压水堆动态实时仿真系统

压水堆动态实时仿真系统摘要压水堆动态实时仿真系统是由实物模型和动态实时仿真软件组成的半实物仿真系统。运用相似原理制作了压水堆实物模型。通过仿真模型的研究为实际压水堆运行提供理论指导，提高经济利益并缩短了新型压水堆的研发周期。软件仿真采用的是C，C,MATLAB的混合仿真技术，同时建立了实物模型与仿真软件的良好接口，实现了压水堆的半实物动态实时仿真。关键词压水堆模型，实时，动态，仿真，半实物1半实物仿真技术概述21世纪的今天，能源是限制人们生活以及进步的一个重大问题，随着不可再生能源的枯竭，我们需要找到一种清洁安全的能源来代替，核电当之无愧。而压水堆就是当前核电技术中用得最广泛的一种堆型，于是，我们需要建造经济的仿真模型来研究压水堆的运行特性，对避免核事故有着举足重轻的意义。半实物半软件仿真是把数学模型和实体模型联系在一起运行，构成仿真系统。从系统的角度来看，因有实物模型的存在，从而使部件能在满足系统整体性能指标的环境中得到检验，因此是提高系统设计可靠性和仿真真实度的一种重要方法。半实物仿真的特点以及需要解决问题系统一定是实时仿真，即仿真模型的时间标尺必须和自然时间标尺相同。需要解决仿真反应堆实际数据通过相似原理变换后与仿真软件数据的接口问题半实物仿真的实验结果比数学仿真更接近实际。2本系统各部分数学模型21堆芯中子动力学模型反应堆中子动力学主要是讨论反应性变化时堆内中子密度等有关参量与时间的关系。为了准确描述这种关系，必须把堆内缓发中子与瞬发中子的不同时间特性分别作不同的处理。这一点具有特别重要的意义。本系统采用六组缓发中子点堆方程。61IIIIDNTNTCTCT其中为1到6的整数；为堆内平NT均中子密度,米3；为第组缓发中IC子先驱核平均浓度，米3；为反应性；为第组缓发中1/KI子先驱核的衰变常数，秒1；为中子每代时间秒；0LK而为有限大反应堆的中子平均寿命，秒。0L22堆芯动态热工模型在反应堆中，热量由堆芯产生，通过燃料元件传递给冷却剂。冷却剂在蒸汽发生器中把热量传递给二次侧流体，形成饱和或过热蒸汽，推动汽轮机发电。采用集总参数法得出平均燃料温度和平均冷却剂温度所满足的方程2FFEFCCFINDTTVCPAHTTWCTT其中，为燃料平均密度，千克/米3；F为冷却剂平均密度，千克/米3；为燃CFV料体积，米3；为冷却剂体积，米3；CV为燃料平均比热，焦/（千克开）；FC为冷却剂平均比热，焦/（千克开）；AC为总换热面积,米2；为平均等效传热系EH数，瓦/（米2开）；为总质量流量；W为堆芯冷却剂进口温度。INT23反应堆水力模型NHPFWQFWZZ02SIN0PWGZZ两相混合物平均密度，千克/米3；两相混合物平均焓值，瓦特/米2H开；两相混合物平均流速，米/秒；W换热管传热面积，米2；F单位长度的传热管在单位时间内向NQ低温介质的放热量，千焦/（米秒）；两相混合物流动阻力系数；工质流动方向与水平方向的夹角，弧度；工质所处的压力，帕斯卡；P3本系统实物模型以及软件的实现31实物模型整体（压水堆实物模型）压水反应堆一回路主系统由反应堆、蒸汽发生器、主泵、稳压器以及相应管系组成。压水反应堆二回路系统由蒸汽发生器二次侧、汽轮机、冷凝器、凝水泵、给水泵、给水加热器、除氧器等主要设备组成。它以朗肯循环为基础，将蒸汽发生器一次侧能量输送至汽轮机做功。32控制台的实现（压水堆控制台）控制台采用FPGA为主控制器核心，实现管道各处流量，温度，压力测量、控制棒棒位，蒸汽发生器，堆芯，稳压器等的液位测量以及控制堆芯模拟产热量，主泵的功率和各阀门的开度。考虑到FPGA的运算速度足以达到控制这些传感器，所以主控制器还承担了反应堆数据到仿真数据的接口转换。主控制台与上位机之间采用串口通信交换数据。33动态实时控制软件GUI软件仿真采用的是C，C，MATLAB的混合仿真技术，同时建立了实物模型与仿真软件的良好接口。软件界面采用微软的WINDOWSPRESENTATIONFOUNDATION架构。此方法能够真正做到界面与逻辑代码分离，而且与多媒体之间有良好的接口。由于C语言不适合做工程计算，所以我们选择了通过C调用C链接库的方式来实现仿真的底层数据处理。为了利用MATLAB提供的函数，我们的C链接库采用VC60编译器来实现C调用MATLAB函数和命令。这样就实现了一套C，C，MATLAB的混合仿真技术。既有美观的界面，又保证了数据实时仿真的速度。4结论以及展望本系统采用半实物仿真技术，利用C，C，MATLAB的混合仿真技术建立了上位机动态实时仿真软件，并且利用相似原理制作了实物压水堆模型。通过对转换后的实物反应堆数据的校验，以及配合数学模型的仿真求解，成功研究了压水堆的热工水力特性，为核电站教学以及仿真机方面的应用提供了良好的基础。希望在通过对模型的简单改造后，能够对一体化压水堆提供理论指导。【参考文献】1刘向兵,李立国高等学校实施战略管理的理论探讨J科技信息2010232祁顺生以价值为基础的要素与企业JHTTP/WWWJIAOYU68COM/NEWS/CLASS/中国教育期刊学会2001023张振川现代企业风险价值管理问题探讨J会计研究2004034汤谷良,林长泉打造VBM框架下的价值型财务管理模式J会计研究2003125胡笑寒,万迪昉战略控制方法与管理控制方法的比较及发展研究J广东科技HTTP/WWWCCCLWCN/NEWS/CLASS/2003046何有缘,侯兰,任洪斌信息沟通中经理人应遵循的“531”策略J中国职教期刊学会HTTP/WWWJIAOYU58COM/NEWS/CLASS/2002047德国胜提高变电站电力系统自动化的技术途径探讨J黑龙江科技信息2010368刘萍从经济学角度分析公允价值与市场价值J中国科教期刊学会2002129王春美,闫彩英浅谈企业文化建设的价值取向J生产力研究20010610袁改莲,芦震220KV小店变电站2号主变差动保护跳闸的事故分析J科技情报开发与经济HTTP/WWWXTDGMWCN/NEWS/CLASS/20103311周雯,邢建武新经济时期以来美国制造业及服务业的发展J特区经济20090112赵东安,杨春中国工业期刊学会关于生产性服务业对制造业升级的影响研究韩国现代化经验及对我国的启示J特区经济20090113戴靖波Z形接地变压器在变电站的应用J湘潭师范学院学报自然科学版HTTP/WWWYIXUE68COM/LUNWEN/CLASS/195HTML20080114侯晓音地区变电站自动化系统设计J北华大学学报自然科学版20070515顾乃华,毕斗斗,任旺兵生产性服务业与制造业互动发展文献综述J中医药期刊学会HTTP/WWWYIXUE58COM/QIKAN/CLASS/20060616益瑞涵美国大学的品牌管理及启示以马里兰大学为例J华南