基于多层流模型的二回路系统故障诊断研究

通过分析核动力装置的二回路系统,并结合多层流模型(MFM)原理,建立了二回路系统的MFM。利用Visual C++,结合MFM推理规则及因果图(CDG)次序分析法建立了一套测试性的故障诊断系统,并在模拟器上进行仿真试验。结果表明,该诊断系统在故障发生时能准确判定潜在源故障,具有可视化程度高及可理解性强的优点。

钠冷快堆二回路系统热工水力瞬态分析程序SELTAC的开发与应用

针对钠冷快堆二回路系统的具体结构和运行特点,对中间热交换器、直流蒸汽发生器、钠缓冲罐以及泵、管道等设备和部件建立模型,采用FORTRAN语言自主编制了二回路系统热工水力瞬态分析程序SELTAC。利用中国实验快堆的停堆试验数据对所编制程序进行了初步验证。结果表明,程序计算值与试验值趋势一致,最大相对偏差不超过4.34%,吻合程度较好。将验证后的程序与一回路系统程序耦合,分析了某600 MW钠冷快堆在主热传输系统保持排热能力时的紧急停堆工况,得到了二回路系统的瞬态特性,为大型商用快堆电站的设计提供了参考。

压水堆核电厂二回路系统溶解氧含量的控制策略

采用失重法和模拟腐蚀试验研究了溶解氧含量及联氨与溶解氧含量比值对压水堆核电厂二回路系统材料流动加速腐蚀(FAC)的影响,并结合经验反馈,给出了二回路系统溶解氧含量的控制策略。结果表明:在0~30μg/kg溶解氧范围内,溶解氧含量对凝结水管道材料A515碳钢均匀腐蚀的影响不大,低压加热器至除氧器之间的管道材料P11低合金钢的FAC速率随溶解氧含量的升高而减小;由于溶解氧含量较低,联氨与溶解氧含量比值超过了8,因此联氨含量的提高对该钢腐蚀速率的影响较小;在2 mg/kg的低溶解氧条件下,690TT合金的裂纹扩展速率(CGR)较低,在饱和溶解氧条件下,690TT合金的CGR提高了1.08~3.53倍;建议采取分段控制的方式控制压水堆核电厂二回路系统的溶解氧含量,将凝结水至除氧器之间的溶解氧质量分数提高至5~30μg/kg,将除氧器至蒸汽发生器之间的溶解氧质量分数控制在5μg/kg以下,并加入联氨,使联氨与溶解氧含量比值维持在5~8以上。

基于分层符号有向图的二回路系统故障诊断

针对核动力二回路系统具有运行机理复杂、故障征兆多、信息量大,难以建立数学模型的特点,将符号有向图(Signed Directed Graph,SDG)方法引入二回路系统故障诊断,分析关键参数与故障之间的影响关系,建立二回路系统SDG模型,并利用Warshall算法进行分层。应用分层SDG模型,进行了凝水泵和冷凝器真空低故障仿真实验,结果表明该方法能够准确判断潜在故障源,并能提供故障传播路径。

基于改进型人群搜索算法的船用二回路系统效率优化研究

为提高船用核动力装置二回路系统的热效率,根据船用核动力装置特点建立了二回路系统数学模型,借助MATLAB软件编制了效率评价函数。提出了一种能够增强改进型人群搜索算法,并用标准测试函数对改进型SOA进行试验,验证了算法寻优的快速性和精确性。在二回路系统寻优计算中以系统效率最高为目标,设置4个约束条件,在三维空间内搜索,得出了优化变量的最佳组合,进而得到了系统中各耗汽设备的耗汽量、热负荷、换热节点温度等参数,使系统效率提高了1.8%,最后对优化方案给系统效率造成的影响进行了分析。研究成果表明提出的方法能够实现二回路系统效率的提高,为核动力装置效率优化提供了思路。

压水堆核电厂二回路系统管道热效率的影响因素分析

在压水堆核电厂热经济性分析中,管道热效率的分析往往不被研究者所重视。首先从管道热效率的定义出发,给出了管道热效率的计算表达式,以及各种管道损失的计算方法。然后针对某些影响管道热效率的因素,同时也对蒸汽动力转换系统循环热效率产生影响的问题,分析了影响管道热效率的因素变化对蒸汽动力转换系统循环热效率和压水堆核电厂全厂热效率的影响。最后,以某990MW核电机组为例,通过计算分析了如主蒸汽管道疏水门泄漏蒸汽、厂用蒸汽、主蒸汽管道散热、蒸汽发生器排污等对管道热效率、蒸汽动力转换系统循环热效率及全厂热效率的影响。结果表明,上述因素变化均导致管道热效率降低和全厂热效率的降低,但不同因素变化对全厂热效率的影响机理却存在较大的差别。

