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压水堆核电站严重事故仿真软件研究

作　者: 唐彩红
导　师: 胡立生
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 核电站严重事故仿真软件数学模型控制系统
分类号: TM769
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 163次
引　用: 2次
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内容摘要

积极发展核电已经成为我国的能源发展战略,在未来的20年内,我国将新建40座百万千瓦级核电站。为提高核电站运行的安全性,在设计基准事故及超设计基准事故下,如何分析研究电站运行安全性是迫切需要解决的问题。本文以大型压水堆核电站为对象,研究电站的严重事故仿真,并开发仿真软件。仿真软件对于操纵员的培训,电站严重事故的演练,电站应急规程的制订及验证都有重要意义。本文首先分析了核电站一回路和二回路中系统的数学模型和主要控制系统;然后参考现有核电站事故仿真软件,开发了核电站严重事故的仿真软件,弥补了全范围模拟仿真机的不足。本文取得了如下成果:1.现有核电站仿真软件分为分析软件和模拟软件两种。分析软件运行时间长,耗费大量的机器资源,而且不能用于核电站操作人员的培训。本文开发出的实时仿真软件对这一点做出了改进,具有系统简化、实时性好等优点,可用于核电站建成之前操作人员的培训,并且可在个人笔记本电脑上使用。2.在.NET环境中,结合现有软件,采用C#语言开发了严重事故仿真软件。首先介绍了仿真系统的开发平台,其次对仿真系统主要界面的设计及功能的实现进行了介绍,包括对工艺设备及主要过程,控制和保护系统的实现,然后对后台数据库、自定义控件和网络通讯的开发过程进行了较为详细的说明。3.本文参考现有事故仿真软件,增加了对严重事故的仿真,得到的仿真结果与参考核电站最终安全分析报告相符合,从而证明该仿真模型具有较高的仿真精度和可行性。4.开发出的事故仿真软件中将控制和保护逻辑与工艺对象仿真程序分离,并且在两者之间建立了通讯连接,以便于后期用分布式控制系统(DCS)实现控制和保护的逻辑,从而建立一个由DCS和仿真软件组成的仿真环境。该严重事故仿真软件与现有的核电站仿真分析软件相比,具有使用方便、价钱便宜、运行时间短等优点。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-16
  1.1 引言  11
  1.2 核电站模拟仿真软件的现状  11-12
  1.3 仿真的步骤  12-13
  1.4 严重事故  13-14
  1.5 课题来源与要求  14
  1.6 论文的组织结构  14-16
第二章核电站仿真模型  16-36
  2.1 数学模型概述  16-17
  2.2 控制系统数学模型  17-31
    2.2.1 点堆模型动态方程  17-18
    2.2.2 反应堆冷却剂系统（RCS）  18-23
    2.2.3 蒸汽发生器  23-25
    2.2.4 稳压器  25-29
    2.2.5 安全壳  29-31
  2.3 偏离泡核沸腾比  31-35
    2.3.1 泡核沸腾传热  31-32
    2.3.2 流动沸腾的临界热流密度  32-33
    2.3.3 最小偏离泡核沸腾比（MDNBR）  33-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章主要控制系统  36-45
  3.1 反应堆功率控制系统  36-38
    3.1.1 平均温度通道和温度失配电路  37
    3.1.2 功率失配通道  37-38
  3.2 稳压器压力控制系统  38-40
  3.3 稳压器水位控制系统  40-41
  3.4 蒸汽发生器水位控制系统  41-42
  3.5 主蒸汽排放控制系统  42-43
  3.6 本章小结  43-45
第四章仿真系统的开发与实现  45-55
  4.1 仿真系统的开发平台  45-46
    4.1.1 .Net 平台  45
    4.1.2 C＃语言  45-46
  4.2 仿真系统主要界面的设计及功能的实现  46-49
    4.2.1 仿真系统主要界面的设计  46-47
    4.2.2 工艺设备及主要过程介绍  47-48
    4.2.3 控制与保护系统的实现  48-49
  4.3 仿真系统后台数据库  49-51
    4.3.1 数据库简介  49-50
    4.3.2 Access 数据库  50
    4.3.3 仿真系统数据库的搭建  50-51
  4.4 用户控件的设计与开发  51-53
    4.4.1 用户控件的重要性和特殊性  51
    4.4.2 用户控件的详细设计和开发  51-53
  4.5 网络通讯的设计  53-54
  4.6 本章小结  54-55
第五章仿真分析  55-64
  5.1 事故序列分析  55
  5.2 堆芯熔化的计算模型  55-56
  5.3 堆芯熔化仿真的初始条件、输入参数和重要假设  56-57
    5.3.1 初始条件  56
    5.3.2 输入参数  56-57
    5.3.3 重要假设  57
  5.4 堆芯熔化事故进程仿真  57-60
  5.5 仿真结果分析和结论  60-63
  5.6 本章小结  63-64
第六章总结与展望  64-66
  6.1 全文总结  64
  6.2 今后工作的展望  64-66
参考文献  66-69
附录1  69-80
攻读学位期间已发表或录用的学术论文  80-81
致谢  81

压水堆核电站严重事故仿真软件研究

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