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中国实验快堆蒸汽发生器稳态特性分析及热工水力设计研究快堆蒸汽发生器的热工水力机理对快堆蒸汽发生器的安全可靠运行有着重要意义。
本文以中国实验快堆的俄罗斯进口钠-水蒸汽发生器为研究基础,采用半解析法建立了蒸汽发生器稳态特性数学模型,深入分析了快堆蒸汽发生器的沸腾换热机理,在此基础上编制了钠加热蒸汽发生器的热工水力设计程序,讨论了不同结构参数对蒸汽发生器性能的影响,并对其进行优化,得到最优的管束结构。
最后运用数值模拟的方法对两种不同支撑板结构进行局部数值模拟,得到了有益的结论,能够指导工程应用。
本文的主要工作和结论如下：(1)比较和分析了高压高热流密度工况下适用于中国实验快堆蒸汽发生器的热工水力计算公式,对传热管内流体的沸腾区域进行合理的划分,结果表明：使用偏离饱和泡核沸腾(DNB)处的质量含气率作为沸腾区域的划分依据是合理的。
(2)采用半解析法建立了中国实验快堆蒸汽发生器的数学模型,探讨其沸腾换热机理,研究表明：核态沸腾区域和膜态沸腾区域换热机理差别较大；同时,在核态沸腾区域和其余传热区域内,影响沸腾传热的主要因素不同。
(3)对中国实验快堆蒸汽发生器进行稳态换热分析,研究了二次侧负荷、入口水温度和液态钠流量对蒸汽发生器换热的影响,研究表明：随着二次侧负荷的降低,沸腾段长度逐渐减小,沸腾贡献降低；入口水温度升高,液态钠向二次侧工质传递的总热量减少；液态钠的流量对各传热区域的长度比例分配和水蒸汽出口温度影响较为明显,可以通过液态钠的流量控制水蒸汽的出口温度。
(4)对钠加热蒸汽发生器进行热工水力设计,探讨了传热管长度、外径、壁厚、管间距对蒸汽发生器性能的影响,采用JF因子评估蒸汽发生器的综合性能。
在此基础上,采用信噪比(SN)确定每个控制因素的贡献比,对比JF因子可知,每个控制因素对蒸汽发生器性能的影响是相对独立的,得到综合性能最优的管束结构。
考虑建造成本,使用成本效益比(CER)评估蒸汽发生器的整体性能,发现此时管束最优结构与综合性能最优结构不完全一致,主要区别在于传热管长度的选择。
基于T-S模型的蒸汽发生器水位模糊控制的开题报
告
一、选题背景
蒸汽发生器是现代工业中最为重要的热工设备之一，其在发电、化工、造纸等领域具有广泛的应用。
蒸汽发生器的水位控制是保证设备正
常运行和生产质量的重要因素之一。
传统的蒸汽发生器水位控制系统一般采用PID控制方法，但PID控
制方案依赖于准确的模型和控制参数，而蒸汽发生器的水位控制由于存
在很多因素的干扰和不确定性，导致控制效果不佳。
模糊控制方法是一种具有适应性、鲁棒性的控制方法，能够更好地
应对系统的不确定性和非线性。
因此，采用模糊控制方法进行蒸汽发生
器水位控制，能够提高系统的控制精度和稳定性，保证设备的正常运行。
二、选题内容
本课题主要研究基于T-S模型的蒸汽发生器水位模糊控制方法。
具
体内容包括：
1. 建立蒸汽发生器水位的T-S模型，分析系统的特性和控制难点。
2. 设计水位模糊控制器，采用模糊控制方法对水位进行控制。
3. 进行仿真实验，分析不同控制参数对系统控制效果的影响，并与
传统PID控制方法进行对比。
4. 在实际蒸汽发生器中进行控制实验，验证模糊控制方法在水位控
制方面的有效性。
三、研究意义
本课题研究基于T-S模型的蒸汽发生器水位模糊控制方法，在解决
传统PID控制方法难以克服的控制问题上具有一定的理论和应用价值。
通过仿真实验和控制实验的验证，探索了一种针对蒸汽发生器水位控制的新型控制方法，为实际生产中的蒸汽发生器水位控制提供了可借鉴的经验。
快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能研究快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能研究引言：作为一种新型的热工设备，快堆钠-水蒸汽发生器在核电领域具有重要的应用价值。
其主要功能是将高温钠与水进行热交换，将高温钠的热能转化为蒸汽，进而供给蒸汽动力系统。
然而，在实际应用中，快堆钠-水蒸汽发生器的热工水力稳态综合性能是保证其正常运行的关键因素之一。
因此，本文旨在探讨快堆钠-水蒸汽发生器的热工水力稳态综合性能，并提出相应的改进措施，以期为核电领域的发展提供一定的参考。
一、快堆钠-水蒸汽发生器的热工水力特性1. 热工特性：快堆钠-水蒸汽发生器的热工特性主要包括换热效率和热工过程中的温度变化等。
换热效率是指在热工过程中将高温钠的热能转化为蒸汽的能力，其值与传热面积、流体流速、温度差等因素有关。
热工过程中的温度变化是指在发生器内部，钠和水的温度如何随时间和位置而变化。
这些热工特性直接影响着发生器的整体热效率和运行稳定性。
2. 水力特性：快堆钠-水蒸汽发生器的水力特性主要包括流体流速和压力损失等。
流体流速是指钠和水在发生器内部的流动速度，其值与发生器结构和流道尺寸等因素有关。
压力损失是指在流体流动过程中，由于摩擦和阻力等原因而引起的压力变化。
水力特性对于发生器的稳定运行和流体传递起到了关键作用。
二、快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能的研究方法1. 实验研究：通过在实验室条件下建立相应的快堆钠-水蒸汽发生器模型和实验装置，对其热工水力稳态综合性能进行测试和分析。
通过改变流体流速、温度差等参数，得到不同工况下的性能数据，并进行比较和分析。
2. 数值模拟：通过建立相应的数学模型，利用计算流体力学和传热学等理论方法，对快堆钠-水蒸汽发生器的热工水力稳态综合性能进行模拟和分析。
通过改变不同参数，得到不同工况下的性能数据，并进行比较和评估。
三、快堆钠-水蒸汽发生器热工水力稳态综合性能的影响因素1. 发生器结构：发生器的结构对于热工水力稳态综合性能有着重要影响。
