压水堆动态实时仿真系统由实物模型和动态实时仿真软件等系统组成。实物模型采用有机透明材料制作运用相似替代原理制作中国首例1∶10的压水堆仿真模型，通过仿真模型的研究为实际压水堆运行提供理论指导，提高经济利益并缩短了新型压水堆的研发周期。软件仿真采用的是VC++与MATLAB的混合仿真技术，同时建立了实物模型与仿真软件的良好接口，实现了压水堆动态实时监测与控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是 专利是一种利用压水反应堆实物模型与数学模型结合的仿真系统。
技术介绍
压水堆是目前比较广泛采用的核反应堆。目前已有的压水堆的仿真主要分为如下三类一类是三维仿真模型，但这种仿真模型的展示效果不够直观，不能够很好的体现反应堆的具体结构；另一类为简化条件建立数学计算模型的仿真，这种方法缺乏实际参数校正，存在误差较大；还有一类是半实物模型半软件仿真，现在能看到的反应堆实物模型主要有展示核电站一回路结构的解剖模型和全核电站的静态实物模型，不能动态运行。运用在科研仿真上的实物模型也都是基于硬件微机模拟的。
技术实现思路
本专利技术的要点是实物模型部分以中广核900丽压水堆为母型，按相似原理I 10制作。包含控制台、测量系统、堆芯、三个蒸汽发生器、稳压器、主泵、化容系统、汽轮机、管道、低压加热器、高压加热器、热阱、冷凝器、发电系统和蓄水桶。数学模型部分包含堆芯仿真、蒸汽发生器仿真、稳压器控制仿真、主泵仿真和汽轮机仿真。I、控制台控制台类似核电站的操作台，可以实现对模型中所有可操作设备的控制，实现远程操作。其上包括控制棒、加热器、主泵、给水泵，循环水泵等，温度显示及设置，加热电压电流显示。控制棒的有手动控制和自动控制。手动控制用于起堆、正常停堆及事故时紧急停堆；自动控制用于正常运行时的温度自动调节。自动控制还能够对模型的运行进行检测，出现温度异常升高或操作失误等时，发出警告信号，并在必要时开启紧急停堆程序，保证堆芯的安全。控制台采用ALTER公司的Cyclone系列FPGA EP1C6Q240C8为控制核心。采用AD公司新推出的16案位Σ -AA/D7705转换器和PT100钼电阻组成温度测量电路。采用扩散硅压力变送器4-20mA 0-10-1. 6恒压供水压力传感器构成压力测量电路。采用LWGY系列涡轮流量传感器构成液体流量测量电路。采用L298H桥电机驱动电路和光耦合组成步进电机控制电路。采用MAX3232组成串口通信电路。完成实物堆控制以及数据接口转换。实物参看附图I。2、堆芯堆芯采用栅格结构，外层为方形钢管，用于表示反应堆内的燃料组件及其结构；里面设置加热元件及蓝色LED灯，模拟核燃料裂变产热的过程。控制棒提升机构采用双步进电机夹持运作。参看附图2。数学模型假设集总参数法、点堆模型、堆芯的热传递过程等效为一根元件棒的传热过程。采用6组缓发中子的点堆中子动力学方程权利要求1.一套基于实物模型的压水堆半实物仿真系统，它包括一个反应堆模型、三个蒸汽发生器、一个稳压器、一个汽轮机、一个凝汽器、一个冷却水箱、一个控制台、管道结构、控制台、数学模型、软件仿真图形化界面程序。本专利技术是用于建立动态可视化的压水堆实物模型以及软件仿真程序，运用相似替代原理，模拟压水堆一回路、二回路包括反应堆、蒸汽发生器、稳压器、汽轮机、凝汽器、给水系统。并在此基础上增加了一、二回路温度压力监测，一回路的温度控制系统，二回路的给水-蒸汽循环控制，用于启动过程中的温度控制及稳定运行时的恒温控制；建立类似核电站操作台的控制面板，实现对模型整体的远距离控制。2.根据权利要求I所述原理其特征是通过相似原理，来解决对压水堆的动态可视化模型的物理实现上的困难，即用电热管代替燃料棒，用常温常压下接近沸腾的纯水代替压水堆一回路的高温高压的轻水，用乙酸水溶液(沸点小于70°C)代替二回路的高温高压水蒸气。这样，既能模拟压水堆运行的原理，又降低了设备所需的温度和压强值。3.根据权利要求I所述的可视化方法，其特征是非换热部件使用有机玻璃材质。4.根据权利要求I所述装置，其特征是对压水堆结构进行合理的简化，简化的原则是简化后让能够展示压水堆的结构，不失客观性。5.根据权利要求1，4，所述的反应堆结构，其特征在于堆芯采用栅格结构，外层为方形钢管，用电热管代替燃料棒。控制棒通过电动机带动，依靠电磁铁的电磁力使得电动机的转轴上的橡胶转轮紧靠在控制棒上，电动机的正反转即可带动电动机上下运动。6.根据权利要求1，4，所述的蒸汽发生器结构，其特征在于每台有相应的循环泵，采用单机立式离心泵，外壳为有机玻璃以利观察，换热管选用316#不锈钢无缝制造的U型钢管。7.根据权利要求1，4所述的稳压器结构，其特征是稳压器主体为有机玻璃材料，为圆柱体薄壁，下方通过管道与一回路连接，中央安装侵入式电热管模型，用于给稳压器内液体加热，稳压器顶部为半球形，装有冷水喷射装置。8.根据权利要求1，4所述的汽轮机结构，其特征是主体使用有机玻璃材质的薄壁圆柱体，中间用隔板分开，形成两个腔室，分别作为汽轮机的高压缸和低压缸，隔板中间开洞，嵌入轴承，汽轮机轴通过它连接两个缸的叶轮，叶轮选用316#不锈钢无缝钢管，模拟kmi公司的1300kw饱和汽轮机组制作。9.根据权利要求1，4所述的凝汽器，其特征是凝汽器为箱式凝汽器，内部为密集排列的抗腐蚀钢管作为冷却管，然后蒸汽通过凝汽器入口的扩张管进入，实现对蒸汽的冷凝。凝结溶液汇入集水箱，通过给耐酸耐碱化工泵送回蒸汽发生器，实现给水-蒸汽循环。10.根据权利要求1，4所述的控制台，其特征是控制台采用FPGAEP1C6Q240C8为控制核心，可以实现对模型中所有电器设备的控制，实现远程操作。其上包括加热、主泵、控制系统、给水泵，循环水泵等供电开关，温度显示及设置，加热电压电流显示以及紧急停堆按钮。全文摘要压水堆动态实时仿真系统由实物模型和动态实时仿真软件等系统组成。实物模型采用有机透明材料制作运用相似替代原理制作中国首例1∶10的压水堆仿真模型，通过仿真模型的研究为实际压水堆运行提供理论指导，提高经济利益并缩短了新型压水堆的研发周期。软件仿真采用的是VC++与MATLAB的混合仿真技术，同时建立了实物模型与仿真软件的良好接口，实现了压水堆动态实时监测与控制。文档编号G05B17/02GK102629110SQ20121010522公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日专利技术者付玉堂, 余大利, 朱明章, 李燕, 江一鸣 申请人:付玉堂, 余大利, 朱明章, 李燕, 江一鸣本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余大利，朱明章，付玉堂，李燕，江一鸣，
申请(专利权)人：余大利，朱明章，付玉堂，李燕，江一鸣，
类型：发明
国别省市：
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