钠冷快堆多模块蒸汽发生器大泄漏钠水反应事故保护系统关键参数敏感性分析

钠冷快堆采用钠-钠-水三回路设计,当发生传热管破裂后,引起的大泄漏钠水反应事故将威胁二回路的完整性和安全性,设置的保护系统要能够有效保证二回路的完整性。本文以钠冷快堆二回路和多模块蒸汽发生器保护系统为研究对象,建立了大泄漏钠水反应模型,利用钠水反应实验结果对模型进行了验证。模拟了3根传热管发生双端断裂（3-Double-Ended Guillotine,3-DEG）的大泄漏钠水反应过程,分析了二回路的完整性和保护系统的响应。选取保护系统5种关键参数进行敏感性分析,计算其对二回路最高压力和保护系统的影响,结果表明：较小的液相爆破片爆破压力和爆破片爆破延迟时间、较短的泄放管长度以及液相爆破片放置在下腔室,将更有利于保护系统响应和二回路的完整性。     

双源距密度测井的蒙特卡罗数值模拟

利用蒙特卡罗方法对双源距密度测井进行数值模拟，获得了双源距密度测井的能谱、探测器计数率与地层密度的关系和脊肋图等特性曲线。与实验结果进行比对，验证了数值模拟的正确性，并在此基础上，就短源距和短源距准直孔角度等测井仪器结构参数的改变对测井性能的影响进行了研究。研究表明，短源距为18~20cm、短源距准直孔角度为45°时，可满足测井灵敏度和密度补偿准确度的要求。     

双探测器密度测井仪器结构参数对测井性能的影响

对双探测器密度测井仪器,应用蒙特卡罗数值模拟方法研究短源距和短源距探测器准直孔角度变化对测井性能的影响.模拟计算结果表明,短源距对探测器计数和密度的补偿有影响,短源距过大,探测器计数统计涨落过大,短源距过小,不利于密度的补偿,因而短源距的选择要综合考虑这两方面的影响;短源距探测器准直孔角度对密度补偿的影响不大,但可以影响计数率.这些结果可为密度测井仪的设计以及优化提供参考.     

热电联产压水堆核电机组解耦控制

为了在运核电站进行热电联产改造时，保证原有系统和供热系统之间的协调稳定控制，本文针对某压水堆核电机组热电联产改造后的解耦控制进行研究。采用主蒸汽抽汽的方案搭建对象模型，通过辨识方法得到各子系统传递函数。利用相对增益矩阵方法进行各子系统间的耦合性分析，采用单位阵解耦法设计解耦器，并基于Matlab/Simulink仿真平台进行验证。结果表明：设计的解耦控制器对热电联产改造后的系统可以取得较好的解耦效果，实现了一回路系统、二回路系统和供热系统的协调稳定控制。本文对其他类型核电机组热电联产后协调稳定控制系统的设计具有参考价值。     

基于PCA-RBF神经网络的小型压水堆故障诊断方法研究

小型反应堆具有结构紧凑和多用途的特点,受到了国际社会越来越多的关注。传统的基于信号阈值的故障诊断方法越来越无法满足精确性和高效性的要求。本文利用RELAP5软件模拟了小型压水堆不同功率水平下的反应堆稳态,蒸汽发生器传热管破裂事故(SGTR)以及冷却剂丧失事故(LOCA),生成了故障诊断所需的样本集。建立了基于PCA-RBF神经网络的故障诊断模型,对不同故障类型、位置和故障程度进行了准确的诊断。最终通过和BP神经网络对比,验证了本文所建立的基于PCA-RBF神经网络的故障诊断模型具有更快的训练速度和诊断精度。     

基于主元分析的小型压水堆故障检测和辨识方法研究

故障检测和辨识对于小型压水堆的安全经济运行具有重要意义。反应堆中通常采用基于信号和专家知识经验的故障检测和辨识方法,操纵员往往不能从海量的故障数据信息中及时准确甄别故障类型,追溯故障原因。本文提出了采用主元分析进行小型压水堆故障检测和辨识的方法。首先利用RELAP5程序对小型压水堆建模,获得典型故障的样本数据。其次,基于主元分析理论对样本降维,并计算T2和Q两个统计量,通过判断是否超出阈值来检测反应堆运行状态。然后,利用贡献率图方法分析了过程变量对于统计量的贡献率,从而确定了对故障特征变化起主要作用的变量,实现对不同故障的辨识。最终和实际物理过程分析结果进行对比,验证了该方法的有效性。      

