广义预测控制在堆芯变功率控制中的应用

针对不同功率水平下稳态中子密度造成的堆芯功率模型非线性问题,将广义预测控制(GPC)应用于堆芯功率控制,实现变工况条件下堆芯功率的自动控制。本文首先基于零功率堆芯模型和温度反馈模型建立堆芯功率模型,基于该模型阶次设计预测时域,并根据系统输入输出数据在GPC校正环节通过带遗忘因子的最小二乘法在线辨识不同功率水平下的模型参数。为验证控制器的鲁棒性,在满功率平稳运行时加入反应性扰动。基于MATLAB平台对控制器的性能进行仿真验证。结果表明,本文所设计的GPC在堆芯变工况运行时能使输出功率快速、准确地跟踪设定值,并能在线辨识不同功率水平的堆芯模型参数,具备一定的抗干扰能力。     

基于多模型策略的压水堆堆芯功率控制与仿真

在建立压水堆堆芯非线性模型的基础上求取5个功率水平处的线性化模型作为堆芯局部模型,以局部模型组合替代堆芯非线性模型。利用基于局部模型全维观测器的全状态反馈法,设计带有鲁棒性能的局部模型控制器作为非线性堆芯局部控制器,用于相应功率水平域内的功率控制。仿真结果表明,所设计的堆芯多模型控制系统能很好地控制堆芯功率。     

压水堆核电厂堆芯功率能力验证分析

介绍了压水堆核电厂换料堆芯功率能力验证分析的原理和方法。利用中子学计算程序对换料堆芯正常运行工况（一类工况或工况I）和中等频率事故工况（二类工况或工况II）中可能的堆芯功率分别进行模拟。从反应堆物理和热工水力学的角度论证反映一、二类工况堆芯安全性的线功率密度裕量和偏离泡核沸腾比（DNBR）裕量。从而验证一类工况反应堆运行区域和二类工况超漏、超功率保护限值。本文还给出了大亚湾核电站18个月换料堆芯功率能力验证分析的结果。     

压水堆核电厂寿期末堆芯轴向功率偏差控制

堆芯轴向功率偏差(△I)代表轴向功率分布均匀程度,是运行期间需要重点控制的参数.本文对影响△I的各种因素进行了理论分析,结合几次寿期末功率变化时控制△I的实际经验,提供了一种△I控制的方法.     

基于模糊多模型的堆芯功率控制

传统的堆芯功率PID控制器是基于单一功率水平处的堆芯局部模型设计的,难以准确描述整个堆芯功率水平范围的控制。因此,本文基于5个不同功率水平下的传递函数模型,通过三角隶属度函数加权,建立堆芯模糊多模型,并依据该模型设计堆芯功率模糊PID控制。以TMI型压水堆堆芯为对象,开展不同初始功率水平下的堆芯功率跟踪、堆芯进口温度扰动的控制仿真。结果表明,基于模糊多模型设计的堆芯功率模糊PID控制器可实现对堆芯功率的良好控制。     

压水堆堆芯双节点模型及其应用

基于节点方法建立双节点反应堆模型,并利用微小摄动理论对模型进行线性化处理,得到双节点线性化反应堆多变量模型;为了更加准确地对棒控系统进行仿真,建立了双节点棒控系统模型。参考AP1000的机械补偿控制策略(MSHIM),在Matlab/Simulink平台上搭建平均温度控制系统和轴向偏移控制系统的仿真程序,并对功率阶跃负荷瞬态工况进行仿真。仿真结果表明,功率偏差始终在目标控制带以内,平均温度和功率水平的实际值与目标值之间存在稳态偏差,偏差处于死区范围之内。因此双节点线性化堆芯模型适用于功率控制系统和功率分布控制系统的仿真和设计。     

压水堆堆芯非线性系统的全局稳定性分析

判定压水堆堆芯非线性系统的全局稳定性是待解决的问题。建立了压水堆堆芯非线性系统,利用微小摄动方法求取其线性化模型。依据基于平衡流型的堆芯非线性测度在功率水平域内的分布情况,选择7个功率水平处的线性化模型作为堆芯局部模型,以局部模型组合来近似替代堆芯非线性系统。利用Lyapunov稳定性理论,分析堆芯非线性系统全局稳定性。计算结果表明：压水堆堆芯非线性系统是全局渐进稳定的;在判定堆芯系统全局稳定性时,这种非线性系统的建模方法是有效可行的。     

先进压水堆核电厂保护系统需求分析的层次结构

为提高核电厂的安全性和运行裕量，本工作在已有技术的基础上自主进行核电厂数字化保护系统需求分析,完成需求分析报告。需求分析报告采用1种三等级的金字塔式层次结构，该结构可直观阐明先进压水堆核电厂数字化保护系统的设计特性和逻辑实现。     

