堆芯等离子体燃烧和控制(英文)

编制了零维三流体粒子和功率平衡的等离子体动力学时关模拟程序。在物理上把等离子体动力学与新经典输运理论结果结合起来,通过辅助加热、燃料注入和纵场纹波控制堆芯等离子体燃烧。数值结果表明:通过控制完全可以实现堆芯等离子体的稳定燃烧和排灰。     

液态熔盐堆堆芯功率模糊PID控制

液态熔盐堆采用熔融氟化盐为燃料,燃料熔盐出口温度是衡量熔盐堆安全的重要指标。通过堆芯功率控制可实现燃料熔盐出口温度控制。将液态熔盐堆堆芯划分成内区和外区,并基于能量守恒原理建立堆芯非线性模型,采用微扰理论对非线性模型进行线性化。基于堆芯线性化模型,采用模糊比例-积分-微分(PID)控制器设计堆芯功率控制系统。以熔盐增殖堆(MSBR)为例,开展堆芯功率控制仿真。结果表明,引入10^-3、2×10^-3阶跃反应性时,模糊PID控制器可以减小系统响应的上冲幅度和超调量,并且在堆芯功率发生了较大的负荷变化时,模糊PID控制器可以对堆芯功率的变化实现良好跟踪。故所采用的模糊PID控制器具有良好的动态性能,可实现对堆芯功率的良好控制。     

堆芯等离子体约束的负磁剪切效应实验研究评述

负磁剪切位形是实现高β，高约束和大自举电流份额的经济稳态托卡马克聚变堆可能很有和的运行模式，本文评述了负剪切的实验研究，虽然负剪切位形是在大自举电流份额的情况下自然形成的，但在中性呸加热或离轴电流驱动情况下依靠电流斜升也能形成，在负剪切等离子体中已观察到内部输运势垒的形成，结果粒子和势驼明显减少，由于反常输运几乎完全消失，故获得了新经典水平的离子热扩散系数和粒子扩散系数。在霜些装置中，电子的热输出     

模型预测控制在压水堆堆芯功率控制中的应用

在压水堆核电站中,堆芯功率的自动控制难以实现。将模型预测控制方法应用于压水堆堆芯,以实现堆芯功率的自动控制。堆芯功率自动控制模型的建立是以反应堆堆芯模型和模型预测模型为基础的。反应堆堆芯模型包括中子动力学模型、热工水力学模型和反应性模型,模型预测模型以状态空间形式表述。为评估所设计的基于状态空间的模型预测控制系统的性能,设计了堆芯功率控制仿真实验。模拟结果表明:所设计的控制方法能快速、准确地控制堆芯功率,跟踪负荷变化。     

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。     

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。     

300MW压水堆核电厂堆芯反应性控制组件的设计和研究

总结了我国３００ＭＷ压水堆核电厂堆芯反应性控制组件设计的基本经验。针对控制棒的主要失效模式，讨论了关键的技术问题，对于首次使用的的硼硅酸盐玻璃可燃毒物，着重研究了抗强辐照性能，以于次级和初级中子源棒，分别阐述了重要的内压问题和有关的安全性能要求.?     

流动锂液帘对堆芯等离子体影响的评估(英文)

运用零维模型评估了流动液态锂幕帘作为聚变实验增殖堆工程概要设计 (FEB-E) 第一壁对聚变等离子体的影响。得到了锂液帘工作温度对堆芯有效平均等离子体电荷?Zeff?,燃料稀释以及聚变功率之间的关系。表明在正常工作情况下,液态锂的蒸发对?Zeff?的影响不是很严重,但对燃料稀释和聚变功率的影响却较为敏感。作为一个例子,对较高功率密度的反剪切位形聚变实验增殖堆FEB-E设计方案 II,计算了液帘的流速与它表面最大温升的关系,结果表明:即便0.5m/s的低速流动液帘第一壁, 蒸发对聚变等离子体的影响也甚微。     

首循环含钆堆芯控制模式改进研究

在MODE-G控制模式的基础上,针对首循环含钆堆芯轴向功率分布的显著特点,对堆芯控制模式进行了改进。通过松弛轴向偏移控制策略(RAOC)将轴向偏移(AO)控制在一个带状区域内;应用改进后的控制模式对首循环含钆堆芯典型燃耗步进行了负荷跟踪模拟;并针对控制模式的改进特点,选择弹棒事故进行了初步事故中子学参数评价。结果表明,改进后的堆芯控制模式相对于MODE-G控制模式能更有效地加强对堆芯轴向功率分布的控制。     

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.     

