與船舶常規(guī)動力系統(tǒng)相比,核動力系統(tǒng)具有核燃料能量密度高、燃料反應(yīng)無需氧氣供給、推進功率大和穩(wěn)定易控制等顯著優(yōu)點,使得船舶可以獲得良好的續(xù)航力和可靠性,因此在船舶應(yīng)用領(lǐng)域得到了密切關(guān)注和快速發(fā)展。其中,二回路系統(tǒng)實現(xiàn)了熱能向機械能及電能的轉(zhuǎn)換,不僅提供船舶前進的動力,也解決了電力等其他用能需求,是船舶核動力系統(tǒng)中的重要組成部分。如何對核動力系統(tǒng)進行有效設(shè)計,使得裝置的重量和體積最小,系統(tǒng)的效率最大,成為研究的熱點問題。本文對研究課題中的船舶核動力二回路熱力系統(tǒng)進行了優(yōu)化研究,在蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上建立了數(shù)學(xué)模型,并對其他設(shè)備采用集總參數(shù)法進行建模;然后利用Matlab軟件對各設(shè)備建立了 Simulink仿真模型,構(gòu)建了完整的二回路熱力系統(tǒng)仿真計算平臺。通過采用慣性權(quán)重自適應(yīng)調(diào)整策略,引入遺傳算法中的交叉選擇思想和約束違反程度概念,對粒子群優(yōu)化算法進行了適當(dāng)?shù)母倪M,改善了算法的求解性能,彌補了無法求解約束問題的缺陷。在系統(tǒng)仿真平臺上,利用改進的優(yōu)化算法,完成了蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和二回路系統(tǒng)的熱力性能優(yōu)化,確定了最佳參數(shù)組合以獲得最小的重量體積和最大的熱效率。經(jīng)過優(yōu)化后,蒸汽發(fā)生器的... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖４．２蒸汽發(fā)生器Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型??該模型包括四部分，分別為熱力計算、結(jié)構(gòu)計算、質(zhì)量體積計算和水力計算

?？?＋??Ｓｕｂｔｒａｃｔ??圖４．３蒸汽發(fā)生器熱力計算Ｓｉｍｕ丨ｉｎｋ模型??如圖４．３所示為蒸汽發(fā)生器熱力計算部分的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型，主要是根據(jù)額定工況下??給出的己知參數(shù)，計算出蒸汽發(fā)生器的換熱量０、對數(shù)平均溫差／ｍ、冷卻劑的質(zhì)量流量??Ｇｃ和平均溫度／ａ等，從而進行下一步的結(jié)構(gòu)計算。??Ｅｌ）?＾?｜—?？｜—？?ｎｕ）——？ｍ??｜｜Ａｉｌ〉?＾?￣Ｈｉ?Ｆｃｎ８??一’?——？?？ｕ）?－？〇＾＞?ｊ??丨ｍ?Ｑ３?ＰｒｏＡ＾Ｊ?Ｆｃｎ５???ｅｓｎ?Ｊ?＿??（３?）－＞?ｔａ?｜?？！??，ａ?ＲｍＪｄ?Ｃ�。荆颍迹�±）?一＇??１?一??ｒｒ＾?ｄｅｎｓｉｔｙ?＾?－?ｆ｜?Ｆｃｎ２?Ｂ?？?－？?ｆ（ｕ）?－Ｕ＾Ｔ）??ｙｄ［＾ｇＬ?Ｌ－ｊｔ?Ｋ??Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ?Ｆｃｎ１＂＂＂＂＾??＜——？ＣＱ??？?ｕ（２Ｖｕ（１）」??ｐ”?ｒｗ?二＾￣４?ｊ——??．?Ｉ?００１?ｌｎ（ｕ（２ｙｕ（１））－??＊?Ｌｊ｜???Ｆｃｎ３??ａ｜＾?ｕｄ＾－ｕＣ）?—?Ｉ????—＾???＿＿?￣?Ｉ?Ｋｕ）」??ｔｗｈｏｕ?ｈｃｎ?ｆ（ｕ）?—？＾［Ａｉｌ?［?－Ｃ－??－＿??ｆｃｎ?Ｒｍａｄ??圖４．４蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)計算Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型??３１??

Ｒｆ〇ｆ＾３?ＦｃｎＵ?Ｐ４??圖４．６蒸汽發(fā)生器一次側(cè)總阻力計算Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型??如圖４．６所示為蒸汽發(fā)生器一次側(cè)總阻力計算的Ｓｉｍｕｌｉｎ模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)計算確定??的傳熱管、封頭及主管道等尺寸，計算出一回路流動的摩擦阻力，和在不同流動部位的??七項局部阻力，從而確定一冋路流動的總阻力，也即一次側(cè)的壓力損失。在第４章進行??優(yōu)化時，需要保證這一值始終處于合理范圍之內(nèi)，以保證蒸汽發(fā)生器進行換熱的經(jīng)濟性。??＾?ｇ－＾ｇ?—？?－ＭｉｉＥｈｐａＤ??〇Ｍｉ?ｎ．?ｌ＆ｒ＾Ｓ??〇?ＣＴ——?？???噚?＇———－．?＞????＊?￣￣，＾ｐｉ??〇＞－?ＥＨ－＊?－－？—￣??Ｌ?ｅＭ?Ｗ！??圖４．７蒸汽發(fā)生器二次側(cè)下降空間水力計算Ｓｉｍｕｌｉｎｌｃ模型??如圖４．７所示為蒸汽發(fā)生器二次側(cè)下降空間的水力計算Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)??３３??

【參考文獻】：
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本文編號：2980198