Моделирование переходных процессов

С использованием констант главы 1 моделируем несколько переходных процессов (расчетная программа представлена на рисунках 16-20):

1-ый случай, когда оба коэффициента усиления равны 0 (СУЗ отключена) показан на рисунке 4,5

 

 

 

 

Рисунок 4 – Графики переходных процессов относительной нейтронной мощности, и нормированного расхода, когда оба коэффициента усиления равны 0

 

 

 

 

Рисунок 5 – Графики переходных процессов положения стержней СУЗ, и температур, когда оба коэффициента усиления равны 0

 

Изменение давления и относительной нейтронной мощности при неизменных расходах идет как реакция на перерасчет температур от начальных значений до вычисленных из уравнений.

 

 

2-ой случай, добавляем коэффициент усиления по отклонению (равный 1). СУЗ начинает реагировать на изменения давления изменением нейтронной мощности) Показан на рисунке 6,7.

 

 

Рисунок 6 – Графики переходных процессов относительной нейтронной мощности, и нормированного расхода, когда коэффициент усиления по отклонению равен 1, а по скорости равен 0.

 

 

 

 

Рисунок 7 – Графики переходных процессов положения стержней СУЗ, и температур, когда коэффициент усиления по отклонению равен 1, а по скорости равен 0.

Видно срабатывание СУЗ при достижении уставки по отклонению давления, после этого нейтронная мощность и давление начинают снижаться, давление доходит до нового установившегося значения, а нейтронная мощность начинает возрастать за счет обратных связей по температуре.

3-ий случай, добавляем коэффициент усиления по скорости (равен 1). Показан на рисунке 8,9.

 

 

Рисунок 8 – Графики переходных процессов относительной нейтронной мощности, и нормированного расхода, когда коэффициенты усиления по отклонению и скорости равны 1.

 

 

Рисунок 9 – Графики переходных процессов положения стержней СУЗ, и температур, когда коэффициенты усиления по отклонению и скорости равны 1.

 

 

4-ый случай, увеличиваем коэффициент усиления по скорости до 10. Показан на рисунке 10,11.

 

 

Рисунок 10 – Графики переходных процессов относительной нейтронной мощности, и нормированного расхода, когда коэффициент усиления по отклонению равен 1, а по скорости равен 10.

 

 

 

Рисунок 11 – Графики переходных процессов давления, положения стержней СУЗ, и температур, когда коэффициент усиления по отклонению равен 1, а по скорости равен 10.

Система явно начинает реагировать не только на отклонение, но и на скорость изменения давления.

 

 

5-ый случай, убираем коэффициенты усиления и меняем расход пара на турбину на 200-ой секунде до 0,95 от номинального. Показан на рисунке 12,13.

 

 

Рисунок 12 – Графики переходных процессов относительной нейтронной мощности, и нормированного расхода, при изменении расхода, когда коэффициенты усиления равны 0.

 

 

Рисунок 13 – Графики переходных процессов положения стержней СУЗ, и температур, при изменении расхода, когда коэффициенты усиления равны 0.

 

При уменьшении расхода на турбину происходит увеличение давления в парогенераторе, а также увеличение температур на входе и выходе в активную зону. Увеличение температур приводит к уменьшению нейтронной мощности за счет обратных связей по температуре (Доплер эффект в топливе) и реактор сам приходит в новое установившееся состояние с меньшей мощностью.

6-ой случай, устанавливаем значения коэффициентов усиления по отклонению и скорости равными 1 и 10 соответственно, изменяем расход на турбину до 0,95 от номинального на 200-ой секунде, а затем возвращаем номинальный расход на 400-ой секунде. Показан на рисунке 14,15.

 

 

 

Рисунок 14 – Графики переходных процессов относительной нейтронной мощности, и нормированного расхода, при изменении расхода, когда коэффициенты усиления равны 1 и 10.

 

 

 

 

 

Рисунок 15 – Графики переходных процессов положения стержней СУЗ, и температур, при изменении расхода, когда коэффициенты усиления равны 1 и 10.

На 200 секунде СУЗ начинает сразу же реагировать на скорость увеличения давления и нейтронная мощность начинает снижаться, вслед за ней с запаздыванием следует давление, которое с некоторой ошибкой регулирования устанавливается на новом значении. При возвращении номинального расхода на 400-ой секунде происходит обратный процесс.

 

Рисунок 16 – Программа расчета в Mathcad

Рисунок 17 – Программа расчета в Mathcad

Рисунок 18 – Программа расчета в Mathcad

Рисунок 19 – Программа расчета в Mathcad

Рисунок 20 – Программа расчета в Mathcad

Рисунок 20 – Программа расчета в Mathcad

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе работы была описана модель, позволяющая расчётным путем моделировать динамические процессы, происходящие в парогенераторе реактора ВВЭР 640. Получены и исследованы графики различных переходных процессов.