壓水堆動態(tài)實(shí)時仿真系統(tǒng)摘要壓水堆動態(tài)實(shí)時仿真系統(tǒng)是由實(shí)物模型和動態(tài)實(shí)時仿真軟件組成的半實(shí)物仿真系統(tǒng)。運(yùn)用相似原理制作了壓水堆實(shí)物模型。通過仿真模型的研究為實(shí)際壓水堆運(yùn)行提供理論指導(dǎo)，提高經(jīng)濟(jì)利益并縮短了新型壓水堆的研發(fā)周期。軟件仿真采用的是C，C,MATLAB的混合仿真技術(shù)，同時建立了實(shí)物模型與仿真軟件的良好接口，實(shí)現(xiàn)了壓水堆的半實(shí)物動態(tài)實(shí)時仿真。關(guān)鍵詞壓水堆模型，實(shí)時，動態(tài)，仿真，半實(shí)物1半實(shí)物仿真技術(shù)概述21世紀(jì)的今天，能源是限制人們生活以及進(jìn)步的一個重大問題，隨著不可再生能源的枯竭，我們需要找到一種清潔安全的能源來代替，核電當(dāng)之無愧。而壓水堆就是當(dāng)前核電技術(shù)中用得最廣泛的一種堆型，于是，我們需要建造經(jīng)濟(jì)的仿真模型來研究壓水堆的運(yùn)行特性，對避免核事故有著舉足重輕的意義。半實(shí)物半軟件仿真是把數(shù)學(xué)模型和實(shí)體模型聯(lián)系在一起運(yùn)行，構(gòu)成仿真系統(tǒng)。從系統(tǒng)的角度來看，因有實(shí)物模型的存在，從而使部件能在滿足系統(tǒng)整體性能指標(biāo)的環(huán)境中得到檢驗(yàn)，因此是提高系統(tǒng)設(shè)計可靠性和仿真真實(shí)度的一種重要方法。半實(shí)物仿真的特點(diǎn)以及需要解決問題系統(tǒng)一定是實(shí)時仿真，即仿真模型的時間標(biāo)尺必須和自然時間標(biāo)尺相同。需要解決仿真反應(yīng)堆實(shí)際數(shù)據(jù)通過相似原理變換后與仿真軟件數(shù)據(jù)的接口問題半實(shí)物仿真的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比數(shù)學(xué)仿真更接近實(shí)際。2本系統(tǒng)各部分?jǐn)?shù)學(xué)模型21堆芯中子動力學(xué)模型反應(yīng)堆中子動力學(xué)主要是討論反應(yīng)性變化時堆內(nèi)中子密度等有關(guān)參量與時間的關(guān)系。為了準(zhǔn)確描述這種關(guān)系，必須把堆內(nèi)緩發(fā)中子與瞬發(fā)中子的不同時間特性分別作不同的處理。這一點(diǎn)具有特別重要的意義。本系統(tǒng)采用六組緩發(fā)中子點(diǎn)堆方程。61IIIIDNTNTCTCT其中為1到6的整數(shù)；為堆內(nèi)平NT均中子密度,米3；為第組緩發(fā)中IC子先驅(qū)核平均濃度，米3；為反應(yīng)性；為第組緩發(fā)中1/KI子先驅(qū)核的衰變常數(shù)，秒1；為中子每代時間秒；0LK而為有限大反應(yīng)堆的中子平均壽命，秒。0L22堆芯動態(tài)熱工模型在反應(yīng)堆中，熱量由堆芯產(chǎn)生，通過燃料元件傳遞給冷卻劑。冷卻劑在蒸汽發(fā)生器中把熱量傳遞給二次側(cè)流體，形成飽和或過熱蒸汽，推動汽輪機(jī)發(fā)電。采用集總參數(shù)法得出平均燃料溫度和平均冷卻劑溫度所滿足的方程2FFEFCCFINDTTVCPAHTTWCTT其中，為燃料平均密度，千克/米3；F為冷卻劑平均密度，千克/米3；為燃CFV料體積，米3；為冷卻劑體積，米3；CV為燃料平均比熱，焦/（千克開）；FC為冷卻劑平均比熱，焦/（千克開）；AC為總換熱面積,米2；為平均等效傳熱系EH數(shù)，瓦/（米2開）；為總質(zhì)量流量；W為堆芯冷卻劑進(jìn)口溫度。INT23反應(yīng)堆水力模型NHPFWQFWZZ02SIN0PWGZZ兩相混合物平均密度，千克/米3；兩相混合物平均焓值，瓦特/米2H開；兩相混合物平均流速，米/秒；W換熱管傳熱面積，米2；F單位長度的傳熱管在單位時間內(nèi)向NQ低溫介質(zhì)的放熱量，千焦/（米秒）；兩相混合物流動阻力系數(shù)；工質(zhì)流動方向與水平方向的夾角，弧度；工質(zhì)所處的壓力，帕斯卡；P3本系統(tǒng)實(shí)物模型以及軟件的實(shí)現(xiàn)31實(shí)物模型整體（壓水堆實(shí)物模型）壓水反應(yīng)堆一回路主系統(tǒng)由反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器以及相應(yīng)管系組成。壓水反應(yīng)堆二回路系統(tǒng)由蒸汽發(fā)生器二次側(cè)、汽輪機(jī)、冷凝器、凝水泵、給水泵、給水加熱器、除氧器等主要設(shè)備組成。它以朗肯循環(huán)為基礎(chǔ)，將蒸汽發(fā)生器一次側(cè)能量輸送至汽輪機(jī)做功。32控制臺的實(shí)現(xiàn)（壓水堆控制臺）控制臺采用FPGA為主控制器核心，實(shí)現(xiàn)管道各處流量，溫度，壓力測量、控制棒棒位，蒸汽發(fā)生器，堆芯，穩(wěn)壓器等的液位測量以及控制堆芯模擬產(chǎn)熱量，主泵的功率和各閥門的開度?？