ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Готовая работа не предполагает план (Содержание)

Весь текст будет доступен после покупки

Разработка и исследование сложных технических систем, к которым относятся объекты энергетики, требует применения современных методов вычислительной математики. В данной работе рассматривается применение методов имитационного моделирования для решения комплексной задачи анализа гидродинамических и тепловых процессов. В качестве объекта математического моделирования выбрана система охлаждения энергоблока, функционирование которой сопряжено с необходимостью учета множества переменных параметров.
Ключевой задачей математического моделирования в данном контексте является описание гидродинамических процессов в системе оборотного водоснабжения. Для ее решения в работе используется инструментарий программного комплекса SimInTech, позволяющий реализовать имитационную модель, отражающую динамику работы системы при различных внешних воздействиях и нагрузках. Верификация модели выполнена на примере анализа режимов работы башенной градирни в условиях максимальной производительности энергоблока.

____________________
© Данилов А. Д., Башкиров Г. А., 2026

Разработанная имитационная модель в среде SimInTech позволяет перейти от изучения стационарных состояний к анализу переходных процессов и многофакторной оптимизации. Модель описывает функционирование системы охлаждения как динамического объекта, реакция которого зависит от комбинации входных параметров: технологической нагрузки, климатических факторов (температура, влажность, ветер) и диспетчерских ограничений.

Весь текст будет доступен после покупки

Материалы и методы
Для построения математической модели работы испарительной градирни необходимо формализовать физические процессы, протекающие в системе «вода-воздух». С точки зрения математического моделирования, градирня представляет собой сложную динамическую систему с распределенными параметрами, где ключевыми являются уравнения тепломассообмена между жидкой и газовой фазами. Процесс диспергирования воды (распыление через форсунки) в данном контексте рассматривается как механизм увеличения удельной поверхности фазового контакта.
Математическое описание процесса охлаждения базируется на совместном решении уравнений теплового баланса и массопереноса. В модели учитывается, что охлаждение достигается за счет двух составляющих: конвективного теплообмена (разница температур воды и воздуха) и испарительного охлаждения (фазовый переход части жидкости).
Практическое применение башенных испарительных градирен наглядно демонстрирует опыт Нововоронежской АЭС-2, где градирни играют критическую роль в системе охлаждения энергоблоков. Оросительное устройство градирни сегментировано на автономные зоны, каждая из которых оснащена индивидуальной системой водораспределения, запорной арматурой для отключения/включения зоны и контрольно-измерительными приборами (датчиками температуры, расхода, веса оросителя), а в зависимости от эксплуатационного режима (нагрузка энергоблока, температура наружного воздуха, требуемая глубина охлаждения) активируются различные комбинации зон — например, при низкой нагрузке работает 1–2 зоны, что снижает энергозатраты на циркуляцию воды и воздуха, в летний период при высоких температурах включаются все зоны для обеспечения максимального теплосъёма, а при переходных режимах возможно поэтапное подключение зон для плавного регулирования. Такой подход позволяет гибко адаптировать работу градирни к изменяющимся условиям, минимизировать энергозатраты на эксплуатацию, продлить срок службы оборудования за счёт снижения нагрузок в щадящих режимах, а также обеспечить резервирование — при выходе из строя одной зоны остальные продолжают работу (рисунок 1).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Поваров В.П., Стацура Д.Б., Усачев Д.Е. Опыт эксплуатации и пути повышения эффективности работы системы технического водоснабжения энергоблоков № 1, 2 Нововоронежской АЭС-2. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2020. (2). С. 5-16.
2. Гусев И.Н., Соловьев Б.Л., Падун С.П., Майорова М.М. Развитие системы интеллектуальной поддержки оператора на энергоблоке № 1 НВАЭС-2. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2019. (3). С. 5-15. DOI 10.26583/npe.2019.3.01
3. Асмолов В.Г., Гусев И.Н.., Казанский В.Р., В.П. Поваров В.П., Д.Б. Стацура Д.Б. Головной блок нового поколения – особенности проекта ВВЭР-1200. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2017. (3). С. 521. UDC 621.039
4. Малинина Т.В., Чишко С.Д. Сравнительная оценка эффективности АЭС и КЭС в электроэнергетике. Научно-технические ведомости СПбГПУ, (10), 2017. DOI: 10.18721/JE.10107
5. Ростунцова И.А., Шевченко Н.Ю. Оценка эффективности схем модернизации системы технического водоснабжения АЭС. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований (9), 2015. UDC 621.311

Весь текст будет доступен после покупки