本文關(guān)鍵詞：核動力裝置化學與容積控制系統(tǒng)動態(tài)特性仿真研究

  更多相關(guān)文章： 流體網(wǎng)絡(luò) 動態(tài)仿真 化容系統(tǒng) 實時 建模

【摘要】：化學與容積控制系統(tǒng)(化容系統(tǒng))是核動力裝置主回路的重要輔助系統(tǒng),是由管道、泵、閥和換熱器等設(shè)備組成的典型流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)�；菹到y(tǒng)對主回路進行化學控制和容積控制,是確保反應(yīng)堆安全運行的需要,因此對化容系統(tǒng)建立精確的仿真模型,分析其穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)運行工況下的系統(tǒng)動態(tài)特性顯得十分有必要。本文針對某核動力裝置的化容系統(tǒng),建立系統(tǒng)仿真模型,開發(fā)了系統(tǒng)動態(tài)實時仿真程序,通過現(xiàn)有運行數(shù)據(jù)對仿真結(jié)果進行驗證,最終將仿真程序作為完整的模塊整合到核動力裝置實時仿真系統(tǒng)中,實現(xiàn)了化容系統(tǒng)動態(tài)特性的實時仿真以及與其他程序模塊的實時交互。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的實時仿真,本文首先分析了核動力裝置化容系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行特性,給出多支路的化容系統(tǒng)復(fù)雜流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)物理模型,建立流體網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點流量守恒方程、動力守恒方程和能量守恒方程,以及泵、閥、換熱器等關(guān)鍵設(shè)備的模型,分別對方程進行時間上的離散,將離散后的節(jié)點動量守恒方程線性化,與節(jié)點的質(zhì)量守恒方程聯(lián)立求解出不同時刻下節(jié)點壓力和支路流量,將解出的支路流量和節(jié)點壓力作為已知值代入節(jié)點能量守恒方程,從而求解節(jié)點焓和溫度。本文自主開發(fā)了基于流體網(wǎng)絡(luò)理論的化容系統(tǒng)實時仿真程序,基于MATLAB平臺實現(xiàn)了流體網(wǎng)絡(luò)仿真的核心程序編寫,基于Visual Basic平臺實現(xiàn)軟件界面,數(shù)據(jù)交互模塊編寫,并利用MATLAB和VB的混合編程技巧實現(xiàn)VB對MATLAB的調(diào)用。對化容系統(tǒng)仿真程序進行了獨立調(diào)試,并與核動力裝置實時仿真系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào),分析了化容系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性,并檢驗了程序的穩(wěn)定性和可靠性。首先,在穩(wěn)態(tài)運行條件下,將仿真結(jié)果分別與實際運行數(shù)據(jù)及Flowmaster仿真結(jié)果進行對比,結(jié)果顯示本文程序得到的節(jié)點壓力、溫度和支路流量與實際運行數(shù)據(jù)的差異均在5%以內(nèi),驗證了流體網(wǎng)絡(luò)算法和化容系統(tǒng)設(shè)備數(shù)學模型的精確性。其次,對化容系統(tǒng)在多種瞬態(tài)和故障工況下進行動態(tài)仿真,得出不同工況下支路的流量和重要節(jié)點的壓力、溫度的實時變化曲線,上述不同工況下的動態(tài)響應(yīng)趨勢合理,滿足實時運行要求。最后,將化容系統(tǒng)仿真程序作為一個模塊整合到核動力裝置實時仿真系統(tǒng)中進行聯(lián)合調(diào)試,結(jié)果顯示程序運行穩(wěn)定,數(shù)據(jù)交互滿足實時仿真需求。本文開發(fā)了完整的核動力裝置化容系統(tǒng)實時仿真程序模塊,實現(xiàn)了各項仿真和數(shù)據(jù)交互功能,同時可為同類流體系統(tǒng)的實時仿真提供參考。
【關(guān)鍵詞】：流體網(wǎng)絡(luò) 動態(tài)仿真 化容系統(tǒng) 實時 建模
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM623
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 核動力裝置系統(tǒng)仿真研究現(xiàn)狀9-11
• 1.1.1 核電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 核動力裝置系統(tǒng)仿真技術(shù)現(xiàn)狀10-11
