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螺旋管式直流蒸汽发生器多并联通道两相流动不稳定性研究
1
作者 钱冠华 赵亚楠 +1 位作者 王旭 于涛 《核技术》 北大核心 2025年第2期153-162,共10页
螺旋管式直流蒸汽发生器结构紧凑,传热能力强,适用于铅冷快堆等第四代反应堆。两相流的不稳定性可能导致传热管束的机械振动和热疲劳加重,从而对蒸汽发生器的安全运行构成严重威胁。采用RELAP5/MOD3.4程序对14根螺旋传热管的螺旋管式直... 螺旋管式直流蒸汽发生器结构紧凑,传热能力强,适用于铅冷快堆等第四代反应堆。两相流的不稳定性可能导致传热管束的机械振动和热疲劳加重,从而对蒸汽发生器的安全运行构成严重威胁。采用RELAP5/MOD3.4程序对14根螺旋传热管的螺旋管式直流蒸汽发生器的二次侧进行了建模,并基于时域方法研究了启动过程中的振荡行为以及参数对系统稳定性的影响。结果表明:二次侧流体的压力、质量流量和温度在加热段呈现(n-2,2)模式的密度波振荡,并叠加有流型转变不稳定性。此外,增加入口节流度和系统压力、减少出口节流都有利于提高螺旋管式直流蒸汽发生器的系统稳定性。 展开更多
关键词 螺旋管式直流蒸汽发生器 多并联通道 两相流 流动不稳定性 时域分析
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直流蒸汽发生器参数化降阶建模
2
作者 许依凡 彭敏俊 夏庚磊 《哈尔滨工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期2319-2325,共7页
针对精细化仿真模型在执行热工水力设计优化、敏感性分析等复杂多仿真任务时面临的即时性和实时性挑战,本文利用模型降阶技术,开发了直流蒸汽发生器的快速计算模型。通过本征正交分解方法,对不同一次侧冷却剂入口温度条件下获取的直流... 针对精细化仿真模型在执行热工水力设计优化、敏感性分析等复杂多仿真任务时面临的即时性和实时性挑战,本文利用模型降阶技术,开发了直流蒸汽发生器的快速计算模型。通过本征正交分解方法,对不同一次侧冷却剂入口温度条件下获取的直流蒸汽发生器高维全阶快照进行了有效约简,获得了能准确描述降负荷瞬态过程中直流蒸汽发生器热工水力特性的低维表示;基于双重本征正交分解和三次样条插值方法,构建了适用于参数域内的直流蒸汽发生器降阶建模框架。利用RELAP5程序的模拟结果对参数化降阶模型进行研究,在瞬态工况下可快速预测直流蒸汽发生器主要热工参数的能力。研究表明:降阶模型的预测结果最大相对误差小于1%,计算时间不到RELAP5计算耗时1%,本文方法在计算精度和效率方面具有优势。 展开更多
关键词 双重本征正交分解 本征正交分解 参数化降阶建模 直流蒸汽发生器 模型降阶 快速计算 热工水力 RELAP5
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直流蒸汽发生器核电机组水汽品质控制方法研究
3
作者 张瑞祥 彭立新 +5 位作者 傅建军 叶鸣钧 陈忠民 郝元 李长海 刘锋 《中国核电》 2024年第6期887-892,共6页
高温堆、快堆和小堆属于直流式蒸汽发生器核电机组,这种类型机组在国内发展越来越快,其特点是蒸汽参数高、蒸汽发生器结构特殊、给水水质指标要求严格。机组水汽品质的提升是个系统、长期的工作,本文首先分析了直流式蒸汽发生器机组的特... 高温堆、快堆和小堆属于直流式蒸汽发生器核电机组,这种类型机组在国内发展越来越快,其特点是蒸汽参数高、蒸汽发生器结构特殊、给水水质指标要求严格。机组水汽品质的提升是个系统、长期的工作,本文首先分析了直流式蒸汽发生器机组的特点,然后基于高温堆的一些实践经验从基建期到运行期系统地提出了五项改进水汽品质的方法,对该类型其他机组具有较高的参考借鉴意义。 展开更多
关键词 直流式蒸汽发生器核电机组 二回路 水-汽品质
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套管式直流蒸汽发生器负荷跟随动态特性分析 被引量：6
4
