[发明专利]核电厂冷凝器沿工质流动方向的参数分布建模仿真方法

说明书

本发明提供的是一种核电厂冷凝器沿工质流动方向的参数分布建模仿真方法。根据实际冷凝器结构参数、初始参数，确定针对冷凝器沿工质流动方向的输入参数；根据实际冷凝器结构及内部流动换热过程、实际物理边界，对冷凝器仿真模型进行区域划分；通过核电厂冷凝器的沿工质流动方向平均参数仿真计算模型和积分处理计算模型；建立冷凝器沿工质方向参数分布仿真计算模型并进行仿真计算；输出计算参数，获取冷凝器沿工质流动方向的任意参数分布及其随时间的动态变化。本发明并不依赖任何具体的核电厂冷凝器的具体种类、设备形式、参数数值，能够针对一般情况下各种核电厂冷凝器设备进行建模并仿真，具有良好的适用范围和通用性。

技术领域

本发明涉及的是一种能够对核电厂冷凝器进行建模仿真方法。

背景技术

核电厂冷凝器是二回路汽水循环系统中的重要组成部分。冷凝器用于接收来自汽轮机的排汽，将排汽进行冷却凝结，经过给水加热器、除氧器多次加热之后进入蒸汽发生器。核电厂冷凝器作为二回路系统的冷源，对核电厂运行有着重要的作用，冷凝器的运行状态将会显著影响到核电厂的发电效率。核电厂冷凝器内部物理过程较为复杂，一般对于核电厂冷凝器的仿真建模研究往往都是采用集总参数法或控制体划分的形式进行计算研究，这些位置和控制体的划分往往是固定的，导致有时难以获得所需要位置或者任意内部位置的参数。同时，在这些仿真模型中，由于固定的位置和控制体划分形式，往往只能计算冷凝器特定位置的参数，无法反映出冷凝器内部整体参数分布特性的情况。对于不同型号、参数可能存在变化的核电厂冷凝器，一般而言所建立的仿真模型通用性较差，无法在进行简单的修改之后用于不同的冷凝器设备，往往都需要重新进行建模并仿真，从而会影响建模仿真的效率，延长建模仿真周期，对于核电厂整体系统建模与仿真也会造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的适用范围和通用性的核电厂冷凝器沿工质流动方向的参数分布建模仿真方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤一：根据实际冷凝器结构参数、初始参数，确定针对冷凝器沿工质流动方向的输入参数；

步骤二：根据实际冷凝器结构及内部流动换热过程、实际物理边界，对冷凝器仿真模型进行区域划分；通过核电厂冷凝器的沿工质流动方向平均参数仿真计算模型和积分处理计算模型；建立冷凝器沿工质方向参数分布仿真计算模型并进行仿真计算；

步骤三：输出计算参数，获取冷凝器沿工质流动方向的任意参数分布及其随时间的动态变化。

本发明还可以包括：

1.冷凝器结构参数主要包括：

冷凝器整体尺寸参数：冷凝器高度、冷凝器宽度、冷凝器长度，内部管束尺寸参数：换热管直径、换热管长度、换热管束高度、换热管间距、换热面积，热阱尺寸参数：热阱高度、热阱体积；

冷凝器初始参数包括：汽轮机排汽压力、汽轮机排汽干度、汽轮机排汽焓值、汽轮机排汽流量、冷却水进口温度、冷却水进口焓值、冷却水流量；

所述确定针对冷凝器沿工质流动方向的输入参数是指：冷凝器整体尺寸参数和冷凝器初始参数同时作为冷凝器仿真模型的边界参数，通过在仿真过程中改变冷凝器边界参数，实现冷凝器动态参数计算，作为核电厂沿工质流动方向的参数分布建模仿真的输入。

2.所述的根据实际冷凝器结构及内部流动换热过程、实际物理边界，对冷凝器仿真模型进行区域划分具体包括：

具体划分为壳侧蒸汽凝结区、管侧冷却水区和热阱区，仿真模型中这三个区域都与实际核电厂冷凝器设备中的一部分区域相对应，每个区域的流动换热计算过程都与其他区域有所不同，在壳侧蒸汽凝结区和管侧冷却水区分别根据需求选择若干参数计算位置，在热阱区以热阱液位位置为参数计算位置。

3.所述通过核电厂冷凝器的沿工质流动方向平均参数仿真计算模型和积分处理计算模型，具体为：