基于人工免疫的直流蒸汽发生器压力控制研究

以生物免疫中T细胞和B细胞间的协同免疫机理为基础,结合多抗原多抗体协调免疫机理,提出一种分布式-多输入多输出耦合的人工免疫控制策略,并将该策略应用于直流蒸汽发生器(OTSG)压力控制。为了验证该控制策略,在1台快堆仿真系统中进行了仿真实验。仿真测试结果表明,该控制策略较比例、积分、微分(PID)控制具有更小的超调量和调整时间,能够有效改善OTSG压力和相关参数的动态运行特性。     

基于自适应GA自抗扰控制在蒸汽发生器水位控制中的应用研究

核电厂蒸汽发生器是一个非线性、时变的系统.把自抗扰控制方法引入蒸汽发生器水位的串级控制系统中,能够解决传统PID控制中快速性和超调的矛盾,且能够动态补偿对象模型的内扰动和外扰动.由于自抗扰控制器参数众多,无统一调整规范,参数难以整定,为解决这一问题,采用自适应遗传算法来对自抗扰控制器参数进行优化.计算机仿真结果表明,本...     

直流蒸汽发生器分区域比例积分微分给水控制系统研究

直流蒸汽发生器(OTSG)对给水控制的要求较高。在常规比例-积分-微分(PID)控制系统的基础上,引入分区域控制方法,并结合三冲量控制方法,设计三冲量分区域PID给水控制系统。仿真结果表明,在负荷扰动时,OTSG在该控制系统作用下超调量更小,稳定时间更短,控制性能得到了提高,具有一定的工程应用价值。     

基于SPSA的蒸汽发生器液位MPC系统性能优化方法研究

核电厂蒸汽发生器（SG）液位变化过程具有强非线性且存在“虚假水位”现象,传统SG液位控制系统多采用固定参数比例-积分-微分（PID）控制器,但传统PID控制方法不具备自优化、自适应、自学习等能力,使得控制系统性能难以达到并保持最佳。为提高机组瞬态响应能力以及核电厂的稳定性、安全性和经济性,提出了一种基于并行摄动随机逼近（SPSA）算法的模型预测控制（MPC）方法。该方法采用MPC系统代替传统PID控制系统,并利用SPSA实现液位控制系统参数的整定优化,从而实现SG液位控制系统的性能优化。通过仿真试验验证了本方法能够有效提高SG液位控制参数的整定效率以及控制系统稳定性。     

小型压水堆稳压器多变量自抗扰解耦控制研究

小型压水堆稳压器具有非线性、时变和强耦合等特点,很难建立准确的数学模型,传统控制方法难以取得满意的控制效果。因此提出了一种基于自抗扰技术（ADRC）的稳压器多变量解耦控制方法。首先搭建稳压器三区非平衡模型,基于微小摄动理论对模型进行线性化处理,得到压力和水位耦合传递函数方程。然后,基于传递函数设计稳压器ADRC解耦控制器,使用差分进化算法对控制器参数进行多目标优化。最后,以小型堆稳压器为研究对象,利用MATLAB仿真平台将ADRC解耦控制与传统比例-积分-微分（PID）控制进行对比分析。结果表明,所设计的控制器能够有效解决稳压器压力和水位之间的耦合问题,较传统PID控制器具备更好的抗干扰性和鲁棒性,为ADRC方法在稳压器的工程应用提供了理论基础。      

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。     

基于模糊神经网络的直流蒸汽发生器压力协调控制

针对直流蒸汽发生器水容积小,蓄热能力小,数学模型具有不确定性和非线性,在负荷变化或受到扰动的动态过程中出口蒸汽的压力难于控制的特点,引入了协调控制思想,将蒸汽发生器出口蒸汽流量与给水流量引入到控制系统,将模糊神经网络应用到直流蒸汽发生器出口压力的控制中,在线调整神经网络的权值,在此基础上设计了基于模糊神经网络的直流蒸汽发生器压力协调控制器。仿真结果表明,该控制较PID控制具有更小的超调量和调整时间,对实际控制系统设计具有一定的参考价值。     