作者 刘建阁 彭敏俊 +2 位作者 张志俭 徐文奇 成守宇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期175-182,共8页
新型核动力装置采用紧凑型的套管式直流蒸汽发生器,根据传热特点,对其热工特性进行了分析。采用主冷却剂平均温度不变和二回路侧蒸汽压力不变的双恒定运行方案及经典PID控制器和负荷跟随运行模式,结合SCDAP/RELAP5/MOD3.4程序,研究了套... 新型核动力装置采用紧凑型的套管式直流蒸汽发生器,根据传热特点,对其热工特性进行了分析。采用主冷却剂平均温度不变和二回路侧蒸汽压力不变的双恒定运行方案及经典PID控制器和负荷跟随运行模式,结合SCDAP/RELAP5/MOD3.4程序,研究了套管式直流蒸汽发生器的动态特性,分析了降负荷时套管式直流蒸汽发生器的动态响应过程。结果表明,通过优化PID控制器参数,对给水流量进行精确控制,可满足蒸汽压力恒定的控制策略,实现双恒定运行方案,使一、二回路的运行达到较好的协调;套管式直流蒸汽发生器升降功率速度快,蒸汽压力稳定,且动态响应时间短。 展开更多
关键词 套管式直流蒸汽发生器 动态特性 负荷跟随 PID控制器 SCDAP/RELAP5/MOD3.4程序
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螺旋管式直流蒸汽发生器的集总参数动态模型 被引量：8
5
作者 李海鹏 黄晓津 张良驹 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期729-733,共5页
基于基本的流体质量、能量和动量守恒原理,建立了10 MW高温气冷堆螺旋管式直流蒸汽发生器的动态数学模型。模型采用了集总参数的建模方法,将蒸汽发生器作为单管模型处理,分为热水段、蒸发段和过热段,且各段间具有可移动的边界。对建立... 基于基本的流体质量、能量和动量守恒原理,建立了10 MW高温气冷堆螺旋管式直流蒸汽发生器的动态数学模型。模型采用了集总参数的建模方法,将蒸汽发生器作为单管模型处理,分为热水段、蒸发段和过热段,且各段间具有可移动的边界。对建立的模型进行了静态和动态仿真,仿真结果表明,所建立的模型是正确和有效的,能够用来进行蒸汽发生器的动态特性仿真。 展开更多
关键词 螺旋管式直流蒸汽发生器 动态模型 集总参数 仿真
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套管式直流蒸汽发生器静态和动态特性的仿真研究 被引量：12
6
作者 张伟 边信黔 夏国清 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期76-80,共5页
套管式直流蒸汽发生器是一种采用双面传热的新型蒸汽发生器。通过假设中心管、环形管外侧与环形通道流体间的热流密度相等,应用集中参数和可移动边界的处理方法,建立了套管式直流蒸汽发生器的数学模型。在建立的数学模型基础上对蒸汽发... 套管式直流蒸汽发生器是一种采用双面传热的新型蒸汽发生器。通过假设中心管、环形管外侧与环形通道流体间的热流密度相等,应用集中参数和可移动边界的处理方法,建立了套管式直流蒸汽发生器的数学模型。在建立的数学模型基础上对蒸汽发生器进行了稳态和动态仿真计算。稳态仿真结果与Babcock&Wilcox的19管直流蒸汽发生器试验结果进行了比较验证,3段(过冷段、蒸发段、过热段)的长度随功率变化的特性符合理论分析,动态仿真结果与热工水力定性机理分析结果相一致。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 动态特性 仿真计算 数学模型
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HTR-PM直流蒸汽发生器的建模与分析 被引量：6
7
作者 刘丹 孙俊 孙玉良 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期995-1001,共7页