核反应堆功率模糊广义预测控制

为了满足核电机组提高负荷跟随性能的需求,基于T-S模糊模型,设计了针对点堆中子动力学方程的模糊广义预测控制器。利用并行分布补偿(PDC)方法,将基于线性化方程的各局部预测控制器在强非线性的全局范围内统一起来,从而扩大了反应堆功率控制中广义预测控制器的适用范围。计算机仿真结果表明,对于三种典型的反应堆运行工况,所设计的控制器都能在保证安全的前提下,在全局范围内表现出良好的负荷跟随能力。     

含可燃毒物的压水堆堆芯装料优化

含可燃毒物的压水堆堆芯装料优化是燃料管理优化研究中的难点。应用通常的优化算法效率低、全局性差,特征统计算法更适合求解该优化问题。本研究克服了原特征统计算法装料优化将组件布置(LP)优化和新组件可燃毒物配置(BP)优化脱耦处理的缺陷,对LP和BP同时进行优化,结合堆芯分析程序CYCLE2D,成功地研制了压水堆LP和BP耦合优化程序CSALPBP。用该程序对大亚湾2号机组第10循环进行了堆芯装料优化计算。结果表明：CSALPBP程序具有很高的搜索效率和很好的全局性。     

压水堆核电站锆水反应微观机理

压水堆核电站严重事故下的氢气行为研究需建立氢气生成的动力学模型,氢气生成反应的微观机理和反应速率常数是建立动力学模型的基础。本工作采用量子化学理论,应用量子化学软件包Gaussian03,在HF/3-21G理论模型上研究了压水堆严重事故下锆水反应的微观机理,并计算了反应速率常数。计算结果表明,锆水反应是由4个基元反应组成的总包反应。第2步基元反应的正反应速率最小,是锆水反应的速控步。在微观上研究减少或控制氢气生成的措施应从第2步基元反应入手。文中的计算结果偏于保守,以该方法建立起的动力学模型模拟压水堆核电站严重事故下的氢气行为是安全的。     

压水堆核电站铁水反应机理研究

从微观上研究压水堆核电站严重事故下减少或控制氢气生成的措施需研究氢气生成的微观机理。本工作采用量子化学理论,应用量子化学软件包Gaussian03,在B3LYP/6-311+G(d)理论模型上研究了压水堆严重事故下铁水反应的微观机理,并计算了活化能。结果表明,铁水反应是由两个基元反应组成的总包反应。第2步基元反应的正反应活化能较大,是铁水反应的速控步。在微观上研究减少或控制氢气生成的措施应从第2步基元反应入手。     

压水堆核电厂硼回收系统运行能力研究

核电站反应堆冷却剂系统的排放量的确定是硼回收系统设计运行能力的基本输入。压水堆核电厂硼回收系统的前贮槽、中间贮槽等重要设备容量均以该数值为基础进行设计。本文通过理论分析计算得出了压水堆核电厂硼回收系统的设计基准所需的循环冷却剂排放量,为该系统的工程设计提供了重要的设计依据和分析基础。     

液态熔盐堆堆芯功率内模控制器设计与仿真

内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略,具有结构简单、设计直观、无需精确的数学模型、在线调整参数少等优点。为探索内模控制在反应堆控制领域中的应用,以熔盐实验堆堆芯功率控制为例,通过建立熔盐实验堆一回路系统线性化模型,采用内模控制技术,结合粒子群优化算法设计堆芯功率内模控制器。并基于MATLAB/Simulink建立熔盐实验堆一回路仿真系统,开展熔盐实验堆堆芯阶跃反应性扰动下的功率控制研究。结果表明,所设计的堆芯功率内模控制器可很好地控制堆芯功率,实现系统的快速稳定。     

先进压水堆核电厂多样性驱动系统需求分析结构

核电厂数字化应用需应对软件可能的共因失效所带来的问题。多样性驱动系统（DAS ）用于数字化保护系统软件共因失效（CCF）时缓解和抵御核电厂发生设计基准事件的后果。本研究在核电厂纵深防御与多样性原则的指导下,对先进压水堆核电厂的多样性驱动系统需求进行分析研究,阐明了先进压水堆核电厂多样性驱动系统的设计特性、过程、依据、方法及系统结构。     

压水堆核电厂余热排出系统设计中一些安全问题的探讨

针对法国900MW压水堆核电厂余热排出系统的设计,探讨了其存在的一些安全问题及其设计改进方案.并指出余热排出系统在事故缓解中的重要性.