核动力二回路系统优化设计

二回路系统是船舶核动力装置的重要组成部分,其重量和尺寸是影响核动力装置合理布置的重要因素。随着船用核动力装置大功率、高推进速度的发展趋势,二回路系统重量和体积进一步增加,对核动力设备的设计安装带来困难,并严重影响船舶的机动性。本工作建立了二回路系统的数学模型,开发了相应的计算程序,并对影响二回路重量的设计参数进行了敏感性分析。以二回路重量最小为目标和在给定的约束条件下,采用混合粒子群算法对二回路系统进行了优化设计。研究结果显示,采用优化方案后,二回路系统重量减小了7%。最后对计算结果进行了分析,指明了二回路系统优化设计的方向。

卡利纳循环在核电厂二回路系统的应用探讨

在朗肯循环的基础上,介绍了卡利纳循环的特点和优势,简述了卡利纳循环在国外的发展概况,从理论上重点分析和阐述了卡利纳循环应用于核电厂二回路系统的可行性。结论表明,应用卡利纳循环可以提高核电厂热效率10%以上,并将显著减少循环冷却水系统和回热、再热系统的投资成本。但是,核电厂二回路工质的改变将改变热力系统,将牵涉到整个热力系统设备的重新研究开发。卡利纳循环是否能够应用于核电厂二回路系统还有待进一步的研究探讨。

秦山核电厂二回路系统设计的安全考虑

鉴于核电厂反应堆堆芯中积聚着大量放射性物质,故在核电厂工程设计中,凡属与安全停堆、堆芯冷却、以及余热排出等有关的安全功能,都被认为是最重要的安全功能,在进行工程设计时,必须对有关系统进行安全分析,以便确定各工程项目的设计基准和相应的技术措施,保证该电厂的安全运行。核电厂的二回路系统,虽然与核安全功能没有直接相关,但必须能适应核电厂一回路系统的各种不同工况,包括正常运行。

AP1000非能动先进压水堆的二回路系统与1000MW火电机组的比较

AP1000非能动先进压水堆的二回路系统与1000MW超超临界火电机组,发电容量基本接近,但是由于主蒸汽参数的差异,二者在热力系统上存有一定的区别,针对AP1000的二回路系统与1000MW火电机组的热力系统进行了比较。

浅析核电厂二回路系统管道洁净化施工

核电厂二回路系统对安装环境及清洁度要求较高,本文阐述了通过对工作场所分类管理和对系统管道分级管理来控制洁净化施工的措施。

二回路系统控制棒失步仿真与处置策略研究

核动力系统主机降工况时反应堆控制棒失步是二回路系统的一类特有危险故障,一旦发生会造成主蒸汽管路系统压力迅速上升,进而造成一系列故障响应,严重影响核动力系统的安全运行。论文通过分析故障发生时总管压力,蒸汽发生器压力,喷嘴流量的变化情况,研究了此故障模式下PID和乒乓开关两种不同的泄放阀控制策略对系统的影响,并进行了仿真试验验证;得出了乒乓开关策略的响应速度要高于传统PID控制,在极端状况下可以快速降低总管压力;而PID控制虽然响应速度较慢,但调节稳定性较好的结论,对实际装备研究有一定的参考价值。

核电站二回路水汽系统可靠性提升研究

二回路系统是核电站核心集成系统之一,核电站二回路运行工况下,高温高压蒸汽在二回路管道系统中高速流动容易引起流动加速腐蚀现象,对二回路中处于液相的碳钢设备和管道造成腐蚀。铁腐蚀产物容易迁移到蒸汽发生器系统并沉积,增加其内部系统结构以及材料受腐蚀的可能性。为有效降低二回路系统材料腐蚀,减缓FAC现象,采用乙醇胺和氨混合作为pH调节剂,确保二回路水汽系统中汽相和液相pH值尽可能保持一致。同时对加药系统控制进行优化,使系统更加稳定,以此达到降低二回路系统流动加速腐蚀速率的目的,最终提升二回路系统运行稳定性和可靠性。

