基于FPGA的核安全级仪控系统设计与验证

为解决基于微处理器技术的核电厂安全级数字化仪控系统（DCS）中软件共因故障（CCF）的问题,通过多样性手段避免当未能紧急停堆的预计瞬态（ATWS）发生或反应堆保护系统（RPS）因CCF导致丧失安全功能的风险,本文设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）技术的核安全级DCS系统平台,并以核电厂中RPS为实例测试验证平台的功能性能。结果表明:基于FPGA的核安全级DCS系统平台在可用性、适用性和可靠性等方面都满足核电厂安全级数字化仪控系统的要求。      

HTR—10螺旋管式直流蒸法发生器的动态数学模型

为满足10MW高温气冷堆（HTR－10）控制系统分析设计的需要,分析了HTR－10螺旋管式直流蒸汽发生器内两相流动和传热的实际过程,根据建模的要求和可能获得的结构数据,选择四方程漂移模型来描述螺旋管内两相流现象;经过仿真试算与实验总结,确定了模型中关键的结构关系式和传热工 的判断逻辑,为此为基础,建立了可反映直流蒸汽发生器在正常功能运行范围内动态特性的动态数学模型,通过对典型工况的动静态仿真计算和研究分析,表明所得的结果与理论性分析和实验吻合,从而证明了该模型的正确性,所建立的动态数学模型还可以用于其他螺旋管式直流蒸汽发生器的研究设计。     

多用途低温核供热堆运行目标的开环优化研究

为满足海边的工业开发小区在远离淡水网、热网时,由一座低温核供热堆动力厂提供小区全部淡化海水、供热、工业蒸汽和部分用电的需要,目标是在保证安全性的前提下,使低温核供热堆取得最佳的经济效益,达到运行经济性最优。本文采用开环优化的方法,研究低温核供热堆在负荷跟踪运行方式下的稳态运行目标,并为低温核供热堆负荷跟踪控制系统的分析设计提供负荷需求的输入参数。     

高温气冷堆核蒸汽供应系统出口蒸汽温度的T-S模糊控制方法

高温气冷堆（HTGR）是国际核能界公认的一种具有良好安全特性的堆型，具有第四代核能系统的技术特征，其核蒸汽供应系统（NSSS）复杂的非线性特性，对控制策略的设计提出了挑战。另一方面，T-S模糊控制方法在复杂非线性系统的控制方面存在巨大优势，因此在高温气冷堆核蒸汽供应系统中应用T-S模糊控制方法，可能会获得较传统线性控制方法更好的控制性能。本文提出了一种T-S模糊控制器的系统化设计方法，首先建立高温气冷堆核蒸汽供应系统出口蒸汽温度的T-S模糊控制系统模型；然后基于李雅普诺夫方法，得到T-S模糊控制系统的双线性矩阵不等式（BMI）形式的全局渐近稳定条件；最后通过局部最小化算法求解双线性矩阵不等式，得到T-S模糊控制器的参数。仿真结果表明，按照这一系统化方法设计的T-S模糊控制器较传统的线性PI控制器表现出更好的控制特性。     

基于模糊熵的核电站瞬态识别方法

为保障核电站安全经济运行,需及时准确地识别核电站出现的异常。本文通过处理关键变量的时间序列数据,对瞬态过程进行识别：利用模糊熵度量时间序列复杂度的能力,判断系统是否处于正常状态;进而利用互模糊熵度量两时间序列相似度的能力,对出现的瞬态进行类型识别。利用模块式高温气冷堆核电站仿真机的数据验证了本方法的可行性和有效性,结果表明本文方法可有效进行瞬态识别,且不需复杂的训练过程。     

核电厂数字化仪表控制系统网络安全风险分析方法综述

目前,核电厂已经广泛采用基于网络和软件的数字化仪表和控制系统(简称“仪控系统”)。数字化仪控系统作为核电厂的神经中枢,一旦遭受网络攻击,将对核电厂的安全性、可用性造成风险。因此,应采用适当的方法对核电厂数字化仪控系统的网络安全风险进行分析评估,以进一步提高核电厂数字化仪控系统防范风险的能力。首先,将网络安全风险分析方法分为基于公式的方法、基于非图形模型的方法、基于图形模型的方法这三类进行文献综述;然后,从动态分析、风险量化、数据来源、核安全与网络安全四个方面进行了适用性分析。该研究为核电厂数字化仪控系统选择适当的网络安全风险分析方法提供了参考。     

HTR-PM大范围变负荷的MA自适应优化算法

为应对电网负荷需求的变化，球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)在设计上具备大范围变负荷运行以满足电网负荷的能力。由于无法获得大范围变负荷精确适用的模型，使得基于模型的操作优化面临挑战。为处理模型与对象的失配，提出HTR-PM大范围变负荷的MA(modifier adaptation)自适应优化算法。MA自适应优化算法利用过程反馈信息修正优化模型，促进优化模型与对象优化命题的一致性，进而有助于基于模型的操作优化收敛至对象的最优操作。借助信赖域框架，MA自适应优化算法可基于模型评价自适应更新模型、调整修正的优化模型的应用范围，确保在合适操作空间内求解优化模型。而且，信赖域框架还降低了算法性能对算法参数的敏感性。MA自适应优化算法在HTR-PM双堆同步大范围变负荷中的应用验证了方法的有效性。     

反应堆功率控制半实物仿真系统

对于新型研究堆,其功率自动调节系统的设计缺乏基本的设计参数和依据,需要通过半实物仿真试验对功率自动控制系统的控制参数和性能进行研究.半实物仿真系统是一个半实物的反应堆闭环控制系统.它根据当前功率与给定功率的偏差执行功率调节算法,输出步进电机控制信号,使步进电机正、反向转动,以此达到功率调节作用.通过在半实物仿真系统上进行的各种控制方式的闭环运行试验得到结论:需根据不同的棒位区域取不同的控制器参数,才能够较好地满足预定的控制指标和性能要求,为新型研究堆功率自动调节系统的设计及闭环运行提供理论依据和技术基础.     

10MW高温气冷堆的集总参数动态模型

应用基本的质量、能量和动量守恒原理，建立了10MW高温气冷堆的动态数学模型。该模型采用了集总参数的建模方法，将反应堆按照不同热工水力学属性划分为多个节块，并采用了具有6组缓发中子的点堆中子动力学公式。对建立的模型进行了动态仿真。结果表明，所建立的模型能够用来进行反应堆的动态特性仿真。     

低温核供热堆海水淡化装置的建模与仿真

为了研究山东核能海水淡化高技术产业化示范工程的系统最优运行方案和控制策略,建立能正确、全面反映其特性的数学模型是重要的先决条件之一。本文通过对系统的热力性能分析,建立了可用于低温核供热堆的热压缩多效蒸馏与反渗透混合法海水淡化的数学模型,并计算了系统在不同工况下的运行结果。通过与反渗透设备厂商软件计算结果及工程技术方案设计参数比较,结果表明,该模型可正确反映海水淡化系统运行特性,满足进一步研究的需要。