[发明专利]一种蒸汽发生器二回路工质循环倍率估计方法

说明书

本发明提供了一种蒸汽发生器二回路工质的循环倍率估计方法，具体步骤是：获取给定时刻下蒸汽发生器的实时运行数据；计算一回路冷却剂与倒U型管金属壁之间的传热系数以及倒U型管金属壁与二回路工质之间的传热系数；建立下降通道模型，得到当前时刻下降通道底部出口液相工质的质量流量、温度及压力；建立一回路冷却剂模型，得到倒U型管金属壁的温度分布；建立上升通道模型，得到当前时刻沿倒U型管高度的二回路工质的流速、温度、压力分布；建立汽水分离器模型，计算得到汽水分离器出口液相工质，即再循环水的质量流量；结合给水质量流量计算得到当前时刻二回路工质的循环倍率。

技术领域

本发明给出了一种机理建模与DCS(运行机组现场分布式控制系统)实时测量数据相结合的核电蒸汽发生器二回路工质循环倍率估计(辨识)方法，属于核电站运行优化控制技术领域。

背景技术

立式自然循环蒸汽发生器是核动力装置的主要设备之一，它主要由一回路水室、管板、U型管束、汽水分离器和简体构成。它既是一回路设备，又是二回路设备，被称为核电站一、二回路之间的枢纽。在核反应堆中，核裂变产生的热量由一回路冷却剂带出，通过蒸汽发生器倒U型管将热量传递给二回路工质，使过冷状态水转变成饱和蒸汽。饱和蒸汽再流入汽轮机中做功，通过同轴发电机转换为电能。

蒸汽发生器循环倍率是蒸汽发生器实时仿真不可或缺的变量。在蒸汽发生器设计阶段，循环倍率有其设计值，然而在机组运行过程中，真实的循环倍率是否与设计值一致无从知晓，因为再循环水质量流量无实测值。

经过对现有技术检索后发现，授权公告号为CN201810835620.5，授权公告日为2019年1月25日的中国发明专利《压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法及系统》，提出了一种压水堆核电站立式蒸汽发生器循环倍率的测量方法，包括：在机组二回路中注入适量的示踪剂，使所述示踪剂沿着所述机组二回路循环流动；所述机组二回路是由蒸汽发生器、汽轮机、凝结水系统和给水系统构成的回路；在循环稳定后，分别测量所述蒸汽发生器的上部、下部和给水入口处的示踪剂浓度；根据测量的示踪剂浓度，计算获得所述蒸汽发生器的循环倍率。该专利主要贡献在于实现了蒸汽发生器内工质稳态循环倍率的计算，但不能用于解决蒸汽发生器二回路工质循环倍率的动态、实时计算问题。

综上，现有公开报道均未涉及核电蒸汽发生器二回路工质循环倍率实时估计问题，这一空缺有待填补。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种核蒸汽发生器二回路工质循环倍率估计方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种蒸汽发生器二回路工质循环倍率估计方法，包括：

获取给定时刻下蒸汽发生器的实时运行数据；

将蒸汽发生器划分为热段、冷段和汽水分离器，其中热段和冷段又分别划分为下降通道和上升通道：下降通道是指外壳与内部套筒之间工质流经的空间，工质向下流动；上升通道是指内部套筒与倒U型管壁之间工质流经的空间，工质向上流动；

利用获取的蒸汽发生器的实时运行数据，建立下降通道模型，得到当前时刻下降通道底部出口液相工质的温度、压力及质量流量；

利用获取的蒸汽发生器的实时运行数据，计算一回路冷却剂与倒U型管金属壁之间传热系数以及倒U型管金属壁与二回路工质之间的传热系数；

利用获取的蒸汽发生器的实时运行数据，建立一回路冷却剂模型，得到倒U型管金属壁的温度分布；

利用获取的蒸汽发生器的实时运行数据以及得到的下降通道底部出口液相工质的流量、温度、压力，计算上升通道模型，得到当前时刻沿倒U型管高度的二回路工质的流速、温度以及压力分布；