钠冷快堆直流蒸汽发生器建模与仿真研究

为了研究液态金属冷却快堆的运行模式和控制方案,需要对直流蒸汽发生器进行合理的建模仿真,以研究其动态特性。针对某大型钠冷快堆的直流式蒸汽发生器,采用Matlab/Simulink平台,基于三大守恒方程,建立了一种工艺仿真模型,包括稳态计算方法和瞬态计算模型。仿真结果表明,该模型的稳态精度较高,与设计参数的稳态误差在1%以内,且计算速度较快,能够满足控制系统设计的需求。基于该模型,对蒸汽发生器出口蒸汽参数的动态响应特性进行了仿真研究,得到了出口蒸汽和温度随入口钠、水参数阶跃变化的特性曲线,发现在其他条件不变时,直流蒸汽发生器出口蒸汽温度主要受入口钠温度影响,而出口蒸汽压力的主要影响因素为给水流量。在设计控制系统时,应当将钠入口温度作为蒸汽温度的主要调节参数,而将给水流量作为蒸汽压力的主要调节参数。

奥氏体不锈钢钢板晶间腐蚀试验要求对比分析

对比了奥氏体不锈钢钢板在ASTM A262、NB/T 20004和GB/T 4334三个晶间腐蚀试验标准中硫酸-硫酸铜法的要求差异,并从试样制备、敏化热处理制度、腐蚀试验和腐蚀结果评定四个方面进行了对比分析。结果表明:这三个标准间均存在明显差异,之间没有存在必然的代替性。因此不同材料体系中的奥氏体不锈钢钢板在进行晶间腐蚀试验时应按照相应的标准进行。

快堆DAS系统设置分析

反应堆中,多样性驱动系统DAS(Diverse Actuation System)的设计目的是减小设计中的"未能紧急停堆的预期瞬态"和共模故障可能引起的严重事故的概率。为了确定快堆DAS系统设置的必要性,对若干压水堆的典型DAS系统的结构和设计进行了调研,并对其功能和技术特点进行了归纳和对比。根据调研结果,同时分析了相关安全法规的要求,结合快堆自身的特点,得出的结论是:从应对软件共模故障的角度,快堆应设置DAS系统。对此,结合DAS系统的目的、范围和功能要求,得出快堆DAS系统的设计方案,包括DAS系统原理结构框图和建议的DAS系统保护参数,进而为示范快堆DAS系统设计提供参考。

中国实验快堆负荷跟踪能力分析

以中国实验快堆(CEFR)主工艺系统为对象,利用MATLAB/Simulink软件建立仿真模型。在负荷阶跃变化且无调节系统参与的条件下进行仿真计算,研究CEFR及类似工艺的池式钠冷快堆的负荷跟踪能力。分析关键环节在负荷阶跃变化的极端情况下的运行特性,探究此类工艺负荷跟踪运行模式的可行性,为未来大型快堆在运行模式和工艺设计上提供参考。仿真结果表明,CEFR及其类似工艺的池式钠冷快堆负荷跟踪能力有限,其中直流式蒸汽发生器是限制其负荷跟踪能力的最大瓶颈。

钠冷快堆中间回路建模仿真及流量控制研究

针对钠冷快堆中间回路泵、管道、换热器等,采用Matlab/Simulink软件建立了一种仿真模型,对回路的流量和管道换热进行了计算。根据相似理论、泵水力特性曲线及回路压力损失等计算流量。编制了SFAC V1.0程序,该程序的计算结果与实验值符合较好,最大相对误差为5%。将管道划分为不同节段,在各节段上建立能量守恒微分方程组,从而建立了管道换热计算的模型。同时,对钠流量的控制方式进行了设计和改进,对控制参数进行了整定,并对流量需求进行了计算。计算结果表明,该控制方式的控制品质较高。

多模块直流蒸汽发生器给水系统特性分析

为给中国示范快堆给水控制系统的控制方案设计及直流蒸汽发生器结构参数设计提供必要参考依据,本文搭建了多模块直流式蒸汽发生器给水系统的仿真模型,对示范快堆给水系统的静态特性和动态特性进行了仿真研究。分析了蒸发器出口钠温和蒸汽发生器一次侧流量偏差等关键参数对各模块工作状态的影响,并得出了系统可靠工作条件下这些关键参数变化的限值。研究结果表明,为防止蒸发器出口蒸汽过热度不足,保证蒸发器可靠工作,需限制蒸发器出口钠温过低,以及蒸汽发生器一次侧流量相对于平均值过高。

中间热交换器建模仿真研究

对于快堆热工水力和仪控系统设计人员来讲,中间热交换器建模仿真十分重要。本文针对中间热交换器采用Matlab/Simulink软件,建立了一种仿真模型,包括两种稳态计算方法和瞬态计算模型。两种稳态模型分别为"等节距"、"等换热量"方法,两种稳态计算方法得出的结果差别很小,出口温度计算值与实际值差别最大为3K。在各节段上建立能量守恒微分方程组,从而建立了瞬态计算模型。并且,在一回路流量衰减工况下对中间热交换器内部一、二回路温度变化进行了计算,计算结果较好。

基于模糊控制的CEFR给水调节仿真研究

本文介绍了基于模糊控制的中国实验快堆给水调节方案,利用Matlab simulink平台搭建了仿真模块,并借助该平台对给水调节方案进行仿真研究,测试了在不同扰动下模糊控制器的控制效果,将结果与传统的PID控制进行对比,为CEFR给水调节方案提供了建议。

大型钠冷快堆负荷跟踪运行能力分析

为了研究国内某大型钠冷快堆的负荷跟踪运行能力,基于MATLAB/Simulink平台,建立了该钠冷快堆全系统仿真模型,在负荷阶跃且无控制系统介入的极端情况下,分层次考验快堆一、二、三回路系统的负荷跟踪能力。仿真结果表明,该快堆系统的一、二回路能够承受±10%的负荷阶跃,而三回路的负荷跟踪能力不能满足这一指标。在目前工艺设计和关键参数限值条件下,该大型钠冷快堆的负荷跟踪运行能力较差,无法承受±10%的负荷阶跃,在90%额定功率(Pn)功率水平运行时,最多能承受2.9%的负荷阶跃上升,且其采用的直管式直流蒸汽发生器(OTSG)是主要限制因素。

示范快堆给水控制系统仿真研究

针对示范快堆每个环路设置多个直流式蒸汽发生器模块的特点,提出集中控制环路给水流量和单独控制环路内各模块给水流量的控制方案,并搭建了给水控制系统的仿真模型;分别对2种给水控制方案进行仿真研究,分析在2种给水控制方案下各模块蒸发器出口钠温和蒸汽过热度的变化规律。研究结果表明:集中控制环路给水流量的控制方案更有利于保证蒸发器出口蒸汽过热度的安全限值,而单独控制环路内各模块给水流量的控制方案更有利于蒸发器出口钠温的控制。