示范快堆直流式蒸汽发生器给水控制系统仿真研究

示范快堆工程采用了直流式的蒸汽发生器(OTSG),该设备作为核蒸汽供应系统(NSSS)与蒸汽动力转换系统之间的关键传热设备,同时也是两种不同介质回路(即钠介质回路与水介质回路)的工作枢纽。蒸汽发生器的给水控制是全厂各主要控制系统中重要的一环,其控制特点为控制难度大、扰动因素多,一方面给水控制需要应对来自钠系统侧、给水系统侧、汽轮机系统侧等多方面多类型的控制扰动;另一方面由于直流式蒸汽发生器具有热容小、无明显汽水分界面等特点,加大了其控制算法的设计难度。建立了示范快堆直流式蒸汽发生器以及相关的钠回路、水——汽回路系统的仿真模型,并在此基础上设计了给水控制算法,通过各种典型的给水控制扰动试验对该控制算法进行仿真验证,分析了各种仿真试验下的控制特点。研究结果表明该给水控制算法在各种典型工况下的控制效果能够满足控制要求。     

CEFR蒸汽发生器给水调节系统的设计与调试

蒸汽发生器给水调节系统是中国实验快堆（CEFR）重要的控制系统,需要实现自动控制。根据该系统的控制需求针对性地设计了一套给水调节控制方案,并在CEFR实堆功率运行工况下验证了该控制方案。堆上试验结果表明,该控制方案能够在各种设计工况下维持蒸汽发生器出口钠温稳定,具备抑制反应堆其他参数干扰的能力。本研究通过CEFR蒸汽发生器给水调节系统的设计与调试工作,实现了CEFR蒸汽发生器给水调节系统的自动化控制。     

中国实验快堆负荷跟踪能力分析

以中国实验快堆(CEFR)主工艺系统为对象,利用MATLAB/Simulink软件建立仿真模型。在负荷阶跃变化且无调节系统参与的条件下进行仿真计算,研究CEFR及类似工艺的池式钠冷快堆的负荷跟踪能力。分析关键环节在负荷阶跃变化的极端情况下的运行特性,探究此类工艺负荷跟踪运行模式的可行性,为未来大型快堆在运行模式和工艺设计上提供参考。仿真结果表明,CEFR及其类似工艺的池式钠冷快堆负荷跟踪能力有限,其中直流式蒸汽发生器是限制其负荷跟踪能力的最大瓶颈。     

基于热阻分析的管道层流换热机理及强化换热作用研究

传热传质过程的分析对传热传质工作设备的性能改善有重要的指导意义。通过对边界层内热阻的分析，探索管道层流内部对流热阻与导热热阻在边界层内的发展，建立了符合宏观表征的机理模型（R-P模型）。使用该模型分析了在不同雷诺数Re和普朗特数Pr条件下的热阻分布规律，探究了管内层流强化换热的内在机理，并指导扰流结构的优化设计。结果表明，入口段导热作用占主导，完全发展后对流作用占比逐渐增大。Re和Pr影响换热的机理不同：Re增大，换热一定加强；Pr增大，只是增大了对流作用的占比，且在Pr小于1.8范围内，导热热阻始终占主要作用。同时发现，在管道层流添加扰流结构反而会降低换热效果。