球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)采用两座模块式高温气冷堆带一台汽轮发电机组的技术方案,为了开展其运行特性研究,清华大学核能与新能源技术研究院开发了针对HTR-PM的工程模拟机,其中螺旋管式直流蒸汽发生器的模型还需进... 球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)采用两座模块式高温气冷堆带一台汽轮发电机组的技术方案,为了开展其运行特性研究,清华大学核能与新能源技术研究院开发了针对HTR-PM的工程模拟机,其中螺旋管式直流蒸汽发生器的模型还需进一步完善。本文深入分析了螺旋管式直流蒸汽发生器的流动、换热规律,明确了蒸汽发生器一次侧和二次侧的流动与换热模型,通过对稳态工况中分布数据的详细分析,说明了模拟结果的正确性。为适应更多模块的高温气冷堆核电站的运行分析要求,通过网格划分方案的讨论与优化,在保证实时性的前提下,提高了蒸汽发生器中流动与换热模拟的准确性,为下一步采用工程模拟机开展其运行特性研究打下基础。 展开更多
关键词 高温气冷堆 直流蒸汽发生器 模拟机 多模块式反应堆
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基于RELAP5程序的直管式直流蒸汽发生器敏感性分析 被引量：6
8
作者 刘新凯 刘建阁 彭敏俊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1088-1096,共9页
直流蒸汽发生器内二回路侧的工质水经历了复杂的相变过程,流型转变和传热情况比自然循环式蒸汽发生器要复杂。本文以B&W公司的19管直管式直流蒸汽发生器实验装置为研究对象,采用最佳估算程序RELAP5/MOD3.4对其进行建模分析,研究了... 直流蒸汽发生器内二回路侧的工质水经历了复杂的相变过程,流型转变和传热情况比自然循环式蒸汽发生器要复杂。本文以B&W公司的19管直管式直流蒸汽发生器实验装置为研究对象,采用最佳估算程序RELAP5/MOD3.4对其进行建模分析,研究了节点划分个数、计算时间步长、不同算法和分析方法对计算结果的影响,研究了系统程序RELAP5在分析存在有剧烈相变问题时需注意的不确定性因素。结果表明:应适当增加控制体的划分个数、降低计算时间步长;注意两相流模型的选择使用;注意两种算法的使用场合;同时应选择多通道的分析方法。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 RELAP5/MOD3.4程序 相变
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T-S型模糊神经方法在直流蒸汽发生器给水控制中的应用研究 被引量：3
9
作者 陈智 廖龙涛 +1 位作者 刘立新 李伟 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期20-23,33,共5页
针对直流蒸汽发生器(OTSG)二次侧水容积小、蓄热能力低,且在功率变化过程中,其给水流量和反应堆的功率应迅速匹配以保证OTSG二次侧蒸汽品质的问题,将T-S型神经模糊控制原理引入到OTSG的给水控制系统中,设计一种基于数值仿真输入输出数据... 针对直流蒸汽发生器(OTSG)二次侧水容积小、蓄热能力低,且在功率变化过程中,其给水流量和反应堆的功率应迅速匹配以保证OTSG二次侧蒸汽品质的问题,将T-S型神经模糊控制原理引入到OTSG的给水控制系统中,设计一种基于数值仿真输入输出数据的T-S型神经模糊控制器,并对其控制结果进行仿真验证。结果表明,该控制方式可以取得更好的控制效果,且满足各工况下的控制需求。 展开更多
关键词 模糊神经控制 直流蒸汽发生器 给水控制
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直流蒸汽发生器的流动不稳定性分析 被引量：2
10
作者 侯素霞 赵福宇 +1 位作者 刘成 邰云 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期43-47,共5页
