基于APROS的汽水分离再热建模与仿真文献综述

 2022-10-26 04:10

文献综述(或调研报告):

1.国内外汽水分离再热器的发展现状[1]

现代核电厂普遍采用一体化的汽水分离再热器,按结构型式,有卧式和立式的两种。美、法、同本等国采用卧式,而德国、俄罗斯则采用立式汽水分离再热器。

德国设计的立式汽水分离再热器,湿度约为13%的高压缸排汽由下部入口1进入。湿蒸汽先经过前置分离器,在这里将成股的水流和大水滴分离出去。从前置分离器流出的蒸汽央带少量水分向上进入作为主分离器的精细分离元件。精细分离元件采用波纹板式结构,流入汽水分离元件的蒸汽经过多次折流,由于惯性力作用,液滴偏离蒸汽流径,撞到波纹板壁上。分离出来的水沿壁面向下流入集水槽,然后被引至凝结水排出管道。从前置分离器和主分离器分离出来的水,均收集到汽水分离器疏水容器内。在主分离器后面的蒸汽区域有一个抽汽口。经汽水分离的蒸汽进入中间再热器,中间再热器由直管束组成。加热蒸汽走管内,从上部进入,流过加热器管而被凝结成水。凝结水沿管内壁流到管束下面的空腔中,再从那罩排入中间再热器疏水容器内。

在国内,大亚湾核电站和秦山核电站都采用法国技术,采用卧式汽水分离再热器,如下图。国内的汽水分离再热器,每台机组配置两台,分别置于汽轮机低压缸的两侧卧式汽水分离再热器结构图汽水分离再热器的壳体是一个由碳钢制作的圆简形构件,内表面有不锈钢衬早保护。汽水分离器元件布置在下方,在汽水分离器上方布置有两级蒸汽再热器管束。

相对于核岛来说,常规岛的技术更加成熟,常规岛设备中占比较高的分别是:泵阀及管道等40%、汽轮机24%、发电机18%、汽水分离再热器12%。汽水分离再热器是核电的特有设备,制造难度高,仿真设计也非常困难。

目前国内对该系统的设计还是主要借鉴于第三代核电主流机型APl000,国内保定华仿公司主要吸收消化法国技术,开创出ANPS—1000核电仿真系统。华中科技大学对汽水分离中液滴的行为进行分析研究,为波形板的优化设计起到了推动作用;上海交大也对汽水分离再热器进行了动态数学模型的建模在1abview5.0下做了仿真研究。总的来说国内对核电仿真机的开发及其各个系统的研究还处于向国外借鉴并来吸收消化的阶段。

2.汽水分离再热器数学模型建模与仿真

现在的电站仿真过程中波纹板汽水分离器的仿真研究较少,而且数学模型大多采用集总参数的方法。

2001年上海交通大学的蔡日基、张琴舜等人对汽水分离器的基本结构和原理进行分析,建立了热力系统的动态数学模型。在建模过程中采用集总参数法,将汽水分离器作为一个整体由进汽口,出汽口以及疏水口组成。数学模型包括质量平衡、能量平衡以及惯性和换热方程等方程。最后利用软件实现了其仿真计算,具有一定的创新性,在此基础上得到的仿真计算结果与电站的数据比较接近,基本上反映了汽水分离的动态过程,具有一定的精度。实时性较好,缺点是建模过程粗糙,不能准确反映汽水分离器内部的物理过程[2]

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