小型铅铋冷却快堆堆芯功率控制研究

铅铋冷却快堆多用于海洋、山区等偏远特殊环境的孤网供电,用户特性要求小型铅铋冷却快堆需具有良好的负荷跟踪能力。本文将3种不同的控制方法应用于铅铋冷却快堆堆芯功率控制,通过引入噪声、死区、时滞等环节对控制器的稳定性和设定值跟踪能力进行了测试。结果表明,比例-积分-微分（PID）控制器很难达到较好的控制效果,因此工业应用时往往加入了其他环节以保证PID控制器的稳定性。自抗扰（ADRC）控制器和H_∞鲁棒控制器都具有良好的抗噪能力,能够独立地完成较好的控制效果,但良好的抗噪能力要牺牲一定的灵敏性。通过对3种控制器的比较分析表明,由于仿真计算对实际对象进行了简化,在这样的条件下所设计的控制器应选择较为保守的参数。      

基于数据挖掘的非能动系统功能可靠性评估方法研究

针对多维不确定性参数及小概率的功能失效问题，提出一种基于数据挖掘的功能可靠性分析方法。该方法将自举抽样响应面拟合模型及最优化线抽样技术相结合，进而高效获得非能动系统的功能可靠性。以西安脉冲堆为例，结合中破口失水事故，考虑输入参数及模型的不确定性，对其进行功能可靠性评价。结果表明，该自举抽样响应面模型具有较高的拟合度；最优化线性抽样技术具有很高的计算效率，同时又能保证很好的计算精度。因此，本研究的评价方法对非能动系统隐式非线性的功能失效分析具有很强的适应性。      

NUSTER-100电功率串级控制方法研究

热管冷却反应堆（简称热管堆）采用固态堆设计理念,通过热管非能动方式导出堆芯热量,具有结构简单紧凑、安全性高、噪音低、工作时间长的优势。本文以100 kW静默式热管堆（NUSTER-100）为研究对象,基于MATLAB/Simulink平台搭建了非线性动态模型,根据微扰理论获得了传递函数模型。基于动态特性分析,提出电功率串级控制方法,其中内环为核功率调节,外环为电功率控制。以反应性与核功率、核功率与电功率之间的传递函数为基础,设计了电功率串级控制系统,并采用增益调度解决其非线性问题。采用典型工况进行控制性能仿真验证,仿真结果表明,所设计的串级控制系统满足控制性能要求,可以实现反应堆的安全可靠运行。     

可控中子源密度测井仪的密度响应特性与算法研究

在可控中子源密度测井中，脉冲中子源的中子产额存在波动，采用探测器绝对计数的密度算法受地层环境、测量条件的影响较大，因此会导致密度算法的精度较差。为提高密度测量的稳定性和精确性，本文针对可控中子源一体化测井仪的研发需要，建立了适合所研发仪器的密度算法：首先，结合蒙特卡罗数值模拟软件MCNP对新型一体化测井仪及地层进行了建模；然后，利用所建模型，模拟了在不同岩性、孔隙度条件下可控中子源发射的快中子与地层物质的相互作用过程，并通过记录γ探测器的近、远非弹性散射γ计数和俘获γ计数，中子探测器的近热中子及近超热中子计数信息，获得了一体化测井仪探测器计数与地层密度之间的响应关系，并对影响密度算法的主要因素进行了分析；最后，在密度响应特性分析的基础上，提出了使用近超热中子与近热中子计数比、近远非弹γ计数比来提高稳定性和精确性的可控中子源密度测井新算法。采用新密度算法对所建模型进行计算，结果表明，砂岩、灰岩、白云岩3种岩性下计算的密度与真密度非常接近，其相对误差小于6%。与哈里伯顿和斯伦贝谢算法的计算结果相比，本文方法显示了更好的效果：公式参数少、没有探测器的绝对计数、精确度高。