U型管蒸汽发生器的简化集总参数动态模型

张永生 马运义 高 伟 唐 滢 王 强

1中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064

2华中科技大学 能源与动力工程学院，湖北 武汉 430074

U型管蒸汽发生器的简化集总参数动态模型

张永生1马运义1高 伟2唐 滢1王 强1

1中国舰船研究设计中心，湖北 武汉 430064

2华中科技大学 能源与动力工程学院，湖北 武汉 430074

根据U型管蒸汽发生器（UTSG）的工作原理和基本的质量、能量守恒方程，建立了一种UTSG简化的集总参数动态数学模型。采用模块化建模的思想，对UTSG进行了标准化封装，运用Matlab／Simulink仿真模块进行求解。结果表明：该简化模型能够较好地反映UTSG各主要参数的动态变化趋势，可与其它模型一起构成核动力二回路的实时仿真系统。

U型管；蒸汽发生器；集总参数；动态模型

1 引言

U型管蒸汽发生器（UTSG）是核动力装置中连接一回路与二回路的枢纽设备，起着将一回路冷却剂的热量传递给二回路的水，使之产生饱和蒸汽的重要作用。国内外学者对UTSG的研究可以说是方兴未艾，新的模型和新的控制方法不断地被提出。Irving等［1］从质量平衡的角度提出了SG的一种分段线性简化数学模型，考虑了影响SG水位的3个主要因素：容积效应、非最小相、给水引起的水位振荡。Zhao等［2］根据蒸汽发生器的物理过程和专家经验，建立了SG的传递函数数学模型，但是没考虑参数的时变和模型的非线性因素。Kim［3］研究了2个自由度PID控制器的调整算法，考虑了给水流率、蒸汽流率、给水温度和冷却剂温度对水位的影响。但是，上述模型均为半经验模型，没有考虑除水位以外其它参数的动态变化，如蒸汽压力、蒸汽温度、焓值等参数。……