蒸汽发生器设备建模仿真应用

案例背景
蒸汽发生器是核反应堆系统的重要设备之一,其运行特性对于反应堆冷却剂系统的运行和控制具有直接影响。蒸汽发生器内部存在极其复杂的换热、流动过程,比如在换热区二次侧,存在单相换热、过冷沸腾、饱和沸腾、单相流动、两相流动等过程,而这些过程转换和关键现象参数在实际工程中很难通过物理实验来予以直接测量获取。

因此,开展对蒸汽发生器内部机理的研究,实现更细粒度物理模型的开发,揭示其在复杂工况下的详细物理特性,对蒸汽发生器的设计优化和验证有着十分必要的价值。
案例描述

基于Modelica语言规范,开发了核电蒸汽发生器热工水力一维数字分析软件,软件架构为多层级结构,依次为设备级、部件级、基础级。系统级为核电蒸发器系统模型,部件级为核电蒸发器各部件的模型,包括蒸发器一次侧入口腔室、一次侧出口腔室、蒸发器给水环、下降环腔、传热管束、支撑板、汽水分离器、干燥器等,基础级为基本控制方程及其本构方程构成的模型库。

基于开发的分析软件,对蒸汽发生器进行分析验证,模拟了蒸汽发生器中复杂的气液两相流动和传热过程,实现了蒸汽发生器稳态、瞬态运行的分析验证。

应用价值

统一标准快速设计验证设计参数优化系统可重构

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