两相流模型在直流蒸汽发生器热工水力分析中的比较研究刘建阁;陈军;孙吉良;赖诚【摘要】The two‐phase flow field equation can be classified as three equation ,four equation ,five equation and six equation models respectively ,according to the differ‐ences of the flow and heat transfer characteristic .Based on the field equations and the related flow pressure drop model ,heat transfer model ,two‐phase interaction model , fluid state parameters and thermal properties of structure material , the design and research of the steam generation equipment and system can be properly analyzed .The characteristics and limitations of the two‐phase flow field equations with different num‐bers were analyzed .Based on the once‐through steam generator experiment data ,four different two‐phase flow field e quation models in the best‐estimate codes were adopted to calculate and analyze the flow and heat transfer characteristics ,in w hich the key issue was emphasized on comparisons of pressure and heat transfer characteristics of the forced convective flow in the process of heating the subcooled water to the superheated steam .The differences of the relevant flow field models in phase change process were listed .The prediction capabilities of the RELAP5 code and RETRAN‐3D code for once‐through steam generator were verified .The results show that the six equation model of the RELAP5 code is better than other models in simulating once‐through steam genera‐tor flow and heat transfer characteristics .%根据组成气液两相流基本场方程数量所反映的流动与传热特性的不同，两相流方程分为三方程、四方程、五方程和六方程模型，结合流动压降模型、传热模型、两相相互作用模型以及流动工质的状态参数和结构材料热物性等辅助关系式，可很好地对蒸汽产生系统进行设计和研究分析。
基于RELAP5的螺旋管蒸汽发生器热工水力程序研发与验证连强;田文喜;秋穗正;苏光辉【摘要】由于较高的换热效率和紧凑的结构设计,螺旋管式直流蒸汽发生器(HCOTSG)在多种模块化小型堆的设计中得到了广泛应用.RELAP5作为广泛应用于反应堆热工水力特性分析的大型系统程序之一,采用的热工水力关系式仅针对直管模型开发,不适用于HCOTSG一次侧和二次侧.本文选用螺旋管及横掠管束的热工水力模型,基于RELAP5程序开发了HCOTSG模块.采用实验数据及程序对比等方式对螺旋管模块的流动和换热模型进行了单独验证,利用开发的RELAP5-HCOTSG 程序针对国际革新安全反应堆(IRIS)的蒸汽发生器设计进行了整体的热工水力模拟,与原始RELAP5的计算相比,RELAP5-HCOTSG程序计算得到的热工水力参数与设计值符合良好,确认了本文开发的程序模块在HCOTSG热工水力分析中的适用性.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2019(053)006【总页数】7页(P1007-1013)【关键词】螺旋管蒸汽发生器;热工水力;模型开发;RELAP5;程序验证【作者】连强;田文喜;秋穗正;苏光辉【作者单位】西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术学院,陕西西安710049;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术学院,陕西西安710049;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术学院,陕西西安710049;西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室核科学与技术学院,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】TL333螺旋管式直流蒸汽发生器(HCOTSG)因具有较高的换热效率和紧凑的结构布置等优点，被广泛应用于一体化小型模块堆设计，如由国际联盟设计的IRIS(国际革新安全反应堆)、日本的MRX(Marine Reactor X)、韩国的SMART(System-integrated Modular Advanced Reactor)等。
