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时间:2019-11-22
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1、第33卷第12期计算机仿真2016年12月文章编号:1006—9348(2016)12—0109—04核电站全范围模拟机换热器换热面积反算王旭,袁媛,吴帆(中广核(深圳)仿真技术有限公司,广东,深圳518115)摘要:现有核电站全范围模拟机要求高提高精度。换热器的等效换热面积直接影响着仿真精度,然而该参数的精确值难以获得。为解决上述问题,设计了一种两层迭代算法来实现等效换热面积的反算。算法利用模拟机高精度的换热器计算模型,可以在非稳态条件下为工程师提供满意的参考值,并在实际核电模拟机仿真平台上进行了仿真验证。结果显示改进算
2、法可有效提升建模工程师的建模效率,反算结果能够满足实际核电全范围模拟机的精度要求,为换热器优化设计提供了技术支持。关键词:核电站全范围模拟机;换热器换热面积;双层迭代算法中圈分类号:TP391.9文献标识码:BCalculationofHeatExchangeAreaforNuclearPowerPlantFull——scopeSimulatorWANGXu.YUANYuan,WUFan(ChinaNuclearPowerSimulationTechnologyCo.LMT,ShenzhenGuangdong518115,
3、China)ABSTRACT:Theprecisionofreal—-timeparametersinthentlclearpowerp/antfull—-scopesimulatorishighlyre·-quired.Amongthemodelparameters,theheatexchangerareaplaysanimportantpartinachievingprecisionstand-ard,whiletheexactvalueofwhichishardtobeobtained.Inthispaper,atw
4、o—leveliterativealgorithmisdesignedtoealculmethevalueoftheheatexchangerareabasedonhigh—precisionheatexchangermodel.Thealgorithmcanprovidethesatisfactoryvaluefortheheatexchangerareainunsteadycondition,whichisverifiedbythenuclearpow—erplantfull—scopesimulatorplatfor
5、m.ThesimulationresultshowsthatthisalgorithmCangreatlypromotetheeffi·ciency.KEYWORDS:Nuclearpowerplantfull—scopesimulator;Heatexchangerarea;Two—leveliterativealgorithm1引言核电站全范围模拟机用于培训核电站操作员,对保障核电站正常运行起着重要作用。为了达到培训目的,全范围模拟机的参数一般要满足:25%一100%功率水平时,主要参数误差小于±1%,辅助参数误差小于
6、±3%;0%~25%功率水平时,主要参数误差小于±2%,辅助参数误差小于-4-5%。这就对建模工程师建模参数的精度提出了较高的要求,尤其是换热器的换热面积。在模拟仿真乃至生产中,换热面积都是一个重要的参数¨卜p-。换热面积一般可以通过3种途径获得:①通过已知的换基金项目:北京市科学委员会“APl000核电站全范围模拟机研制”项目(Z131100002413026)收稿日期:2016—01—15热器结构参数,例如换热管数、半径等,计算得到;②通过换热量反算得到⋯_[“;③手动凑试获取参数。第一种方法能够得到比较精确的换热面积
7、,但是换热面积的设计值和仿真时的等效换热面积可能存在偏差旧J,导致模拟计算结果与给定的工况存在一定偏差,需要手动修正,而且该方法需要具体换热器数据,当数据不全时无法使用。方法③采用人工手动凑试的方式,繁琐且低效,要达到模拟机项目规定的误差范围需要花费建模工程师大量的时间。因此,在模拟和研究中往往采用方法②,即通过换热量反算换热面积。实际核电站全范围模拟机使用的换热器模型均匀划分为16个子模块进行换热计算,每个子模块为一段管壁,两侧为壳侧流体和管侧流体,这些流体也对应的分为16部分。每个子模块分别计算自身对应的换热系数、流体
8、热力学状态等。由于进行了细分,能够实现较高的仿真精度,但相对于文献[1—4,6],鉴于此时的换热通量为16个子模块的总通一109—量,需要首先求取16个子模块的温度分布(相比于文献[2],无须划分换热区域,16个子模块根据参数计算自身所属换热类型)。因此,现有核电站全范围模拟机在建模时无法直接采用方法②
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