一种超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法，满负荷运行时，CO

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法
本专利技术属于先进核反应堆系统运行策略和热工水力计算
，具体涉及一种超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法。
技术介绍
超临界二氧化碳S-CO2布雷顿循环具有系统结构紧凑、设备布置简单、和在中等工作温度下实现高循环效率等优势，有利于核反应堆系统小型化、高效化技术的实现，在空间站、船舶推进、和民用发电站具有巨大应用潜景。尤其是超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统可以消除间接布雷顿循环系统中所需的中间热交换器，进一步提高反应堆系统的紧凑性和经济性。因此，新型的超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统引起了广泛的关注。在系统启动、停机过程中，变负荷操作是重要的运行过程。此外，应用于小电网、空间站和船舶等场景中，对核反应堆系统的负荷跟随能力也有较高需求。因此，变负荷运行是超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统的一个重要研究方向。由于超临界二氧化碳布雷顿循环系统具有涡轮机械同轴定转速、压缩机入口运行在临界点附近、超临界二氧化碳在临界点附近物性具有强烈非线性变化等、气冷反应堆负反馈弱等特性，增加了超临本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法，其特征在于，工质在气轮机内做功，驱动转动轴旋转，带动压缩机为整个循环回路提供工质流动的驱动力，发电机向外电网提供需要的负荷；满负荷运行时，CO

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法，其特征在于，工质在气轮机内做功，驱动转动轴旋转，带动压缩机为整个循环回路提供工质流动的驱动力，发电机向外电网提供需要的负荷；满负荷运行时，CO2工质在反应堆内加热升温后，流入气轮机内膨胀做功，产生的气轮机乏气在回热器内释放部分热量后，进入预冷器经冷却水冷却到目标温度，经压缩机入口进入压缩机增压，再流入回热器吸收气轮机乏气的能量，重新回到反应堆，完成整个循环过程；当部分负荷工况运行时，通过发电机功率控制系统实现发电机功率同电网需求的匹配；通过压缩机入口温度控制系统实现负荷运行过程中压缩机入口温度的调控；通过压缩机阻塞保护系统确保压缩机远离阻塞运行区域；反应堆的功率通过堆芯功率控制系统依靠反应性反馈自动调节，实现反应堆功率跟随发电机功率变化的自动调节，削弱瞬态过程对系统关键参数的扰动，实现超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统在全负荷范围内的负荷跟踪能力。


2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法，其特征在于，发电机功率控制系统采用上回路旁通阀维持气轮机轴转速恒定，实现发电机功率同电网需求的匹配，通过调节上回路旁通阀的开度，改变气轮机的工质流量和功率。


3.根据权利要求2所述的超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法，其特征在于，以气轮机转速同额定转速的偏差作为控制系统的输入信号，根据发电机功率控制系统器的输出信号，得到上回路旁通阀的开度fopening(t)为：
fopening(t)＝fopening(0)+u(t)
其中，fopening(0)为阀门初始开度；u(t)为发电机功率控制器输出信号。


4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法，其特征在于，压缩机入口温度发生变化时，压缩机入口温度控制系统将压缩机入口实际温度同目标值的偏差作为输入信号送入到PI控制中，根据控制器输出信号改变预冷器冷却水的质量流量，维持压缩机入口温度恒定。


5.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳直接冷却反应堆系统用负荷跟踪方法，其特征在于，当前时间的冷却水质量流量为：



其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴攀，高春天，单建强，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61