以蒸汽发生器为研究对象,采用频域控制理论分析并联多通道流动不稳定性的发生机理。建立直流蒸汽发生器的传热和流动数学模型,利用线性微扰原理和Laplace变换推导出闭环系统的特征方程,结合Nyquist稳定性定理判断系统的稳定性。在此基础... 以蒸汽发生器为研究对象,采用频域控制理论分析并联多通道流动不稳定性的发生机理。建立直流蒸汽发生器的传热和流动数学模型,利用线性微扰原理和Laplace变换推导出闭环系统的特征方程,结合Nyquist稳定性定理判断系统的稳定性。在此基础上,编制了计算机程序对蒸汽发生器的稳定性进行分析。结果表明:系统的稳定性和通道数目有一定关系;随着入口阻力因数的增大,系统的稳定性提高;随着运行负荷的降低,系统的稳定性逐渐降低。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 两相流 不稳定性 频域法
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直流蒸汽发生器给水控制半实物仿真系统 被引量：2
11
作者 孙建华 汪伟 +1 位作者 赵福宇 张晓辉 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期121-124,128,共5页
采用直流蒸汽发生器的核动力装置是一个多变量耦合的复杂被控对象,为了对其给水控制系统进行研究,设计了一个直流蒸汽发生器给水控制半实物闭环仿真系统。该系统由实时仿真系统、给水控制系统物理设备和仿真过程管理系统组成。给水控制... 采用直流蒸汽发生器的核动力装置是一个多变量耦合的复杂被控对象,为了对其给水控制系统进行研究,设计了一个直流蒸汽发生器给水控制半实物闭环仿真系统。该系统由实时仿真系统、给水控制系统物理设备和仿真过程管理系统组成。给水控制系统物理设备采集实时仿真系统提供的参数信号,并输出控制信号至电动执行机构。半实物闭环控制仿真试验表明,该仿真系统具有较好负荷跟踪能力,可为实际直流蒸汽发生器控制系统的设计及运行提供技术指导。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 给水控制系统 仿真
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套管式直流蒸汽发生器动态特性仿真研究 被引量：6
12
作者 张伟 边信黔 夏国清 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期103-107,共5页
套管式直流蒸汽发生器是一种采用双面传热的新型蒸汽发生器。在中心管和环管外侧与环形通道流体间热流密度相等的假设基础上,合理选择集中参数并应用可动边界的处理方法对套管式直流蒸汽发生器传热管进行了动态仿真。仿真结果与热工水... 套管式直流蒸汽发生器是一种采用双面传热的新型蒸汽发生器。在中心管和环管外侧与环形通道流体间热流密度相等的假设基础上,合理选择集中参数并应用可动边界的处理方法对套管式直流蒸汽发生器传热管进行了动态仿真。仿真结果与热工水力定性机理分析结果及相关的试验结果相符,从而验证了仿真方法是有效的。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 动态特性 仿真计算
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螺旋管式直流蒸汽发生器的准稳态数学模型 被引量：3
13
作者 叶金亮 周杨平 +1 位作者 陈晓明 方成跃 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期135-140,共6页
为了满足模拟机实时仿真核电站一、二回路工况的需要,根据流体的质量、动量和能量守恒原理,建立了适合模拟机要求的螺旋管式直流蒸汽发生器的准稳态数学模型。该模型将蒸汽发生器作为单管模型处理,并根据水的状态将蒸汽发生器分为单相... 为了满足模拟机实时仿真核电站一、二回路工况的需要,根据流体的质量、动量和能量守恒原理,建立了适合模拟机要求的螺旋管式直流蒸汽发生器的准稳态数学模型。该模型将蒸汽发生器作为单管模型处理,并根据水的状态将蒸汽发生器分为单相水段、两相段和过热段三大段,每大段又细分若干小段。该数学模型方程采用变步长四阶龙格库塔法联立求解一、二次侧主要热工参数。对典型工况的稳态仿真计算和研究分析表明,该模型是正确的。 展开更多
