核动力堆热功率跟踪系统的多步模型算法控制仿真研究

动力堆控制系统是一带不确定参数及干扰的复杂非线性系统,采用常规的古典控制很难保证其势功率精确跟踪负荷的变化。本工作利用系统开环脉冲响应序列建立了一非参数模型,并应用多步模型算法控制原理提出了一种动力堆热功率跟踪数字控制方法。该方法跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不可测干扰。通过仿真检验和调试证明了该方法的正确性和有效性,并实现了热功率-负荷的高精度匹配。     

压水堆核电厂负荷跟踪系统设计与特性研究

压水堆核电厂通过功率控制系统调节反应堆的反应性,以达到负荷跟踪的目的。本文设计的功率控制系统利用模糊控制器对棒速和硼浓度的联合控制做出最优选择,并利用功率补偿通道加快响应速度。MATLAB(Matrix Laboratory)的仿真结果证明该系统具有优良的负荷跟踪特性。利用电力系统分析综合程序(PSASP)的自定义模型功能,将该控制系统模块接入核电厂全系统模型,仿真结果表明压水堆核电厂的负荷跟踪能力可达到行业技术标准,并能满足电网的日负荷调峰要求。     

CNP650压水堆不调硼负荷跟踪可行性研究

海南昌江核电厂等CNP650压水堆采用Mode-A控制模式,该模式采用黑体控制棒,有很好的基负荷运行能力,但负荷跟踪能力相对较差。而对一些具有小电网的国家或地区,负荷跟踪运行能力具有一定的市场需求。不调硼负荷跟踪通过棒控系统自动完成,大大减轻了操纵员负担;负荷跟踪过程基本不需要频繁地调硼操作,允许简化化学和容积控制系统设计,减少了废液处理成本。为此,在CNP650压水堆上进行了不调硼负荷跟踪研究。负荷跟踪过程主要有两个控制任务:一是反应性补偿;二是功率分布控制。根据不调硼负荷跟踪的控制任务,重新进行了控制棒的设计、分组和布置,设置两套独立控制的控制棒组(功率补偿棒组和轴向偏移控制棒组),分别用于堆芯反应性控制和轴向功率分布控制,以实现不调硼负荷跟踪。使用SCIENCE程序包进行典型的12h~3h~6h~3h、100%—50%—100%功率水平的日负荷循环计算来进行不调硼负荷跟踪分析。计算步骤为:进行三维堆芯模型计算;根据三维堆芯模型建立一维堆芯模型;在一维模型基础上,进行模拟计算。完成了海南昌江核电厂平衡循环寿期末典型的日负荷循环不调硼运行分析,模拟计算结果表明在CNP650压水堆上不调硼负荷跟踪运行模式是可行的。     

气馈式碱金属热电转换装置性能分析方法

为促进气馈式碱金属热电转换装置（AMTEC）的设计与性能评价,基于气馈式AMTEC压力模型、电模型、热模型,开发了气馈式AMTEC热电转换性能分析程序,以SAIRS-C空间电源中AMTEC模块作为计算对象,计算其输出电功率、热电转换效率、负荷跟踪特性等性能参数。结果表明,该方法所得输出电功率、热电转换效率参数与文献曲线变化趋势基本一致,但负荷跟踪特性等计算值与文献值存在一定偏差。该方法适用于气馈式AMTEC元件性能分析与评价,应用于元件设计时,程序需进一步改进。     

负荷跟踪运行下反应堆一回路控制系统仿真与验证

随着核电厂负荷跟踪运行研究的不断深入,开发针对负荷跟踪过程的仿真模型也势在必行。本文以CNP600压水堆核电厂一回路主系统为研究对象,基于RELAP5/MOD3.4程序建立系统模型,并在此基础上进行控制系统仿真。以典型日负荷跟踪运行模式、负荷线性变化以及负荷阶跃变化等工况瞬态测试对仿真系统进行验证。结果表明,瞬态过程中各参数变化范围和趋势与电厂实际运行值相符,准确反映了负荷跟踪下CNP600压水堆核电厂一回路的运行过程。仿真模型对后续的安全分析具有一定的适用性。     

压水堆负荷跟踪模型预测控制器设计

通过对压水堆微分方程数学模型进行Taylor级数展开,建立了压水堆的状态空间模型,设计了一种模型预测控制器,以实现负荷跟踪的自动控制。将二次规划(QP)用于求取模型预测控制系统的最优解。通过模拟实验评估所设计的基于二次规划的模型预测控制器QPMPC的负荷跟踪性能,模拟结果表明:所设计的QPMPC控制器能够快速、有效地跟踪压水堆负荷变化。     

压水堆核电厂负荷跟踪建模与控制方法研究

压水堆核电厂负荷跟踪模式能够有效协调机组产能与电网需求,延长燃料的循环寿期,提高机组运行的经济性能。反应堆系统具有高度复杂、非线性、时变等特点。通过合理简化,建立了反应堆系统集总参数模型,设计了负荷跟踪控制策略。引入负荷阶跃变化扰动和线性变化扰动,对反应堆负荷跟踪控制系统特性进行仿真。结果表明,控制特性与实际基本一致,控制系统能够满足负荷跟踪性能要求。     

压水堆负荷跟踪的模糊控制系统

模糊控制理论的发展促进了模糊控制器在压水堆负荷跟踪中的应用。用模糊逻辑控制器和常规ＰＩＤ（比例－积分－微分）控制器相结合，并以输出增闪随功率调整的策略，解决了反应堆负荷跟踪问题，本方法解决了时变非线性对象的闭环控制并克服了基于模型的控制方法的不足，仿真结果显示本文提出的方案不但具有优良的动态特性，而且具有很高的稳态精度，使负荷跟踪控制的自动化程度大为提高。     

中国实验快堆负荷跟踪能力分析

以中国实验快堆(CEFR)主工艺系统为对象,利用MATLAB/Simulink软件建立仿真模型。在负荷阶跃变化且无调节系统参与的条件下进行仿真计算,研究CEFR及类似工艺的池式钠冷快堆的负荷跟踪能力。分析关键环节在负荷阶跃变化的极端情况下的运行特性,探究此类工艺负荷跟踪运行模式的可行性,为未来大型快堆在运行模式和工艺设计上提供参考。仿真结果表明,CEFR及其类似工艺的池式钠冷快堆负荷跟踪能力有限,其中直流式蒸汽发生器是限制其负荷跟踪能力的最大瓶颈。     

Mode-C从基负荷到负荷跟踪的过渡策略研究

Mode-C在基负荷运行时与Mode-G类似,而在负荷跟踪运行时与MSHIM类似,综合了Mode-G和MSHIM的优点。但为满足反应性控制需求,Mode-C在循环末期由基负荷向负荷跟踪过渡时容易出现轴向偏移等难以控制的问题。在负荷变化过程中,控制棒抽插、中子注量再分布和氙反馈等影响反应性和轴向偏移控制的各因素之间是紧密耦合的,难以采用将各影响因素分离后单独计算分析的方法。为此,以某双环路压水堆的典型日负荷跟踪为例,通过对临时调硼、提前调硼和基负荷深插K棒组3种策略进行直接模拟计算研究。结果表明:只有基负荷深插K棒组策略可快速平稳过渡到负荷跟踪工况,且该策略还有循环寿期长、过渡时调硼量少及无需修改参考轴向功率差等优点。