ClassifiedIndex:
U.D.C:
ADissertationfortheDegreeofM.Eng
ResearchonRefinedSimulationModelof
SecondaryHeatExchanger
Candidate:YaoRui
Supervisor:Pro.TianZhaofei
AcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineering
Specialty:NuclearScienceandTechnology
DateofSubmission:April,2023
DateofOralExamination:May,2023
University:HarbinEngineeringUniversity
二回路换热设备精细化仿真模型研究
摘要
二回路系统是核动力系统能量传递、转化和生产的重要系统。计算机仿真技术在
核动力装置仿真领域的广泛应用，使二回路换热设备的精细化建模仿真越发受到重视。
设备精细化仿真模型，能够提供二回路设备的详细参数分布信息，为核动力系统高效
运行提供仿真研究和决策支持。
二回路换热设备的精细化仿真建模工作，需要设备层面的建模验证和系统层面的
联合调试。在设备层面的建模工作中，结合二回路换热设备建模研究中的基本思路，
建立换热器精细化模型；在系统层面的调试工作中，运用建立的换热设备精细化模型，
与流网系统耦合调试、计算验证。
针对给水加热器的精细化建模研究，本文采用不同管程划分的给水加热器精细化
仿真模型。在给水加热器分区分节点建模方法的基础上，根据壳侧水位和不同管程区
域进行精细化分区。模型能够提供多分区多节点的参数分布信息，并在多个计算工况
下对其进行验证分析。
针对凝汽器的精细化建模研究，本文采用分区分节点的凝汽器精细化仿真模型。
建立热井除氧模型和旁路排放扩容器模型，拓宽凝汽器仿真模型的参数求解范围；采
用“均匀分割-等效计算”的计算方式，动态计算凝汽器在水位波动工况下的壳侧水位、
换热面积和管侧流量。在多个计算工况下对凝汽器精细化模型进行仿真验证。
针对除氧器的精细化建模研究，本文采用给水液滴分群的除氧器精细化仿真模型。
结合分区建模方式，引入给水液滴分布关系，将雾化液滴按直径大小划分液滴群，建
立给水液滴分群模型；采用传质双膜理论，建立传质除氧计算模型。模型能够提供传
热和传质过程的参数信息，并在多个工况下对其进行计算验证。
最后，本文针对所建给水加热器、凝汽器、除氧器精细化仿真模型，采用数据耦
合方式，完成二回路换热设备精细化仿真模型与流网系统的联合计算，并验证本文所
建设备精细化模型的有效性。
关键字：二回路系统；换热设备；精细化模型；联合调试
I
二回路换热设备精细化仿真模型研究
ABSTRACT
Thesecondarysystemisanimportantsystemforenergytransfer,conversion,and
productioninnuclearpowersystems.Thewidespreadapplicationofcomputersimulation
technologyinthefieldofnuclearpowerplantsimulationhasledtoincreasingattentiontothe
refinedmodelingandsimulationo