申请/专利权人：东南大学

申请日：2023-07-19

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN116842752B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/15

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.10.24#实质审查的生效;2023.10.03#公开

摘要：一种压水堆核动力装置系统级简化非线性建模方法：1核能在核反应堆中的产生及其向热能的转换；2核动力装置一、二回路间的能量交换；3二回路中饱和蒸汽在汽轮机系统膨胀做工。本发明将一回路冷却剂平均温度和汽轮机功率确定为模型的输出变量，将堆芯控制棒有效长度和汽轮机调节阀阀门开度确定为模型的输入变量，其由机理分析确定，模型框架基于各过程的守恒方程得到；模型参数基于压水堆核动力系统大范围运行数据由分析、推导、拟合和非线性最小二乘法辨识确定。本发明在保证模型结构简单的前提下，能够全面捕捉压水堆核动力装置系统级的运行特征及其在大范围运行条件下的非线性特性，可满足压水堆核动力装置系统级特性分析及协调控制设计需求。

主权项：1.一种压水堆核动力装置系统级简化非线性建模方法，其特征在于：包括：1将压水堆核动力装置实际运行过程简化为3个过程：一回路中核能的产生与转换、蒸汽发生器中一、二回路侧的能量交换、饱和蒸汽在汽轮机系统膨胀做工；2提取能够表征压水堆核动力装置过程的核反应堆功率、堆芯燃料温度、一回路冷却剂平均温度、蒸汽发生器蒸汽压力及汽轮机功率为关键要素；选取核反应堆功率、堆芯燃料温度、一回路冷却剂平均温度、二回路蒸汽压力为模型的状态变量，选取一回路冷却剂平均温度和汽轮机功率为模型的输出变量，选取堆芯控制棒有效长度和汽轮机调节阀阀门开度为模型的输入变量；3基于各过程的守恒原理和机理分析确定模型框架；压水堆核动力装置系统级简化非线性模型为： Wst＝f5Gst·Gsthg-Gfwhfw-Qchc2Tsg＝f2psg3hg＝f3psg4Gst＝f4RV·psg5Qchc＝f6Gst6hfw＝f7Gst7模型包含2个输入变量、4个状态变量及2个输出变量： 其中，u表示输入向量，包含控制棒有效长度L单位为Bu、汽轮机调节阀阀门开度RV单位为％；x表示状态向量，包含核反应堆功率Wrp单位为kW、堆芯燃料温度Trf单位为℃、一回路冷却剂平均温度Tave单位为℃、蒸汽发生器蒸汽压力psg单位为bar；y为输出向量，包含一回路冷却剂平均温度Tave单位为℃、汽轮机功率Wst单位为kW；rouL表示控制棒的感生反应性；αrf表示堆芯燃料温度对堆芯反应性的负反馈系数；αave表示一回路冷却剂平均温度对堆芯反应性的负反馈系数；ΔTrf表示堆芯燃料温度变化单位为℃；ΔTave表示一回路冷却剂平均温度变化单位为℃；kAfc表示堆芯燃料与一回路冷却剂间的换热作用单位为kWK；kAsgh表示蒸汽发生器一、二回路间的换热作用单位为kWK；Tsg表示蒸汽发生器二次侧蒸汽饱和温度单位为℃；psg表示蒸汽发生器内蒸汽压力单位为bar；Gfw表示给水流量单位为kgs；hfw表示给水比焓单位为kJkg；Gsg表示蒸汽发生器蒸汽流量单位为kgs；hg表示饱和蒸汽比焓单位为kJkg；hf表示饱和水比焓单位为kJkg；ρf表示饱和水密度单位为kgm3；ρg表示饱和蒸汽密度单位为kgm3；Vsgf表示蒸汽发生器内液相区体积单位为m3；Vsgg表示蒸汽发生器内汽相区体积单位为m3；Vsg表示蒸汽发生器总体积单位为m3；Ψ为单位转换系数；Gst表示进入汽轮机的蒸汽流量单位为kgs；Qchc表示二回路工质在凝汽器中被吸收的热量单位为kW；d1-d4为待确定的模型动态参数；f1-f7为待确定函数；所述步骤3中压水堆核动力装置实际运行过程中模型简化基于如下假设：1一回路中的稳压器已配有独立的控制器以保证其内部压力和水位的稳定，二回路中蒸汽发生器、凝汽器、高压加热器、除氧器和低压加热器已配有独立的控制器以保证其内部水位的稳定，认为二回路给水流量、蒸汽发生器蒸汽流量和进入汽轮机的蒸汽流量三者相等；2蒸汽发生器内工质始终处于饱和状态；3饱和蒸汽在汽轮机系统膨胀做工的过程认为是一个静态过程；4采用数据分析、推导、拟合和辨识的方法获取模型参数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 一种压水堆核动力装置系统级简化非线性建模方法

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