一种用于电力系统分析的高温气冷堆仿真建模方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于电力系统分析的高温气冷堆仿真建模方法。首先，基于高温气冷堆工作原理及运行特性，将其分解为多个子模块，包括堆芯中子动态模块、堆芯燃料温度模块、反射层温度模块、堆芯下腔室传热模块、堆芯上升通道传热模块、堆芯下降通道传热模块、堆芯出口联箱模块、氦风机模块、反应堆控制系统模块、旁路调节系统模块；其次，建立各子模块微分方程数学模型，模型兼顾软件可实现性；最后，基于上述建立的数学模型，在电力系统分析软件中建立高温气冷堆自定义模型，并将其与发电机模型、励磁系统模型联合构成接入电力系统的整体仿真模型，从而实现高温气冷堆核电机组和电力系统联合仿真计算的功能。本发明专利技术结构精细，模型参数意义明确、易获取，建模过程清晰，实用性强。

A simulation modeling method for high temperature gas cooled reactor for power system analysis

The invention relates to a simulation modeling method for high temperature gas cooled reactor for power system analysis. First, the working principle and running characteristic of high temperature gas cooled reactor based on decomposed into sub modules, including the core neutron dynamic module, fuel temperature module, temperature module, reflective layer core chamber heat transfer module, core module, heat rising channel core down channel heat transfer module, core outlet header module, helium fan module, reactor control system module, bypass control system module; secondly, establish the mathematical model of differential equation model module, taking into account the software can be realized; finally, the establishment of the mathematical model based on the established in high temperature gas cooled reactor in power system analysis software defined model, and with the model of generator excitation system model, combined constitute the whole simulation model is connected to the power system, so as to realize the high temperature gas cooled reactor nuclear power plant and the combined simulation of power system The function of the calculation. The structure of the invention is fine, the parameters of the model are clear, easy to be obtained, the modeling process is clear, and the practicality is strong.

【技术实现步骤摘要】
一种用于电力系统分析的高温气冷堆仿真建模方法
本专利技术属于核电机组建模仿真
，具体涉及一种用于电力系统分析的高温气冷堆仿真建模方法。
技术介绍
高温气冷堆是国际核能界公认的具有第四代核能系统特征的优选堆型。其具有固有安全性好和系统简单，全范围的负反应性温度系数；且氦冷却剂是惰性气体，化学稳定性好，不会发生相变的特点。但石墨堆芯的热容量大，因而在功率瞬态过程中热惯性很大，温度的响应较慢。分析建立并掌握用于电力系统分析的高温气冷堆一回路系统模型对未来高温气冷堆接入电力系统，保证机组与电网安全稳定运行具有重要意义。已有用于堆芯仿真分析的有基于软件的模型和线性集总参数模型。现有建立的直流蒸汽发生器模型，基于热工特性且较为复杂。但对于电力系统稳定计算而言太过复杂，且这些子系统的模型难以与PSASP和PSS/E等常用电力系统软件接口，不适用于电力系统仿真计算。当前针对高温气冷堆核电机组，无法获得实测数据，因而所搭建的模型与仿真软件的结果对比；另一方面，机理模型与实际模型之间参数的失配，可能导致模拟结果不能与实际吻合。高温气冷堆工作原理及模型参数与压水堆核电机组具有明显差异，因而需结合高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电力系统分析的高温气冷堆仿真建模方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1、基于高温气冷堆工作原理及运行特性，将其分解为多个子模块，包括堆芯中子动态模块、堆芯燃料温度模块、反射层温度模块、堆芯下腔室传热模块、堆芯上升通道传热模块、堆芯下降通道传热模块、堆芯出口联箱模块、氦风机模块、反应堆控制系统模块、旁路调节系统模块；步骤S2、基于能量守恒定律，建立高温气冷堆各子模块微分方程数学模型；步骤S3、基于步骤S2中建立的各子模块微分方程数学模型，在电力系统分析软件中，建立高温气冷堆的各子模块数学模型及整体系统自定义模型，确定自定义模型的输入量、输出量及模型参数，采用图形化编辑方式实现各子模块微...

【技术特征摘要】
1.一种用于电力系统分析的高温气冷堆仿真建模方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1、基于高温气冷堆工作原理及运行特性，将其分解为多个子模块，包括堆芯中子动态模块、堆芯燃料温度模块、反射层温度模块、堆芯下腔室传热模块、堆芯上升通道传热模块、堆芯下降通道传热模块、堆芯出口联箱模块、氦风机模块、反应堆控制系统模块、旁路调节系统模块；步骤S2、基于能量守恒定律，建立高温气冷堆各子模块微分方程数学模型；步骤S3、基于步骤S2中建立的各子模块微分方程数学模型，在电力系统分析软件中，建立高温气冷堆的各子模块数学模型及整体系统自定义模型，确定自定义模型的输入量、输出量及模型参数，采用图形化编辑方式实现各子模块微分方程及限幅、限速功能，在基础数据库的发电机及其调节器窗口设置自定义模型参数，从而将高温气冷堆自定义模型通过调速器模型导入发电机模型，进而接入电力系统模型中，实现高温气冷堆核电机组和电力系统联合仿真计算的功能。2.根据权利要求1所述的一种用于电力系统分析的高温气冷堆仿真建模方法，其特征在于：所述步骤S2中，高温气冷堆各子模块微分方程数学模型如下：所述堆芯中子动态模块，反应堆入口氦气压力恒定，氦气密度近似为常数，采用集总参数的等效单组缓发中子点堆动力学模型方程为ρ＝ρext+ρfuel+ρfeedback＝ρext+(αf+αm)ΔTF+αrΔTrρext＝Grzr式中：Nr为中子通量密度，与反应堆热功率近似存在线性关系；ρ为堆芯的反应性，ρext为外部输入反应性、ρfuel为堆芯燃料反应性、ρfeedback为温度反馈反应性；β为缓发中子组的总份额；βi为第i组缓发中子有效份额；l为平均中子寿命；λ为等效缓发中子组的延时常数；λi为第i组缓发中子衰减时间常数；C为等效单组缓发中子先驱核密度；αf为燃料温度反应性系数，αm为慢化剂温度反应性系数；αr是反射层温度反馈系数且为正值；TF为燃料元件平均温度；Tr为反射层温度；Gr是控制棒微分价值；zr是控制棒棒速；所述堆芯燃料温度模块，考虑了燃料发热份额Ff，其数学方程为

【专利技术属性】
技术研发人员：林毅，赵洁，林章岁，王力，邱柳青，黎萌，张胜峰，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国家电网公司，国网福建省电力有限公司经济技术研究院，武汉大学，
类型：发明
国别省市：福建,35