关键词 螺旋管式直流蒸汽发生器 热工水利分析 变步长龙格库塔法
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HTR-10螺旋管式直流蒸汽发生器的动态数学模型 被引量：2
14
作者 黄晓津 冯元琨 郭人俊 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第1期96-99,93,共5页
为满足 10MW高温气冷堆 (HTR 10 )控制系统分析设计的需要 ,分析了HTR 10螺旋管式直流蒸汽发生器内两相流动和传热的实际过程 ,根据建模的要求和可能获得的结构数据 ,选择四方程漂移模型来描述螺旋管内两相流现象 ;经过仿真试算与实验总... 为满足 10MW高温气冷堆 (HTR 10 )控制系统分析设计的需要 ,分析了HTR 10螺旋管式直流蒸汽发生器内两相流动和传热的实际过程 ,根据建模的要求和可能获得的结构数据 ,选择四方程漂移模型来描述螺旋管内两相流现象 ;经过仿真试算与实验总结 ,确定了模型中关键的结构关系式和传热工况的判断逻辑 ,以此为基础 ,建立了可反映直流蒸汽发生器在正常功率运行范围内动态特性的动态数学模型。通过对典型工况的动静态仿真计算和研究分析 ,表明所得的结果与理论定性分析和实验吻合 ,从而证明了该模型的正确性。 展开更多
关键词 动态数学模型 螺旋管式 直流蒸汽发生器 漂移模型 高温气冷反应堆
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基于模糊神经网络的直流蒸汽发生器压力协调控制 被引量：4
15
作者 夏国清 艾明 张伟 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期266-271,共6页
针对直流蒸汽发生器水容积小,蓄热能力小,数学模型具有不确定性和非线性,在负荷变化或受到扰动的动态过程中出口蒸汽的压力难于控制的特点,引入了协调控制思想,将蒸汽发生器出口蒸汽流量与给水流量引入到控制系统,将模糊神经网络应用到... 针对直流蒸汽发生器水容积小,蓄热能力小,数学模型具有不确定性和非线性,在负荷变化或受到扰动的动态过程中出口蒸汽的压力难于控制的特点,引入了协调控制思想,将蒸汽发生器出口蒸汽流量与给水流量引入到控制系统,将模糊神经网络应用到直流蒸汽发生器出口压力的控制中,在线调整神经网络的权值,在此基础上设计了基于模糊神经网络的直流蒸汽发生器压力协调控制器。仿真结果表明,该控制较PID控制具有更小的超调量和调整时间,对实际控制系统设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 模糊控制 神经网络
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直流蒸汽发生器全范围流动与传热数值模拟 被引量：1
16
作者 史建新 孙宝芝 +2 位作者 于翔 赵颍杰 刘尚华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期425-431,共7页
以B&W公司实际运行的直流蒸汽发生器为原型,采用两流体三流场数学模型数值模拟直流蒸汽发生器二次侧单相液对流换热区、核态沸腾区、蒸干后区域、过热区(即全范围)的流动沸腾换热现象。结果表明:本文采用的模型可较好地预测直流蒸... 以B&W公司实际运行的直流蒸汽发生器为原型,采用两流体三流场数学模型数值模拟直流蒸汽发生器二次侧单相液对流换热区、核态沸腾区、蒸干后区域、过热区(即全范围)的流动沸腾换热现象。结果表明:本文采用的模型可较好地预测直流蒸汽发生器全范围的流动与传热特性,数值模拟结果与运行数据符合较好;蒸干后质量含汽率低于热平衡质量含汽率,结合壁温变化趋势表明直流蒸汽发生器运行过程中蒸干后区域存在一定程度的热力非平衡;随着流动换热的发展,表面传热系数迅速上升,蒸干的发生导致传热性能急剧下降,在蒸干后区域及过热蒸汽区表面传热系数缓慢上升。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 两相流 蒸干 流动传热 全范围