• 1.2 流體網(wǎng)絡(luò)仿真的意義及應(yīng)用11-12
• 1.3 流體網(wǎng)絡(luò)仿真方法研究現(xiàn)狀12-23
• 1.3.1 單相不可壓縮流體網(wǎng)絡(luò)13-17
• 1.3.2 單相可壓縮流體網(wǎng)絡(luò)17-20
• 1.3.3 兩相流體網(wǎng)絡(luò)20-23
• 1.4 本文研究對象23-25
• 第2章 一維不可壓縮流體網(wǎng)絡(luò)數(shù)學模型25-30
• 2.1 流體網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點化25-26
• 2.2 流體網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)26
• 2.3 流量和壓力計算模型26-28
• 2.3.1 節(jié)點流量守恒方程26-27
• 2.3.2 支路的動量守恒方程27
• 2.3.3 泵計算模型27-28
• 2.4 溫度計算模型28-29
• 2.4.1 節(jié)點的能量守恒方程28
• 2.4.2 換熱器計算模型28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 程序的算法與編制30-37
• 3.1 MATLAB核心程序算法30-33
• 3.1.1 節(jié)點動量和質(zhì)量守恒方程的離散30-32
• 3.1.2 節(jié)點能量守恒方程的離散32-33
• 3.2 MATLAB與VB的混合編程33-35
• 3.3 計算程序的編制35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 化學與容積控制系統(tǒng)描述37-46
• 4.1 仿真系統(tǒng)組成與功能37-38
• 4.1.1 化學控制37
• 4.1.2 容積控制37-38
• 4.2 設(shè)備的主要特性與工作原理38-40
• 4.2.1 下泄回路39
• 4.2.2 凈化回路39
• 4.2.3 上充回路39-40
• 4.2.4 軸封水,軸封回流及過剩下泄回路40
• 4.2.5 低壓下泄回路40
• 4.3 仿真系統(tǒng)設(shè)備數(shù)學模型40-45
• 4.3.1 系統(tǒng)的簡化與假設(shè)40-41
• 4.3.2 設(shè)備元件的數(shù)學模型41-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 化學與容積控制系統(tǒng)仿真結(jié)果分析46-78
• 5.1 化容系統(tǒng)初始參數(shù)46-50
• 5.2 化容系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)工況仿真結(jié)果50-57
• 5.2.1 FLOWMASTER功率運行時穩(wěn)態(tài)調(diào)試計算結(jié)果50-52
• 5.2.2 流體網(wǎng)絡(luò)仿真程序功率運行時穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果52-57
• 5.2 瞬態(tài)工況仿真結(jié)果57-75
• 5.2.1 改變邊界節(jié)點的壓力57-65
• 5.2.2 改變閥門的開度65-73
• 5.2.3 邊界節(jié)點溫度發(fā)生變化73-74
• 5.2.4 事故工況的模擬74-75
• 5.3 獨立調(diào)試軟件界面75-76
• 5.4 聯(lián)合調(diào)試76-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 第6章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 總結(jié)78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-85
• 作者簡介85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 歐陽予;;世界核電技術(shù)發(fā)展趨勢及第3代核電技術(shù)的定位[J];發(fā)電設(shè)備;2007年05期

2 王志剛;王曉江;李麗娟;李軍;;壓水堆核電廠事故工況下最大上充流量的數(shù)值研究[J];核動力工程;2010年S1期

3 馬迎輝,李天鐸;可壓縮流體網(wǎng)絡(luò)的建模方法[J];系統(tǒng)仿真學報;1992年01期

4 倪何;程剛;孫豐瑞;;熱工流體網(wǎng)絡(luò)簡易模塊化建模方法[J];系統(tǒng)仿真學報;2009年12期

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本文編號：1027945