螺旋管式直流蒸汽发生器壳侧流场数值模拟方法研究

铅冷快堆（LFR）采用一体化堆芯设计方案,其中的直流蒸汽发生器（OTSG）多采用螺旋管式结构以使整体结构小型紧凑。为研究LFR中螺旋管式OTSG壳侧铅铋冷却剂的流动传热特性,利用FLUENT软件,采用一种分区段计算方法,通过管壁热流密度拟合公式对螺旋管式OTSG壳侧进行了三维数值模拟。最终验证了该分段计算方法的正确性,分析了OTSG壳侧铅铋冷却剂的流动传热特性,获得了其速度、温度以及压力场的计算数据,为下一步OTSG流致振动分析和高温应力计算提供了依据。      

模块式小堆超压风险及设计优化研究

模块式小堆采用带直流蒸汽发生器（OTSG）的一体化堆芯设计。OTSG具有传热面积大、设备体积小、蒸汽品质高的优点,然而因其二次侧水装量小、热惯性差,当反应堆发生二次侧排热减少时,反应堆冷却剂系统（RCS）可能存在超压风险。紧凑的一体化布置使得堆芯应对冷却剂受热膨胀的能力减弱,进一步增大RCS超压风险。本文采用RELAP5程序对模块式小堆的超压风险进行了研究。研究结果表明,模块式小堆在二次侧排热减少事故中会出现RCS超压现象,其中汽轮机事故停机导致的超压后果最为严重。波动管的流通面积对于RCS压力有着显著影响,合理地设计波动管流通面积可缓解RCS超压。     

T-S型模糊神经方法在直流蒸汽发生器给水控制中的应用研究

针对直流蒸汽发生器(OTSG)二次侧水容积小、蓄热能力低,且在功率变化过程中,其给水流量和反应堆的功率应迅速匹配以保证OTSG二次侧蒸汽品质的问题,将T-S型神经模糊控制原理引入到OTSG的给水控制系统中,设计一种基于数值仿真输入输出数据的T-S型神经模糊控制器,并对其控制结果进行仿真验证。结果表明,该控制方式可以取得更好的控制效果,且满足各工况下的控制需求。     

套管式直流蒸汽发生器动态实时仿真研究

基于基本的流体质量、能量和动量守恒原理,建立了套管式直流蒸汽发生器的动态数学模型。该模型采用集总参数和移动边界的建模方法,将直流蒸汽发生器流道分为欠热段、沸腾段和过热段。采用Gear算法求解,对建立的模型进行稳态和动态仿真,并利用RELAP程序进行校验。结果表明：所建立的模型是正确和有效的,能用来进行直流蒸汽发生器的动态特性实时仿真。     

钠冷快堆直流式蒸汽发生器固定网格与滑移网格模型对比分析

根据钠冷快堆核电厂直流式蒸汽发生器(OTSG)的热工水力特性,基于固定网格模型和滑移网格模型编制了OTSG瞬态分析程序OTAC。对美国能源技术工程中心(ETEC)的OTSG停闭实验进行了模拟,并将计算值与实验值作了对比分析。结果发现,两种模型的计算值与实验值吻合较好,其中固定网格模型只有在网格数目足够多时才能避免计算结果的突跳,而滑移网格模型可在较少网格数目下取得很好的计算效果,提高了数值稳定性,避免了计算结果的不连续。     

固定边界与移动边界直流蒸汽发生器模型的比较

介绍了一种直流蒸汽发生器的可移动边界模型。该模型按流体相的不同把蒸汽发生器划分为过冷区、两相区和过热区 3个部分。利用该模型编制了直流蒸汽发生器的瞬态热工水力分析程序。编制了固定边界模型的仿真程序。与试验数据及固定边界模型计算结果比较 ,表明可移动边界模型同时具有计算速度快和精度高的特点 ,是直流蒸汽发生器动态仿真的一种比较理想的模型     

