船用二回路系统全工况热力计算方法及特性分析

[目的]为便捷高效地对船用核动力装置二回路系统进行全面的热力计算,[方法]针对船用核动力二回路系统的特点,综合考虑核动力装置主汽轮机组以及各辅助设备,立足几种典型工况下的设备参数和热平衡计算结果,建立二回路系统全工况数学模型,提出一种全工况计算方法。在最高工况和最低工况之间均匀设置多个主机功率,将主机功率作为输入自变量。通过多层嵌套循环实现系统各设备热力参数同步变化,得出全部工况下主要设备的耗汽量、工质在各换热节点的温度以及动力装置总耗汽量和效率等参数随工况变化的规律。分析上述变化规律的原因,并将计算结果与设计值进行对比。[结果]结果表明,系统参数误差较小,满足计算精度要求。[结论]计算方法以及得出的变化规律为二回路系统的参数匹配特性计算和研究提供了思路。     

船用核动力装置全系统特性仿真分析研究

介绍船用核动力装置全系统仿真分析平台的体系架构及总体设计方案。基于RINSIM仿真平台开发了热工水力模型、控制系统模型与人机界面组态,构建了全系统仿真分析平台。该仿真分析平台可准确模拟与评估核动力装置在不同运行工况下的性能指标和运行参数,为核动力装置总体设计及数字化控制系统验证提供技术手段。     

负荷扰动下直流蒸汽发生器蒸汽压力控制仿真

对采用直流蒸汽发生器的船用核动力装置,为保证快速大幅度负荷变动时的装置运行安全,采用了一、二回路功率协调控制系统。但由于直流蒸汽发生器物理过程的复杂性和一、二回路功率协调控制系统的不完善,在一般负荷扰动时,仍会出现主蒸汽系统压力较大幅度的波动,影响汽动设备的稳定运行。因此,运行上仍需进一步对主蒸汽系统的压力波动范围进行限制。本文以采用直流蒸汽发生器的核动力商船动力装置为研究对象,研究利用装置的启停蒸汽冷却器参与主蒸汽压力运行控制,并建立运行仿真模型进行仿真试验研究。结果表明,启停蒸汽冷却器参与装置运行后能有效调节主蒸汽压力,降低其压力波动峰值。     

某船核动力装置二回路蒸汽排放系统设计

蒸汽排放系统是核动力装置的重要安全系统之一。文中对蒸汽排放系统的功能、设计要素、排放类型、组成等内容进行简要分析,进而针对某船用核动力装置的蒸汽排放系统设计方案进行分析和验证,对船用核动力装置二回路系统设计技术具有一定的参考价值。     

二回路非能动余热排出系统设计要素分析

[目的]为研究二回路非能动余热排出系统(PRHRS)的运行特性,[方法]借助瞬态热工安全分析程序RELAP5,建立主冷却剂系统和二回路非能动余热排出系统的仿真模型。对二回路非能动余热排出系统的3个关键设计要素(设计负荷、应急补水箱及蒸汽侧隔离阀开启速度)开展全部电源丧失事故及单侧主给水管道断裂事故工况下的瞬态计算和对比分析,[结果]分析结果表明:设计负荷需综合考虑系统安全性与冷却速率;应急补水箱向蒸汽发生器注水有利于事故后的初期冷却,而降低隔离阀开启速度可改善系统的启动特性。[结论]计算分析结果可为核动力装置二回路非能动余热排出系统设计提供参考。     

船用核动力装置核安全事件的分级方法

在船用核动力装置运行的过程中,由于情况较核电厂系统复杂且环境更为恶劣,对于核安全事件的应急处理较为紧迫,又由于通信能力有限,因而船用核动力装置比核电厂更需要简洁而准确的事件报知能力,以便指挥体系以及技术支援体系能够迅速做出正确决策,制定并采取一系列救援和善后措施。针对船用核动力装置的事故特点,为解决各级决策者在异常工况下难以准确掌握事件严重程度的问题,围绕核动力装置的安全功能,寻找评价核事件后果的依据,结合《国际核和放射事件分级表(INES)》的成熟经验,建立一个统一的规则体系来描述事件的相关性质(尤其是安全上的重要性),使各方面通过简洁的沟通信息就能够获得对事件的共同理解,形成船用核动力装置核安全事件的分级方法。     

船用核动力装置稳压器模糊自适应控制器设计

运用模糊控制理论,为解决船用核动力装置在强迫与自然工况转换时冷却剂回路压力变化波动较大的问题,提出一种自适应模糊PI控制器,即利用模糊控制器实现压力调节系统工作参数的在线优化整定.通过对某船用稳压器的仿真研究表明,本控制器在继承原有PI控制特点上,能有效抑制一回路压力波动,减少压力超调时间.     

船用核动力装置技术状态综合评估模型研究

分析了船用核动力装置技术状态综合评估的特点,将船用核动力装置的技术状态评估分解为单元、设备、分系统3个层次,根据各层次技术状态评估的特点,确定了各级相应的评估模型,即灰色模糊评估模型、模糊神经网络模型、模糊层次评估模型。     

船用核动力装置技术状态的评估方法研究

文章分析了船用核动力装置技术状态综合评估的必要性及存在困难,对传统评估方法、不确定性建模方法、智能评估方法进行了比较和适用性分析.根据核动力装置技术状态评估特点,建立了几种评估方法的综合应用模型灰色模糊评估模型、模糊神经网络模型、模糊层次评估模型(AHP-Fuzzy),分别适用于设备级、分系统级和系统级的技术状态评估.     

