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核电站蒸汽发生器的建模及仿真张腾，等 核电站蒸汽发生器的建模及仿真 of inNuclear andSimulationsteam PowerPlant Modeling generator 张 腾 张海霞 祁小兵 (华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003) [摘要] 针对立式u型自然循环蒸汽发生器进行建模与仿真研究。采用集总参数法，依据均相模 型的基本假设。给出了各个部分的数学模型。基于STAR-90仿真支撑系统得到系统的仿真模型，并进行 实时动态仿真实验，验证了此系统模块化模型的合理性。 [关键词] 蒸汽发生器；核电；仿真 [中图分类号]TL4$ [文献标识码] A 机运转产电。其一、二同路流程图如图1所示。 引言 我国国民经济的快速发展拉动了能源需求的 快速增长，世界能源组织给出的必威体育精装版报告的结 论¨]：“核能是唯一可替代煤、石油、天然气等燃 碳物质，并可满足作为电力基本要求的能源”。 我国核电技术的发展方针是“积极推进核电 建设”，并且已自主实现了60万千瓦压水堆机组 设计国产化，基本掌握了百万千瓦压水堆核电厂 的设计能力，自主研发了CNPl000以及改进了法 图1核电站工质流程图 国的M310技术。国家的长期科技发展规划为重点 2蒸汽发生器的工作原理和流程 开发第三代核电技术，积极跟踪第四代技术，掌 握较多的设计资料，积累大型核电站的工程建设 一回路的载热剂从蒸汽发生器的底部进入人 和项目管理经验，提高国产化的能力。 口水室，然后流经传热管并将热量通过传热管传 蒸汽发生器是核电站核岛的核心装置，它的 递给二回路工质。传热管即u形管的传热特性决 性能直接影响到整个核电站的安全与经济运行。 定了整个蒸汽发生器的传热特性，是蒸汽发生器 本文采用集总参数法建立立式u型管蒸汽发 的核心组件。二回路的水从蒸汽发生器上部给水 接管流入蒸汽发生器，沿管体流到底部，再折回 生器模型，在STAR．90仿真支撑平台上构建其仿 真模型。 从管体中部流回上部。在这个过程中二回路工质 通过u形管壁吸收一回路载热剂的热量产生蒸汽， 1压水堆核电站蒸汽产生机理 以汽水混合物的形式流入蒸汽发生器上部的汽水 在压水堆核电机组中反应堆产生的热量由一 分离器。汽水混合物经过两级汽水分离器，分离 回路载热剂携带通过蒸汽发生器与二回路循环水 出蒸汽。此时蒸汽湿度低于0．25％，再经过干燥 对流传热，以此来产生蒸汽。汽轮机则是通过将 器干燥，成为主蒸汽流出蒸汽发生器去推动汽轮 蒸汽所携带的热能转化为机械能，进而转化成电 机做功。汽水分离器分离出的水流回给水接管处 能，因此，蒸汽质量的好坏，直接影响汽轮机的 继续加热。 运行及安全状况。在压水堆核电站中，蒸汽发生 3蒸汽发生器的数学模型 器的U型管作为换热介质，将载热剂携带的热量 传递给二回路工质，最终产生饱和蒸汽带动汽轮 根据蒸汽发生器的工作特性宜采用分段集总