核動力裝置化學(xué)與容積控制系統(tǒng)動態(tài)特性仿真研究.pdf

1、⑧論文作者簽名：醢指導(dǎo)教師簽名論文評閱人l：評閱人2：評閱人3：評閱人4：評閱人5：答辯委員會主席：委員l：委員2：委員3：委員4：委員5：浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文核動力裝置化學(xué)與容積控制系統(tǒng)動態(tài)特性仿真研究摘要化學(xué)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(xué)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

2、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

3、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)點壓力作為己知值代入節(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VisualBasic平臺實現(xiàn)軟件界面，數(shù)據(jù)交互模塊編寫，并利用MAT

4、LAB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(xué)模型的精確性。其次，對化容系統(tǒng)在多種瞬態(tài)和故