改进型的直流蒸汽发生器破口建模与仿真研究

doi:10.3901/JME.2022.06.253

机械工程学报 ›› 2022, Vol. 58 ›› Issue (6): 253-262.doi: 10.3901/JME.2022.06.253

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改进型的直流蒸汽发生器破口建模与仿真研究

蒋军戌¹, 许余^1,2, 胥建群¹, 皇甫泽玉¹, 邢天阳¹, 王寒雨¹, 周丽丽¹

1. 东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京 210096;
2. 中国核动力研究设计院成都 610213

收稿日期:2021-04-07 修回日期:2021-08-15 出版日期:2022-03-20 发布日期:2022-05-19
通讯作者: 胥建群,男,1959年出生,博士,教授。主要从事汽轮机运行特性与理论建模、热力透平数值模拟等研究工作。E-mail:qlj1062@163.com
作者简介:蒋军戌,男,1996年出生。主要从事动力系统仿真和建模研究。E-mail:373847233@qq.com

Simulation Research of Once-through Steam Generation Tube Rupture in an Improvement Model

JIANG Junxu¹, XU Yu^1,2, XU Jianqun¹, HUANGFU Zeyu¹, XING Tianyang¹, WANG Hanyu¹, ZHOU Lili¹

1. Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control, Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096;
2. Nuclear Power Institute of China, Chengdu 610213

Received:2021-04-07 Revised:2021-08-15 Online:2022-03-20 Published:2022-05-19

摘要/Abstract

摘要： 为提高目前直流蒸汽发生器集中式模型在破口故障下的计算精度，提出一种改进后的蒸汽发生器混合式模型。在APROS仿真平台中建立了混合式和集中式的蒸汽发生器破口模型，利用LOCA试验数据对两者的准确性进行比较验证。将混合式模型应用至动力转换装置的汽水回路中，研究不同位置及大小的破口后系统主要参数的动态特性。结果表明，混合式模型将破口初期一次侧压力和泄露流量的计算误差分别从13.7%和35.8%降低到了1.2%和3%。在动力系统中，当蒸汽发生器发生破口后，二次侧出口蒸汽温度和干度降低，压力增大，汽轮机的功率和转速增加。破裂位置发生在蒸汽发生器进口位置时，蒸汽发生器出口热力参数变化幅度较小；破裂位置发生蒸汽发生器二次侧出口位置，造成蒸汽发生器出口参数大幅降低。该改进后的模型和仿真结果将为直流蒸汽发生器的设计及运行提供参考。

关键词: APROS, 直流蒸汽发生器, 动力转换装置, 动态特性, 蒸汽发生器管道破裂

Abstract: In order to improve the accuracy of the centralized model of once-through steam generator under SGTR, an improved hybrid model is proposed. The hybrid and centralized steam generator models are established in APROS, and the accuracy of the two models is compared and verified by the LOCA test data. Then the hybrid model is applied to a power system to study the dynamic characteristics in the system after the tube rupture in different positions and sizes. It is showed in the result that the hybrid model reduced the calculation errors of primary pressure and leakage flow rate from 13.7% and 35.8% to 1.2% and 3% respectively. In the power system, when the tube rupture, the steam temperature and dryness at the secondary side outlet is decreased, and the pressure is increased, meanwhile the power and speed of the steam turbine is increased. When the rupture occurs at the inlet of the steam generator, there is a slight change for the parameters at the outlet; when the rupture occurred at the outlet of the secondary side of the generator, the opposite is true. The improved model and simulation results will be a reference for the design and operation of the once –through steam generator.

Key words: APROS, once-through steam generator, power conversion device, dynamic characteristic, SGTR

中图分类号:

TK261

蒋军戌, 许余, 胥建群, 皇甫泽玉, 邢天阳, 王寒雨, 周丽丽. 改进型的直流蒸汽发生器破口建模与仿真研究[J]. 机械工程学报, 2022, 58(6): 253-262.

JIANG Junxu, XU Yu, XU Jianqun, HUANGFU Zeyu, XING Tianyang, WANG Hanyu, ZHOU Lili. Simulation Research of Once-through Steam Generation Tube Rupture in an Improvement Model[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2022, 58(6): 253-262.

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Simulation Research of Once-through Steam Generation Tube Rupture in an Improvement Model

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