百万千瓦级压水堆核电站长燃烧堆芯钆可燃毒物优化研究

对百万千瓦参考核电站长燃耗堆芯采用的可燃毒物含量与堆芯燃料管理主要结果进行分析研究。该研究采用先进的燃料管理程序系统,对不同可燃毒物含量和不同可燃毒物棒根数据的进行了计算,给出了组件无了增殖因子随燃耗的变化关系,据此对参考堆芯采用相同的装载进行了４种方案燃料管理计算。     

反应堆动力学和堆芯释热计算

一、前言 核电站的能量主要来自堆芯核子裂变。~(23)U等元素吸收中子后产生裂变反应,同时放出大量的热能。这些热能经元件表面传递给冷却剂,然后通过蒸汽发生器将热能导出,以供发电。堆芯功率大小主要取决     

快堆功率和堆芯冷却剂出口温度的线性自抗扰控制

针对快堆控制器具有更快的响应速度和更高的控制精度的需求,分别设计了堆功率和堆芯冷却剂出口温度线性自抗扰控制器（LADRC）。基于快堆中子动力学模型和堆芯热传输模型分别导出了用于控制器设计的相对功率和冷却剂出口温度的2阶非线性模型,并基于导出的模型设计了对应的加入模型信息的线性扩张状态观测器（LESO）。采用所导出的2阶模型的时间尺度参数确定了LESO带宽范围,采用偏差和执行机构动作速度允许范围确定了比例-微分（PD）控制器带宽范围,并据此进行了LADRC参数整定。仿真结果表明,加入模型信息的LESO具有更好的总扰动估计效果,所设计的LADRC均具有较快的响应速度和较高的控制精度,而采用加入模型信息的LESO的LADRC控制性能更优。      

基于堆芯线性化模型的液态熔盐堆功率控制研究

液态熔盐堆中熔盐燃料依托主泵驱动在一回路中流动,在流动过程中造成了反应性损失,直接引起堆芯功率变化。考虑到熔盐燃料流动对堆芯功率控制的影响,建立了堆芯非线性模型,并对模型进行线性化处理。基于堆芯线性化模型,采用线性二次型高斯/回路传输（LQG/LTR）技术设计堆芯功率控制系统。以熔盐实验堆为例,开展堆芯反应性扰动控制研究。结果表明,采用堆芯线性化模型和LQG/LTR技术可以实现对液态熔盐堆堆芯功率的控制。      

基于CPSO滚动优化的堆芯功率自适应预测控制

In view of the nonlinear and reactive constraint of nuclear reactors in the process of variable power, this paper proposes an improved generalized predictive control (JGPC) for core power control. The JGPC calculates the predicted output value by predicting the model parameters and recursive relationships. At the same time, chaos particle swarm optimization (CPSO), which is improved by the sinusoidal chaos strategy and nonlinear inertia weight, is applied to the rolling optimization of JGPC. In the process of optimization, the reactive constraint are dealt with by setting optimization boundary and chaos strategy. The controlled auto-regressive integral moving average (CARIMA) model of core power is established as the JGPC prediction model, and the forgetting factor recursive least squares (FFRLS) method is used to identify the model parameters online. The JGPC controller is simulated and validated based on MATLAB platform. The results show that the controller can make the core power follow the set value quickly and steadily under the condition of satisfying the constraint, and has a certain anti-interference ability.     

基于CPSO滚动优化的堆芯功率自适应预测控制

针对核反应堆变功率过程中系统的非线性和反应性增量约束问题,本文将具备模型参数自适应辨识能力的改进型广义预测控制器(JGPC)应用于堆芯功率控制,该控制器通过预测模型参数和递推关系计算未来时刻的预测输出值,同时采用经正弦混沌策略和非线性惯性权重改进的混沌粒子群算法(CPSO)进行滚动优化,在优化过程中通过设定优化边界和混沌策略来处理反应性约束;以堆芯功率的受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA)作为预测模型,并采用遗忘因子递推最小二乘法(FFRLS)自适应辨识模型参数,以克服堆芯功率模型非线性。基于MATLAB平台对本文控制器进行仿真验证,结果表明,该控制器在满足约束条件的情况下,能使堆芯功率快速、稳定地跟随设定值,且具备一定的抗干扰能力。