基于故障树的船用核动力装置维修性建模研究

结合船用核动力装置的特点,阐述了建立基于故障树维修性模型的方法和流程.以建立故障树为基础,建立了关于船用堆余热排出系统基于故障树的维修性模型,对其进行定量分析得到系统修复性维修时间.该方法直接利用可靠性分析中的故障树建立模型,节省了建模强度,计算结果由可靠性数据支持,克服了以往定量分析中维修性数据不足的缺点.     

不确定条件下船用核动力系统状态评估问题研究

鉴于船用核动力系统特殊的运行环境以及运行要求,其安全运行概念已经超出了核安全设计的框架,要加强其运行状态的安全评估。而核动力系统运行工况多变,运行状态存在多种设备的组合,以及各类设备健康状态的不确定性。本文概要介绍了当前核动力系统运行状态评估的背景,需求以及引发的下游问题,基于已经具有核动力系统的可靠性信息,运行信息,故障诊断的方法以及FMEA表,大量调研国内外技术发展以及剖析核动力系统技术发展现状与需求的基础上,提出了结合贝叶斯网络评估装置运行不确定性问题的解决方案,分析核动力系统设计、运行的安全评估方法,弥补当前系统健康管理中缺失的一环。     

船用核动力装置给水加热器故障影响及系统效率优化

针对给水加热器停用后对船用二回路系统热力参数影响较大和动力装置功率下降的问题,提出适用于给水加热器停用计算的二回路系统主、辅蒸汽流量匹配模型,在反应堆功率不变的条件下,通过多次迭代计算实现主机与辅机耗汽量的匹配运行,采用人群搜索算法和外点罚函数法相结合,对二回路系统效率进行优化,得到给水加热器停用对主机功率和系统效率等参数,优化幅度达到1.06%,可有效降低给水加热器停用造成的功率损失。     

船用核动力内部事件一级概率安全分析北大核心CSCD

[目的]旨在采用概率安全分析方法来全面审查船用核动力装置的安全性。[方法]为此,建立船用核动力装置内部事件功率工况的一级概率安全分析(PSA)模型,针对可能引起反应堆堆芯损伤的17组始发事件,建立17棵事件树;针对8个前沿/支持系统,建立42棵故障树,进而对船用核动力装置进行一级PSA分析。[结果]计算结果表明:堆芯损伤频率(CDF)为4.38×10–6/堆年,并确定了各始发事件组对CDF的贡献;根据重要度分析结果,人误事件和电力系统故障是对CDF贡献最大的2个因素;根据敏感性分析结果,接入第3台柴油发电机可以显著降低堆芯损伤的概率。[结论]研究成果可为船用核动力装置的安全性设计提供参考。     

基于模块化方法的核动力汽轮机建模

汽轮机为核动力装置二回路系统重要部件,对整个系统的特性具有重要影响.根据模块化建模思想,将汽轮机划分为通用子模块,主要包括流动阻力型模块、流动存储型模块和转子模块.建立这些通用子模块的详细数学模型,利用不同模块的组合可以开发多种类型的汽轮机,提高汽轮机建模的效率.计算结果表明,建立的汽轮机模型可以满足大工况变动要求,为...     

海洋核动力平台自然冷却供冷系统节能性分析

针对海洋核动力平台示范工程运行厂址及其堆舱区供冷需求特点,为提高运行经济性,设计了利用自然冷源——海水的供冷系统,通过建立系统能耗模型,分析了不同海水温度下系统运行工况及相应的能耗和能效比。根据运行厂址实测海水温度,计算了系统优化前后全年运行能耗,并分析了节能效果,系统优化后节能15.7%。     

船舶核动力装置运行管理专家系统

本文通过对船舶核动力装置二回路凝给水系统运行规则的理解与分析，对运行经验、实行实例的搜集、整理，建立起了多元分层知识体系结构，根据不同知识的特点建立多种知识表示方式，采用多路推理机制，使系统很好地克服了传统专家系统所面临的某些不足，在一定程度上实现子模拟人类思维方式进行决策和解决问题，从而达到故障及时诊断和系统运行管理的目的。     

船用U形管蒸汽发生器模型及其动态仿真应用

针对船用立式U形管自然循环蒸汽发生器,建立了能够描述其稳态及瞬态热工水力特性的数学物理模型,并编制了计算程序。计算和验证结果表明,该数学物理模型准确,可以与其他船用模型一起构建船用系统模型以进行安全分析研究或开发船用核动力仿真机。     

船用核动力工况划分的一些思考

基于始发事件频率的工况划分是船用核动力安全设计的基础。船用核动力始发事件按频率的工况划分,目前主要参考压水堆核电厂,由于两者之间存在一些差异,此类工况划分不完全适用于船用核动力,主要表现在不同工况间的频率截断值和设计基准事故选取的频率截断值2个方面,对此本文调研了国内外标准要求、航海等领域的考虑。在此基础上,初步提出了基于船用核动力特点的工况划分和设计基准事故的频率截断值,为相关设计工作提供一定的参考。     

综合安全评估方法应用

基于船用核动力装置(MNPP)安全性的特点,阐述了综合安全评估(FSA)的概念和应用框架,具体分析FSA在船用核动力装置安全评估方面的应用,指出具体应用FSA对船用核动力装置进行安全评估存在的不足。     

基于遗传算法的船舶核动力装置冷凝器故障诊断研究

根据核动力装置冷凝器的运行特点,分析了导致冷凝器故障的各种原因,并结合领域专家的知识建立了故障征兆集.将遗传算法与概率因果模型相结合,建立了故障诊断系统.从系统的诊断结果看,该方法能准确、快速诊断出故障,这对保证核动力装置的安全运行具有一定的指导意义.