CN104900278A - 一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，包括顺序进行的以下步骤：1）、根据反应堆原型泵流量与阻力变化曲线，选取缩比试验装置所用的试验用泵，获得试验用泵的频率、流量以及阻力关系表；2）、绘制出试验用泵频率曲线，并根据试验用泵的频率曲线编制泵频率控制程序；3）、将上述泵频率控制程序输入到数采控制系统中，采用变频方式，控制试验用泵按照泵频率控制程序规定的曲线运转，模拟能动与非能动系统转换过程中原型泵流量与阻力特性。本发明提供的方案利于精确控制能动与非能动系统相互转换过程中试验用泵流量变化。同时，该方法也可应用于优化能动与非能动系统转换控制程序研究。

Description

一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法
技术领域
    本发明涉及核电站（厂）中对堆芯流量控制的模拟方法技术领域，特别是涉及一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法。
背景技术
在我国目前以燃煤电厂为主的能源结构形式下，减少日益严重的雾霾污染和持续增长的能源消耗的矛盾需求，对核能这一公认的清洁高效的主力能源提出了迫切强烈的期望。
非能动安全概念是八十年代提出来的一种旨在提高核电站安全性和可靠性的概念。其基本原理是依靠向下流的冷段和向上流的热段中的流体密度差，在重力作用下所产生的驱动压头来实现的自然循环流动，而不使用泵、风机等能动部件，利用自然循环方式导出反应堆堆芯余热，保证反应堆堆芯不被烧毁。非能动安全技术作为先进压水堆核电站的主要特点受到了核电发达国家的重视，美国西屋公司的AP600和AP1000、欧洲的EPP1000、日本的SPWR、俄罗斯的 VVER1000等都采用了非能动安全技术。
世界核技术强国在研究和开发新的非能动安全技术时，均建设了非能动安全系统试验装置，开展了大量的综合模拟验证试验，为核电技术安全审评提供了最重要的依据。由于反应堆原型及其系统规模大，非能动安全系统试验装置都是按照一定模拟准则建设缩比试验装置（缩比模型）。即按某一比例建设试验台架并开展试验，此时试验装置的流量小于原型系统，因此，试验用泵额定流量较小，其水力学特性与原型泵的水力学特性存在明显差异，如泵的启动和惰转特性等，这种差异会导致能动与非能动系统相互转换过程中流量变化情况与原型泵不一致，这必然会影响试验结果的准确性和可靠性。以原型泵参数为依据，精确控制能动与非能系统相互转换过程中流量变化，进一步提升非能动安全系统模拟试验结果的可靠性，是现有核动力技术试验阶段所需亟待解决的重要科研问题。
发明内容
针对上述精确控制能动与非能系统相互转换过程中流量变化，进一步提升非能动安全系统模拟试验结果的可靠性，是现有核动力技术试验阶段所需亟待解决的重要科研问题的问题，本发明提供了一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法。
为解决上述问题，本发明提供的一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法通过以下技术要点来解决问题：一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，包括顺序进行的以下步骤：
1）、根据反应堆原型泵流量与阻力变化曲线，按照缩比试验装置确定的比例模拟准则，选取缩比试验装置所用的试验用泵，获得试验用泵的频率、流量以及阻力关系表；
2）、根据反应堆原型泵在能动与非能动转换过程中流量与阻力变化曲线，并基于试验用泵的频率、流量与阻力关系表，绘制出试验用泵频率曲线，并根据试验用泵的频率曲线编制泵频率控制程序；
3）、将上述泵频率控制程序输入到数采控制系统中，采用变频方式，控制试验用泵按照泵频率控制程序规定的曲线运转，模拟能动与非能动系统转换过程中原型泵流量与阻力特性。
具体的，本发明提出一种基于变频技术精确控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，以上反应堆原型泵流量与阻力变化曲线即为反应堆原型泵在能动与非能动转换过程中的实测流量与阻力，以上试验用泵的频率与流量关系表即为得到试验用泵在不同的流量下对应的频率，以在步骤2）中根据反应堆原型泵在能动与非能动系统转换过程中的实测流量与阻力变化为依据，整合对应的试验用泵频率和流量关系，即得到所谓的试验用泵频率曲线，该步骤得到频率曲线的要求为确保试验用泵在变频条件下的流量与阻力变化曲线能够反映反应堆原型泵的特性，并在步骤3）中录入上述试验用泵频率变化，最终通过变频方式控制试验用泵的频率，达到实现试验用泵流量控制的目的，完成能动与非能动循环堆芯流量的转换。
以上过程中，通过对不同频率下试验用泵流量进行标定，根据额定工况点能动与非能动系统相互转换过程中原型泵流量变化曲线，编制相应的试验用泵频率控制程序，实现对能动与非能动系统相互转换过程中堆芯流量变化的精确控制。作为本领域的技术人员，该方法也可应用于优化能动与非能动系统转换控制程序研究。
更进一步的技术方案为：
为利于对试验用泵流量输出的控制精度，在步骤1）中，在试验用泵的频率与流管关系表中，相邻的频率差不大于0.01Hz。
作为一种具体的试验用泵频率与流量关系表的获得方式，在步骤1）中，获得试验用泵的频率与流量关系表通过以下方式进行：使试验用泵在T0时间内流量从0均匀上升到额定流量或从额定流量均匀下降到0，设定流量记录梯度，在试验用泵流量变化过程中，每当试验用泵的实际流量变化值达到流量记录梯度时，即记录一次试验用泵的频率。在该方式中，T0为任意正数，以便于获得试验用泵的额定流量范围内任意输出流量对应的频率值，以便于能动与非能动系统转变时反应堆关键参数的控制，同时通过改变T0的数值，便于研究不同流量改变速率对能动与非能动系统转变时反应堆关键参数的影响。
为利于对试验用泵流量输出的控制精度，所述流量记录梯度的数值不大于试验用泵额定流量的千分之一。
