高溫氣冷堆氣體透平循環(huán)分析及堆芯動態(tài)仿真研究.pdf

1、高溫氣冷堆作為第四代核反應(yīng)堆六種先進堆型之一，是一種技術(shù)先進、安全性好、用途廣泛、有發(fā)展前景的反應(yīng)堆,將其與氣體透平相結(jié)合，構(gòu)成高溫氣冷堆氣體透平循環(huán)，利用高溫氣冷堆產(chǎn)生的750－950℃的高溫氣體直接進入透平進行清潔高效發(fā)電，能夠突破蒸汽循環(huán)的溫度限制，并采用中間冷卻和回熱等技術(shù)提高效率，從而成為研究高溫氣冷堆高效率發(fā)電的一個重要方向。 本文主要做了以下幾方面的工作： 對氦氣、氮氣和二氧化碳三種工質(zhì)及它們以不同比例混合

2、的工質(zhì)熱物性作了比較，進而對其在高溫氣冷堆閉式布雷頓循環(huán)中的傳熱性能、壓力損失和透平機械所需級數(shù)進行分析。 以帶有回熱器、中間冷卻器和預(yù)冷器的高溫氣冷堆直接氣體透平循環(huán)為研究對象，比較了高溫氣冷堆氣體透平循環(huán)在采用氦氣、氮氣和二氧化碳及不同比例混合物作為工質(zhì)時的循環(huán)效率，并對不同參數(shù)（如透平進口溫度、壓損率、回熱度等）變化對循環(huán)效率的影響進行了研究。 在對高溫氣冷堆氣體透平循環(huán)理論分析的基礎(chǔ)上，為了研究高溫氣冷堆的動態(tài)特

3、性，建立了高溫氣冷堆集總參數(shù)的數(shù)學模型；根據(jù)高溫氣冷堆的工作流程，運用模塊化建模方法，在MATLAB/Simulink仿真平臺上建立了高溫氣冷堆的模塊化動態(tài)仿真模型；針對典型動態(tài)階躍變化，進行了高溫氣冷堆各主要運行參數(shù)的動態(tài)響應(yīng)特性的仿真分析。 本文所作的工作為高溫氣冷堆氣體透平循環(huán)在工質(zhì)選擇方面提供了一定的參考，對高溫氣冷堆的動態(tài)特性進行了初步預(yù)測，為高溫氣冷堆的設(shè)計和控制系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ)，并且為以后進行高溫氣冷堆氣體透平