续上升达到安全限值时，引型，以适应稳压器的快速动态变化仿真。发安

6、全阀起跳，以保证核反应堆的安全l3】。收稿日期：2015—01-27；修回日期：2015-05-08作者简介：陈同彪(1969一)，男，高级工程师，现从事核安全监督工作126核动力工程Vbl_36．No．6．20152稳压器模型优化(4)水位方程：图1为稳压器简化原理图。稳压器模型优化设稳压器上下封头为半球，中间为圆柱形，则：的中心思想是：将汽区和液区看成一个控制体，V=4J[)H一三24D3(5)建立能量、质量和体积守衡方程；将每区的质量、比容、焓作为状态变量，假设各状态变量相互独立，都是温度的函数，得到以温度变化和液体质3仿真计算量变化为未知数的二元方程组，求得下一时刻的图2和图3为

7、饱和蒸汽和饱和水的热力学参稳压器参数。这样可以不用考虑汽．液之间的相互数随温度的在一定范围内的变化曲1，通过观的转换，简化模型的求解。察发现曲线变化趋于线性。为建立简化的稳压器数学模型，作如下假设：①整个稳压器内部压力相同；②整个稳压器的体积保持不变；③波动前后，喷雾水和蒸汽凝结所n‘形成的液滴，在降落至液面时达到与蒸汽相平衡’晕的状态；④忽略蒸汽在稳压器壁面凝结的影响；⑤汽．液两相始终处于饱和状态。丑图2饱和蒸汽热力学参数随温度变