蒸汽发生器非线性机理模型与动态特性分析

魏志伟， 王明春， 张雨飞， 王馥郁， 耿 健

(东南大学 能源与环境学院， 南京 210096)

回顾整个工业发展进程，传统化石燃料的使用导致了一系列的环境问题，其中雾霾、酸雨、温室效应、海平面上升等问题尤为突出，而核电作为一种可持续的清洁能源，是解决这一系列环境问题的重要途径之一。

蒸汽发生器(简称SG)作为核动力系统中连接核岛与常规岛的枢纽，其能否正常稳定地运行将影响整个核电机组能否经济安全运行[1]。笔者采用分块与集总参数结合的方法对SG进行机理建模，并对SG水位进行仿真与动态特性分析。其中，分块是对整个SG里的工质在不同阶段的不同状态分别考虑分析，主要分为一回路冷却剂单相段和二回路(包括下降段、热水段、沸腾段、汽水分离器段、蒸汽腔室段)[2]。集总参数是指针对以上划分的每一段采用集总参数的方法建立模型。

笔者采用机理建模的目的是从本质上将模型的物理结构更为清晰地展现出来，为SG水位控制提供可参考模型；同时提供一种完整的建模方式以及针对模型的处理办法。该模型能够更为直观地反映出设备运行的动态过程，有利于从根本上理解与分析SG工作原理，对SG水位控制的研究具有重要的参考价值。

1 机理模型

立式自然循环U形管SG内部具体结构图见图1。图2为分区后的SG模块示意图[3]，二回路工质依次从下降段出口至热水段、沸腾段以及汽水分离器，汽水分离后饱和水回流至下降段，饱和蒸汽进入蒸汽腔室。……