Fully-coupled transient simulation for RCS and SPCS of an integral reactor plant

Design features of SMART such as a built-in once-through steam generator (OTSG) and a close interaction between the feedwater flow rate and steam pressure controls leads to the necessity of fully-coupled transient analysis tools of the reactor coolant system (RCS) and the steam and power conversion system (SPCS) for the purpose of a plant control system development. A fully-coupled transient simulation tool, MMS/SMART, was developed to test the capability of the plant control system for the normal load-following event and the anticipated abnormal events. The MMS/SMART was composed of several interacting MMS modules with numerical data, each of which represented a component of the SMART plant and a control logic. The RCS and the SPCS with their control logics were modeled using default modules such as a pipe, pump and tank. The developed MMS/SMART was validated by using the scaled-down experimental data and the analysis result from the TASS/SMR code. A simulation result for the 100–50–100% load-following operation with a 25%/min rate shows that the feedwater flow rate and the steam pressure are controlled well as expected, except for small-amplitudes of steam pressure fluctuation at the lower power operating region. The loss of turbine load event was also simulated and the result shows that the plant can be operated stably with the steam bypass control system.     

直流蒸汽发生器给水控制半实物仿真系统

采用直流蒸汽发生器的核动力装置是一个多变量耦合的复杂被控对象,为了对其给水控制系统进行研究,设计了一个直流蒸汽发生器给水控制半实物闭环仿真系统.该系统由实时仿真系统、给水控制系统物理设备和仿真过程管理系统组成.给水控制系统物理设备采集实时仿真系统提供的参数信号,并输出控制信号至电动执行机构.半实物闭环控制仿真试验表明,该仿真系统具有较好负荷跟踪能力,可为实际直流蒸汽发生器控制系统的设计及运行提供技术指导.     

钠冷快堆蒸汽发生器的模块化模型及瞬态仿真研究

研究了钠冷快堆电厂直管式直流蒸汽发生器可移动边界的模块化模型。采用ＭＡＴＬＡＢ语言,Ｃ语言编程与ＳＩＭＵＬＩＮＫ仿真工具相结合的建模方法,建立了仿真系统,对直管式直流蒸汽发生器的瞬态特性进行了研究,并获得了令人满意的结果。     

Instability of OTSG in movable NPP by using multivariable frequency domain method

The instability occurring in OTSG (Once-Through Steam Generator) of movable nuclear power plants is presented by a multivariable frequency domain theory. As concenung coupling interactions of OTSG tubing, it is more efficient for analyzing the instability of OTSG compared the common single variable method. A mathematical model for the system is derived from the fundamental equations by using the perturbation, Laplace-transform and the nodalization techniques. The stable boundary and parameters which influence the stability of the system are evaluated through computer simulation. Numerical examples are given in the paper and the predictions of the model agree with the experimental results well.     

套管直流蒸汽发生器流动不稳定性研究

由于两相流不稳定性在实际应用中的重要性，许多学者对其本质进行了大量的研究。本文从基本的守恒方程出发，建立了1套完整分析套管直流蒸汽发生器流动不稳定性的数学计算模型。此模型采用均相流和相间热力学平衡假设，并考虑了管壁的蓄热。此模型还被用于研究系统压力，质量流速，进口过冷度，进、出口节流和内、外径之比对流动不稳定性的影响。     

套管式直流蒸发器的建模及仿真

针对新型直流蒸发器采用的双面传热的双层竖直套管结构,建立动态数学模型.该模型考虑了不同运行工况的流体流动及传热特性,可满足整个运行范围内的稳态和动态分析,为控制系统的设计、操作、异常工况和故障的分析与处理,运行规程的编制等均能提供必要的依据.