[发明专利]一种基于结构的核电厂高压给水加热器精细化仿真方法

说明书

本发明提供的是一种基于结构的核电厂高压给水加热器精细化仿真方法。将核电厂高压给水加热器根据实际物理结构划分为8个子模型区域，对其中的蒸汽凝结区和疏水冷却区两个区域根据实际的管排及隔板形式进行更加详细的划分，划分为若干节块，根据节块内的传热与流动特性，分别建立其该区域的仿真子模块程序，结合模型输入参数及其校核、反馈与修正，通过主程序进行组合和调度，生成相应的计算序列和调用序列，由此构建基于结构的核电厂高压给水加热器精细化仿真模型。本发明不需要依赖任何具体的核电厂高压给水加热器设备具体参数，能够适用于一般情况下各种参数及形式的核电厂高压给水加热器设备，具有良好的通用性。

技术领域

本发明涉及的是一种基于实际物理结构的仿真方法，具体地说是一种压水堆核电厂二回路系统中的高压给水加热器的仿真方法。

背景技术

核电厂高压给水加热器是二回路系统的重要组成部分。通过汽轮机排出的饱和蒸汽对给水加热器的给水进行加热。给水加热器的存在使得核电厂的效率得到提高。核电厂中常用的加热器为管壳式双流程给水加热器。高压给水加热器结构较为复杂，其壳侧存在湿饱和蒸汽，存在两相流动与传热的情况，管侧为单相不饱和水。一般对于核电厂给水加热器的仿真建模研究往往都是采用集总参数法进行研究，对给水加热器区域划分较少，各区域内参数统一进行计算，对于给水加热器传热管将管束简化为一根管进行建模仿真，使得计算的精确度难以得到保证。在这种仿真模型中，往往只计算所需要位置的参数，对于给水加热器中其他位置的参数都进行简化，无法反映出给水加热器整体的参数分布情况。而且往往需要针对不同形式、不同类别、不同参数的核电厂高压给水加热器进行分别仿真，所建立的仿真模型的通用性较差，难以在进行修改之后应用于不同的设备对象，大部分情况都需要重新建立仿真模型。

因此，有必要提供一种基于结构的核电厂高压给水加热器精细化仿真方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效提高核电厂高压给水加热器的设计研发效率，具有良好的通用性的基于结构的核电厂高压给水加热器精细化仿真方法。

本发明的目的是这样实现的：

根据核电厂高压给水加热器实际物理结构，将所对应的核电厂高压给水加热器仿真模型进行区域划分，划分为蒸汽凝结区、疏水冷却区、凝结水区、蒸汽进口区、疏水出口区、进口水室、出口水室和弯管区；

蒸汽凝结区和疏水冷却区根据实际的管排层数以及实际的隔板、挡板数目进行更细致的划分，具体包括：纵向以两层管排的中间位置为划分边界，横向以隔板、挡板为划分边界，对蒸汽凝结区和疏水冷却区进行更加细致的划分；

对蒸汽凝结区和疏水冷却区的节块分别、同时进行传热流动计算，具体包括：所划分的蒸汽凝结区域的节块中同时包含了壳侧蒸汽凝结计算、金属管壁传热计算、管侧单相流动换热计算；疏水冷却区域的节块中同时包含了壳侧单相流动换热计算、金属管壁换热计算、管侧单相流动换热计算；

蒸汽进口区、疏水出口区、进口水室、出口水室、弯管区根据实际核电厂高压给水加热器物理结构，各自形成一个区域，每个区域都包含了各自相关的流动阻力计算；

各个区域根据其划分形式和计算关系，分别形成区域计算子模块，每个区域计算子模块都能够反映该区域的传热流动特性与计算关系，在进行仿真计算时通过主程序进行调度，通过内部接口关系进行模块之间参数传递；

通过仿真前处理，对输入参数进行热平衡预计算并校核、反馈及修正；

通过输入参数形成指定格式输入文件，以通过主程序进行调用及生成；

所构建的高压给水加热器精细化仿真模型，通过主程序进行对各个区域子程序的调度，按照计算序列，进行仿真计算。