[发明专利]一种核电机组外特性分析方法

说明书

本发明公开了一种核电机组外特性分析方法，涉及核电机组特性分析技术领域。所述核电机组外特性分析方法，从发电原理、主蒸汽参数、机组结构、运行方式和故障特性等方面对核电机组的特性以及与火电机组的差异性进行分析，并在此基础上基于PSASP建立压水堆核电机组仿真模型，对核电机组的动态特性进行仿真分析，为核电机组外特性的分析提供了有效的分析手段，并能通过仿真试验验证。

技术领域

本发明属于核电机组特性分析技术领域，尤其涉及一种核电机组外特性分析方法。

背景技术

我国的核电事业在近几年发展迅速，核电占全国发电装机容量的比重已经从2009年的1.04％上升到2018年的3.94％，预计2020年将达到5％左右。越来越多的核电机组开始参与调峰，具备一定的负荷跟踪的能力，投入电网运行后表现出与火电机组较为相似的特性。在电网的整体分析过程中，为了更好地保护机组安全和维持系统稳定，应更多地关注核电机组给电网带来的影响，也就是核电机组的外特性。相比于传统火电，核电的优势在于能量密度较高，燃料消耗较少，发电成本较低，而由于核电的单机容量较大，其原料具有特殊性，对安全性有较高的要求，其建设成本高于火电。但在结构和原理方面，核电机组与火电机组有较多相似之处。相比于核电，我国在火电的运维、管理方面的经验更为充足，对于火电机组特性的了解更加完善。

目前对于核电与火电都已有相关的研究。吴萍等提出的第三代核电堆型AP1000运行特点及堆芯仿真研究、刘庆等提出的适用于电网稳定分析的大容量核电机组建模、葛斌等提出的核电机组二回路建模与动态仿真以及张学成提出的用于电力系统动态模拟的压水堆核电站数学模型，均是基于核电机组的运行原理，对大型核电机组进行仿真建模。周修铭等提出的适用于分析大扰动下机网相互影响的压水堆核电站数学模型研究和吴国旸等提出的大型压水堆核电机组建模研究通过将核电机组模型接入电网，对核电机组的机网特性进行了仿真研究。祝俊耀提出的核电汽轮机和火电汽轮机的比较和杨晓辉等提出的核电汽轮机与火电汽轮机比较分析阐述了核电汽轮机与火电汽轮机在参数设计、系统构成上的区别，定性地对核电与火电机组进行对比，但没有进行实验验证，对比过程缺少数据支持。目前尚无文献对核电机组的外特性进行定量的分析。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种核电机组外特性分析方法。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种核电机组外特性分析方法，包括以下几个步骤：

步骤1：核电机组的外特性分析；

从发电原理、主蒸汽参数、机组结构、运行方式和故障特性方面分析核电机组的特性，以及核电机组与火电机组所存在的差异；

步骤2：核电机组的建模；

基于所述步骤1的外特性分析，将实际核电机组的动力学、热力学过程量化后，经过一系列的简化得到通用的压水堆核电机组仿真模型，具体的压水堆核电机组仿真模型包括堆芯燃料和冷却剂热量传递模型、热线温度模型、冷线温度模型、蒸汽发生器模型、中子动态模型、反应堆功率控制系统、一回路平均温度模型、调速器模型以及汽轮机模型；

步骤3：仿真试验分析外特性；

基于电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP)建立所述步骤2的压水堆核电机组仿真模型，并将压水堆核电机组仿真模型接入电网中，对核电机组的动态特性进行仿真试验，并对试验结果进行分析。

进一步的，所述步骤1中，核电机组与火电机组在发电原理上的差异主要是由核电机组的一回路与火电机组的锅炉之间的差异性所导致的。

进一步的，所述步骤1中，核电机组的主蒸汽参数主要包括进入汽轮机做功蒸汽的压力与湿度。

进一步的，所述步骤1中，核电机组与火电机组在运行方式上的差异在于机组运行过程中主蒸汽压力是否保持恒定。