文档介绍：核动力仿真中心
实****报告

2011年6月29日
目录
一、系统仿真技术概述 3
3
3
二、核动力装置运行方案 4
4
4
5
6
三、数据记录表格 7
7
8
四、仿真机运行方案分析 8
五、核动力仿真中心实****感受 11
一、系统仿真技术概述

以相似原理、信息技术、系统理论及其利用领域的专业技术为基础,以计算机和各种物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或假想的系统进行试验研究的一门新兴综合技术。
物理仿真

按照仿真实验中所取的时间标尺(模型时间)与自然时间(原型)时间标尺之间的比例关系
按照参与仿真的模型的种类不同
数学仿真
物理-数学仿真(半物理仿真或半实物仿真)
实时仿真
超实时仿真
欠实时仿真
二、核动力装置运行方案

这种运行方案的特点是冷却剂的平均温度不随装置负荷变化。假设冷却剂流量不变,反应堆具有负温度系数,核蒸汽供应系统采用U形管自然循环蒸汽发生器,则平均温度恒定运行方案下的静态特性如图(1)所示。
T p

Ps
0 25 50 75 100
图(1)装置负荷%
由图中曲线可以看出,随着装置负荷的变化,一回路测冷却剂在反应堆出口和入口的温度呈线性变化,二回路侧的蒸汽温度也近似呈线性规律变化。当装置负荷降低时,蒸汽温度升高,因而蒸汽压力也随之升高。
这种运行方案的主要优点是,反应堆在没有外部控制时,反应堆冷却剂能够自己稳定在某一平均温度,并可自动适应功率的需要。例如,当装置负荷增加时,蒸汽发生器出口冷却剂温度(反应堆入口温度)降低,引起平均温度降低,由于反应堆具有负温度系数,导致堆芯反应性增加,反应堆由临界状态暂时成为超临界状态,输出功率增加,使反应堆出口冷却剂温度(蒸汽发生器入口温度)升高,反应堆又回到临界状态,而冷却剂平均温度则恢复到原来数值。由此可见,假如不考虑燃耗和中毒的效应,在正常运行时可以不需要堆外控制系统,反应堆只依靠负温度系数就可以保持稳定工作。
该方案的另一优点是压力控制系统中的稳压器尺寸可以最小。由于运行过程中保持恒定,一回路冷却剂体积随负荷的波动最小,所以稳压器的体积可小一些。另外,该方案使装置中热应力变化也变小,负荷响应快,负荷波动后恢复到整定值所需要的时间也较少。
这种运行方案的主要缺点是二回路侧蒸汽参数随输出功率变化幅度很大,尤其是在低功率运行时,蒸汽压力较高,要求二回路蒸汽管道、阀门、汽轮机等设备的承压能力较高。船舶核动力装置为满足机动性的要求,工况变化较为频繁,功率变化幅度较大,低负荷下运行的时间也较长,因此这种运行方案的缺点显得更加突出。

这种运行方案的特点是反应堆出口冷却剂温度不随装置负荷变化。在与恒定运行方案相同的假设条件下,核蒸汽供应系统在恒定时的静态特性如图(2)所示。
T p

Ps
0 25 50 75 100
图(2)装置负荷%
由图中曲线可以看出,随着装置负荷的变化,、呈线性变化,也近似呈线性规律变化。随着装置负荷的降低,蒸汽压力和温度相应升高。如果设计工况下的平均温度与恒定运行方案相同,则在此运行方案下可使部分负荷时冷却剂的平均温度提高,二回路侧蒸汽参数随负荷降低而增高,二回路侧蒸汽参数随负荷降低而增高得更快。
核动力装置采用这种运行方案,在整个稳定功率运行范围内反应堆出口温度都保持在某一固定的最大值,不会出现反应堆出口温度超温的情况,可以很好地满足反应堆设计的热工安全准则,同时对材料强度也是有利的。但是,由于变化较大要求稳压器尺寸也较大,而且反应堆必须设置一个外部控制系统,以满足功率水平改变的需要。
这种运行方案的突出问题是二回路侧蒸汽参数随装置负荷的降低升高很快,对二回路蒸汽系统和用气设备的设计、运行要求显著提高。

上述运行方案的共同特点是二回路侧蒸汽压力随装置负荷的改变有较大的变化,这对二回路系统和用气设备的设计、运行和管理都带来一定的困难,因此提出了蒸汽压力不随负荷变化的方案,其静态特性如图(3)所示。
T p

Ps

0 25 50 75 100
图(3) 装置负荷%
由图中曲线可以看到,随着装置负荷的降低,反应堆进、出口温度以及冷却剂平均温度也相应降低。由于二次侧蒸汽参数不变,给