二回路非能动余热排出系统设计要素分析

[目的]为研究二回路非能动余热排出系统(PRHRS)的运行特性,[方法]借助瞬态热工安全分析程序RELAP5,建立主冷却剂系统和二回路非能动余热排出系统的仿真模型。对二回路非能动余热排出系统的3个关键设计要素(设计负荷、应急补水箱及蒸汽侧隔离阀开启速度)开展全部电源丧失事故及单侧主给水管道断裂事故工况下的瞬态计算和对比分析,[结果]分析结果表明:设计负荷需综合考虑系统安全性与冷却速率;应急补水箱向蒸汽发生器注水有利于事故后的初期冷却,而降低隔离阀开启速度可改善系统的启动特性。[结论]计算分析结果可为核动力装置二回路非能动余热排出系统设计提供参考。

压水堆核电机组二回路热力系统经济性诊断理论的研究

利用加热单元和单元进水系数的概念 ,经过详细的理论分析和数学推导 ,提出了压水堆二回路各级抽汽的热功转换系数 ,利用该系数得出了压水堆二回路的热力系统经济性诊断的定量数学模型。

核动力装置二回路给水系统水锤动态计算分析

以二回路给水系统为研究对象,建立了给水系统的管网模型及停泵后的泵前流量动态变化数学计算模型,对给水管网进行支路流量分配和节点压力计算,在此基础上,通过采用特征线法对给水系统的水锤现象进行动态计算分析,成功地模拟了停泵后给水系统的各个支路及节点的压力和流量的动态变化过程,并根据计算结果对系统进行初步安全分析。

核电厂二回路热力系统运行热经济性评价方法研究

对二回路理想循环热效率定义方法进行了分析,并对二回路系统和汽轮机本体运行经济状态变化时理想循环热效率变化情况进行了计算分析。指出二回路系统的理想循环热效率不仅能准确反映汽轮机回热系统运行经济性的变化,而且受汽轮机本体相对内效率的影响比较小,从而更适合对二回路系统的运行热经济性进行评价。

电动汽车二次回路热泵系统制热性能研究

电动汽车的发展给空调系统带来了挑战。冬天供暖时没有发动机的余热,一般采用PTC(Positive Temperature Coefficient)加热器,高能耗极大影响了电动汽车续航里程。同时,GWP(Global Warming Potential)大于150的制冷剂面临着被替换,而新型制冷剂(如R1234yf或R152a)具有可燃性,CO_2在高浓度时具有窒息性。因此设计空调热泵系统时,应避免这些制冷剂与乘员舱有直接的接触。本文设计了一个二次回路空调热泵系统,以压缩机转速和室内侧进风风量为变量,研究了系统的制热性能。实验结果表明:与450 m^3/h风量相比较,风量为350 m^3/h时的制热量和出风温度分别提高了16%和22%。压缩机转速的变化对水冷板式冷凝器出口温度几乎没有影响。

HTR-PM二回路图形建模与仿真研究

介绍了在vPower仿真平台上嵌入THERMIX代码来研究紧凑型高温气冷堆仿真机的方法。根据模块式高温气冷堆示范电厂二回路系统的特点和结构,利用vPower仿真平台建立二回路各个系统的组态模型并进行稳态和瞬态仿真结果分析。结果表明,稳态值与设计值的误差均在2%范围内;额定工况下,主调节阀关小和给水流量减少2个典型瞬态响应过程曲线趋势合理,动态响应各项指标及最终稳定值满足要求;循环水泵关闭导致凝汽器循环水中断的事故情况下,因凝汽器真空过低调节主蒸汽阀门迅速关闭,主蒸汽流量减小同时汽轮机跳闸。

船舶核动力装置二回路故障分析及安全性研究

针对大型民用核动力船舶的安全性问题,应用层次分析方法对民用船舶核动力装置的二回路系统进行故障分析,以此为其运行安全性提供理论依据和技术支撑。通过建立一个基于研究目标的多层次递阶结构模型对民用核动力船舶二回路系统进行故障分析及风险评估,确定对二回路系统影响最大的指标参数。研究结果表明:二回路系统中汽动给水泵系统、电动给水泵系统、主给水流量控制系统和高压给水加热器系统为风险较大的关键因素。