本发明具有以下有益效果：
本发明中，通过对不同频率下试验用泵流量进行标定，根据额定工况点能动与非能动系统相互转换过程中原型泵流量变化曲线，编制相应的试验用泵频率控制程序，实现对能动与非能动系统相互转换过程中堆芯流量变化的精确控制，有利于进一步提升非能动安全系统模拟试验结果的可靠性。
根据额定原型泵流量变化曲线以及试验用泵的标定结果，编制相应的试验用泵频率控制程序，不仅实现对堆内流量的精确控制，同时，运用该方法可实现堆芯流量线性增加或减小，因此可探索不同流量改变速率下能动与非能动系统相互转换过程中堆芯热工水力特性，优化反应堆能动与非能动系统转换控制程序。
附图说明
图1为本发明所述的一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法一个具体实施例的步骤流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，用于针对：以原型泵参数为依据，精确控制能动与非能系统相互转换过程中流量变化，进一步提升非能动安全系统模拟试验结果的可靠性，是现有核动力技术试验阶段所需亟待解决的重要科研问题。通过本发明提供的方法可达到以下技术效果：利于精确控制能动与非能动系统相互转换过程中核反应堆堆芯的流量；同时，该方法也可应用于优化能动与非能动系统转换控制程序研究。下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1所示，一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，包括顺序进行的以下步骤：
1）、根据反应堆原型泵流量与阻力变化曲线，按照缩比试验装置确定的比例模拟准则，选取缩比试验装置所用的试验用泵，获得试验用泵的频率、流量以及阻力关系表；
2）、根据反应堆原型泵在能动与非能动转换过程中流量与阻力变化曲线，并基于试验用泵的频率、流量与阻力关系表，绘制出试验用泵频率曲线，并根据试验用泵的频率曲线编制泵频率控制程序；
3）、将上述泵频率控制程序输入到数采控制系统中，采用变频方式，控制试验用泵按照泵频率控制程序规定的曲线运转，模拟能动与非能动系统转换过程中原型泵流量与阻力特性。
本实施例提出一种基于变频技术精确控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，以上反应堆原型泵流量与阻力变化曲线即为反应堆原型泵在能动与非能动转换过程中的实测流量与阻力，以上试验用泵的频率与流量关系表即为得到试验用泵在不同的流量下对应的频率，以在步骤2）中根据反应堆原型泵在能动与非能动系统转换过程中的实测流量与阻力变化为依据，整合对应的试验用泵频率和流量关系，即得到所谓的试验用泵频率曲线，并在步骤3）中录入上述试验用泵频率变化，最终通过变频方式控制试验用泵的频率，达到实现试验用泵流量控制的目的，完成能动与非能动循环堆芯流量的转换。
以上过程中，通过对不同频率下试验用泵流量进行标定，根据额定工况点能动与非能动系统相互转换过程中原型泵流量变化曲线，编制相应的试验用泵频率控制程序，实现对能动与非能动系统相互转换过程中堆芯流量变化的精确控制。作为本领域的技术人员，该方法也可应用于优化能动与非能动系统转换控制程序研究。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，为利于对试验用泵流量输出的控制精度，在步骤1）中，在试验用泵的频率与流管关系表中，相邻的频率差不大于0.01Hz。
作为一种具体的试验用泵频率与流量关系表的获得方式，在步骤1）中，获得试验用泵的频率与流量关系表通过以下方式进行：使试验用泵在T0时间内流量从0均匀上升到额定流量或从额定流量均匀下降到0，设定流量记录梯度，在试验用泵流量变化过程中，每当试验用泵的实际流量变化值达到流量记录梯度时，即记录一次试验用泵的频率。在该方式中，T0为任意正数，以便于获得试验用泵的额定流量范围内任意输出流量对应的频率值，以便于能动与非能动系统转变时反应堆关键参数的控制，同时通过改变T0的数值，便于研究不同流量改变速率对能动与非能动系统转变时反应堆关键参数的影响。
为利于对试验用泵流量输出的控制精度，所述流量记录梯度的数值不大于试验用泵额定流量的千分之一。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，其特征在于，包括顺序进行的以下步骤：
1）、根据反应堆原型泵流量与阻力变化曲线，按照缩比试验装置确定的比例模拟准则，选取缩比试验装置所用的试验用泵，获得试验用泵的频率、流量以及阻力关系表；
2）、根据反应堆原型泵在能动与非能动转换过程中流量与阻力变化曲线，并基于试验用泵的频率、流量与阻力关系表，绘制出试验用泵频率曲线，并根据试验用泵的频率曲线编制泵频率控制程序；
3）、将上述泵频率控制程序输入到数采控制系统中，采用变频方式，控制试验用泵按照泵频率控制程序规定的曲线运转，模拟能动与非能动系统转换过程中原型泵流量与阻力特性。
2.根据权利要求1所述的一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，其特征在于，在步骤1）中，在试验用泵的频率与流管关系表中，相邻的频率差不大于0.01Hz。
3.根据权利要求1所述的一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，其特征在于，在步骤1）中，获得试验用泵的频率与流量关系表通过以下方式进行：使试验用泵在T0时间内流量从0均匀上升到额定流量或从额定流量均匀下降到0，设定流量记录梯度，在试验用泵流量变化过程中，每当试验用泵的实际流量变化值达到流量记录梯度时，即记录一次试验用泵的频率。
4.根据权利要求3所述的一种控制能动与非能动系统转换过程中泵流量的模拟方法，其特征在于，所述流量记录梯度的数值不大于试验用泵额定流量的千分之一。
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