2 CARR数字化仪控系统设计

正在建设中的CARR是为了满足21世纪科学技术发展需要而设计建造的。CARR是一座安全可靠、高技术性能、多用途的先进研究堆，它将为中国核科研进一步发展提供一个重要的平台。CARR仪控系统由反应堆保护系统、ATWS系统、核测量系统、反应堆监控系统等组成。这些系统，除了核测量系统基本上还是采用传统的模拟技术外，均采用了计算机技术。     

CARR渗漏监测系统

热工过程测量系统的高可靠性设计,是实现系统总体设计要求的重要内容。介绍了中国先进研究堆(CARR)渗漏监测系统的功能,CARR渗漏监测系统构成,CARR渗漏监测系统的组成及测点布置。CARR渗漏测量系统减少了系统的误报警,提高了系统测量真实性。     

CARR仪、控、电专业设计工作的进展

CARR设计部自动化室负责仪、控、电主工艺的设计,涉及热工过程测量系统、核测量系统、计算机监控系统、棒控和功率调节系统、ATWS缓解系统、数字化保护系统、中压供电系统、低压供电系统、应急供电系统、备用电源系统、220V直流系统及主控制室等。主要设计进展如下。     

反应堆核功率测量自适应控制系统设计

针对研究堆动态参数测量现有方法不足,基于反应堆中子噪声分析方法,设计了一套核功率测量系统。该系统通过对信号前置放大和信号调理的自适应控制测量反应堆临界后的核功率,实现反应堆中子噪声和核功率的智能化、自动化监测。试验测量结果表明:该系统测量的核功率与中子注量率分布测量的理论计算功率值一致,验证了系统测量的有效性,为反应堆核功率测量提供了一种便捷、可靠的测量手段。     

中国先进研究堆功率反应性系数测量

中国先进研究堆(CARR)功率反应性系数测量试验的目的是获得CARR堆芯满装载时功率反应性系数,为CARR安全运行提供数据参考。试验采用控制棒棒栅效率刻度法。3次试验的测量结果均为负值且与温度反应性系数不矛盾,满足验收准则的要求。文中对引起偏差的原因进行了深入分析,考虑到CARR日后运行的实际情况,选用第3次试验的测量结果为CARR堆芯满装载时的功率反应性系数。     

中国先进研究堆燃耗反应性系数测量

中国先进研究堆(CARR)燃耗反应性系数测量试验采用控制棒棒栅效率刻度法来获取初装态反应堆满功率运行时的燃耗反应性系数。该试验的目的是通过测量获得反应堆燃耗反应性系数,为将来CARR长期安全运行提供原始基准数据,同时验证设计理论计算结果。试验采用了两种测量方案,两种测量方案获得的燃耗反应性系数均为负值,且二者数值符合度高,测量结果与核设计值有一定偏差,但满足试验验收准则。     

基于RBF神经网络的压水堆堆芯三维功率分布方法研究

堆芯三维功率分布的实时监测对核电厂的安全高效运行和控制系统优化均有重大意义。本文利用堆外核测量系统及RBF神经网络构建了一个实时堆芯功率三维分布监测系统,以提高监测的实时性及减小三维功率分布的拟合误差。在300 MW压水堆核电厂全范围仿真机上进行了一系列仿真实验,结果表明,该监测系统能在燃料循环周期的一定燃耗范围内,实时呈现堆芯三维功率分布,并通过几种方法对模型的精度进行了有效改进。     

CARR事故放射性源项分析

采用ORIGEN2程序对CARR核功率为60 MW、运行50 d计算得到堆芯放射性核素的贮量,建立事故情况下放射性核素从燃料芯块向环境释放的数学模型,并根据CARR初步事故分析的结果,对CARR可能导致在发生事故时向外界释放放射性的5种事故工况:小破口失水事故、换热器传热板     

中国先进研究堆功率调节系统的仿真研究及优化设计

基于核电厂SimPort仿真平台构建了中国先进研究堆(CARR)功率调节系统仿真模型,利用该模型对CARR功率调节系统进行了瞬态仿真研究;针对CARR功率调节系统驱动机构的特点,研究了控制棒位移精度以及电磁线圈和衔铁位移延迟对系统稳定性的影响.综合考虑CARR系统的工艺要求和功率控制系统的功能及特点,得到了数字控制器的整定参数和控制棒驱动机构的稳定限值:数字控制器的采样周期T=100ms,比例增益KP=300;控制棒位移精度的稳定限值为0.4mm,电磁线圈和衔铁的稳定限值为6.0mm.     

采用堆芯外探测器监测堆内功率分布

堆芯外电离室是大多数反应堆上唯一的实时核测量探头。本文讨论了由堆芯外探测器监测堆内功率分布的必要性、可能性,提出了基于谐波综合法、探测器空间响应函数的由堆芯外探测器监测堆内功率分布的方法及其技术难点、关键技术。在低温供热堆、高温气冷堆上的初步数值验证结果表明,该方法是可行的。