紤]到FPGA的運(yùn)算速度足以達(dá)到控制這些傳感器，所以主控制器還承擔(dān)了反應(yīng)堆數(shù)據(jù)到仿真數(shù)據(jù)的接口轉(zhuǎn)換。主控制臺與上位機(jī)之間采用串口通信交換數(shù)據(jù)。33動態(tài)實(shí)時控制軟件GUI軟件仿真采用的是C，C，MATLAB的混合仿真技術(shù)，同時建立了實(shí)物模型與仿真軟件的良好接口。軟件界面采用微軟的WINDOWSPRESENTATIONFOUNDATION架構(gòu)。此方法能夠真正做到界面與邏輯代碼分離，而且與多媒體之間有良好的接口。由于C語言不適合做工程計算，所以我們選擇了通過C調(diào)用C鏈接庫的方式來實(shí)現(xiàn)仿真的底層數(shù)據(jù)處理。為了利用MATLAB提供的函數(shù)，我們的C鏈接庫采用VC60編譯器來實(shí)現(xiàn)C調(diào)用MATLAB函數(shù)和命令。這樣就實(shí)現(xiàn)了一套C，C，MATLAB的混合仿真技術(shù)。既有美觀的界面，又保證了數(shù)據(jù)實(shí)時仿真的速度。4結(jié)論以及展望本系統(tǒng)采用半實(shí)物仿真技術(shù)，利用C，C，MATLAB的混合仿真技術(shù)建立了上位機(jī)動態(tài)實(shí)時仿真軟件，并且利用相似原理制作了實(shí)物壓水堆模型。通過對轉(zhuǎn)換后的實(shí)物反應(yīng)堆數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，以及配合數(shù)學(xué)模型的仿真求解，成功研究了壓水堆的熱工水力特性，為核電站教學(xué)以及仿真機(jī)方面的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。希望在通過對模型的簡單改造后，能夠?qū)σ惑w化壓水堆提供理論指導(dǎo)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1劉向兵,李立國高等學(xué)校實(shí)施戰(zhàn)略管理的理論探討J科技信息2010232祁順生以價值為基礎(chǔ)的要素與企業(yè)JHTTP/WWWJIAOYU68COM/NEWS/CLASS/中國教育期刊學(xué)會2001023張振川現(xiàn)代企業(yè)風(fēng)險價值管理問題探討J會計研究2004034湯谷良,林長泉打造VBM框架下的價值型財務(wù)管理模式J會計研究2003125胡笑寒,萬迪昉戰(zhàn)略控制方法與管理控制方法的比較及發(fā)展研究J廣東科技HTTP/WWWCCCLWCN/NEWS/CLASS/2003046何有緣,侯蘭,任洪斌信息溝通中經(jīng)理人應(yīng)遵循的“531”策略J中國職教期刊學(xué)會HTTP/WWWJIAOYU58COM/NEWS/CLASS/2002047德國勝提高變電站電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)途徑探討J黑龍江科技信息2010368劉萍從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度分析公允價值與市場價值J中國科教期刊學(xué)會2002129王春美,閆彩英淺談企業(yè)文化建設(shè)的價值取向J生產(chǎn)力研究20010610袁改蓮,蘆震220KV小店變電站2號主變差動保護(hù)跳閘的事故分析J科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)HTTP/WWWXTDGMWCN/NEWS/CLASS/20103311周雯,邢建武新經(jīng)濟(jì)時期以來美國制造業(yè)及服務(wù)業(yè)的發(fā)展J特區(qū)經(jīng)濟(jì)20090112趙東安,楊春中國工業(yè)期刊學(xué)會關(guān)于生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)對制造業(yè)升級的影響研究韓國現(xiàn)代化經(jīng)驗(yàn)及對我國的啟示J特區(qū)經(jīng)濟(jì)20090113戴靖波Z形接地變壓器在變電站的應(yīng)用J湘潭師范學(xué)院學(xué)報自然科學(xué)版HTTP/WWWYIXUE68COM/LUNWEN/CLASS/195HTML20080114侯曉音地區(qū)變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計J北華大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版20070515顧乃華,畢斗斗,任旺兵生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)與制造業(yè)互動發(fā)展文獻(xiàn)綜述J中醫(yī)藥期刊學(xué)會HTTP/WWWYIXUE58COM/QIKAN/CLASS/20060616益瑞涵美國大學(xué)的品牌管理及啟示以馬里蘭大學(xué)為例J華南