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新型直流蒸汽发生器的动态特性仿真研究 被引量：4
17
作者 孙锋 夏国清 孙佳丽 《应用科技》 CAS 2005年第8期49-52,共4页
新型直流蒸汽发生器采用双面传热的双层套管结构,一次侧的单相流体分别在内、外侧强迫流动,二次侧经过相变的流体逆向强迫流动,根据这些特点,对其进行热工和水力分析,采用集中参数处理方法和可移动边界法,建立了直流蒸汽发生器的数学模... 新型直流蒸汽发生器采用双面传热的双层套管结构,一次侧的单相流体分别在内、外侧强迫流动,二次侧经过相变的流体逆向强迫流动,根据这些特点,对其进行热工和水力分析,采用集中参数处理方法和可移动边界法,建立了直流蒸汽发生器的数学模型和仿真系统.仿真结果表明,所建立的数学模型能够反映直流蒸汽发生器的动态特性. 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 集中参数 可移动边界 动态特性 仿真
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直流蒸汽发生器换热特性优化
18
作者 魏新宇 戴春辉 赵福宇 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期119-124,共6页
介绍一种双面换热的套管式直流蒸汽发生器,分析该蒸汽发生器一次侧流量的分配比对强化换热的影响,采用非线性优化方法对流量分配比进行优化。在给定的工况下得到最优分配比,并提出实现该最优分配的方法:在内管的入口处加装节流圈。
关键词 直流蒸汽发生器 流量分配 最优化 节流圈
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基于增广双线型模型的直流蒸汽发生器的稳定性分析
19
作者 邰云 侯素霞 赵福宇 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期95-98,103,共5页
为了得到更精确的系统特性,在已有直流蒸汽发生器(OTSG)的系统模型方程基础上,用增广双线性模型来逼近非线性系统,并结合稳态计算的低功率情况下的参数,用Lyapunov理论对非线性系统做稳定性分析。结果表明,在功率一定时,系统随着压力损... 为了得到更精确的系统特性,在已有直流蒸汽发生器(OTSG)的系统模型方程基础上,用增广双线性模型来逼近非线性系统,并结合稳态计算的低功率情况下的参数,用Lyapunov理论对非线性系统做稳定性分析。结果表明,在功率一定时,系统随着压力损失系数的减小而趋于不稳定;随着功率的提升,预热段长度增加,系统不易发生密度波不稳定性问题。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 增广双线性系统 非线性系统 稳定性
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直流蒸汽发生器启动系统动态特性仿真
20
作者 孔夏明 王苇 +2 位作者 孟海波 李勇 刘现星 《舰船科学技术》 北大核心 2013年第10期56-59,共4页
以核动力商船直流蒸汽发生器结构及其启动系统为研究对象,利用REMARK堆芯物理计算程序和JTOPMERET热工水力软件,建立包含反应堆一回路系统在内的直流蒸汽发生器启动系统仿真模型,在SIMEEXC仿真平台上运行,分别对直流蒸汽发生器湿式和干... 以核动力商船直流蒸汽发生器结构及其启动系统为研究对象,利用REMARK堆芯物理计算程序和JTOPMERET热工水力软件,建立包含反应堆一回路系统在内的直流蒸汽发生器启动系统仿真模型,在SIMEEXC仿真平台上运行,分别对直流蒸汽发生器湿式和干式2种启动系统的运行特性进行动态仿真,对比分析2种启动方式对核动力装置启动运行特性的影响。结果表明:2种启动方式均可使直流蒸汽发生器成功启动运行;湿式启动过程相对简单,控制较易实现;干式启动对直流蒸汽发生器热冲击较大,运行参数变化较大,控制较复杂。 展开更多
关键词 直流蒸汽发生器 启动 动态仿真
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