基于运行数据分析的核动力装置异常运行状态监测技术研究

设计一种基于动态霍普菲尔德(Hopfield)人工神经网络(ANN)的核动力装置异常运行状态监测方法。通过ANN的在线训练,保证ANN模型能够始终跟踪核动力装置因运行工况变化而引起的动态特性变化,降低误诊断的概率。通过观察ANN预测输出值与实际装置输出值之间的加权平均方差,可以在较早时间内检测出参数异常变化的出现。以一回路压力为例,进行运行参数典型异常变化的检测仿真实验。结果表明,该方法在全工况范围内,具有良好的参数异常变化检测能力。     

基于APROS的核动力系统建模与仿真研究

本研究基于仿真软件APROS对两环路核动力系统的一、二回路耦合系统建立了仿真模型,并对此模型进行了功率运行稳态工况和线性变负荷动态工况仿真模拟。结果表明,模型仿真结果的最大稳态相对误差小于5%,与设计值符合较好;动态仿真趋势与热工水力计算程序RELAP5仿真趋势基本一致,验证了模型的有效性。因此,该核动力系统一、二回路匹配性良好,且本文所建立的系统模型能够较准确地模拟核动力系统的运行。     

中国示范快堆常规岛图形建模与仿真分析

为研究中国示范快堆电厂的运行工况,在vPower平台上建立了中国示范快堆电厂常规岛的热力学系统仿真模型,并对常规岛的典型运行工况进行仿真计算。常规岛各稳态运行工况的仿真计算结果给出了运行的关键参数,这些关键参数与机组的设计参数相差不超过1%,达到了核电仿真的精度要求。高压给水加热器解列及汽轮机紧急停机工况的仿真计算结果给出了关键参数的变化规律以及可能的危险点信息。     

核动力系统运行工况预判的深度学习方法研究

为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法，本研究基于神经网络模型，针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先，基于核动力系统过去15个时间步（步长1 s）的监测参数变化，对运行工况进行实时诊断判别，同时，采用搜索算法对判别模型的参数进行优化，提高模型对运行工况的识别精度；之后，对核动力系统的关键运行参数进行超前预测。结果表明：优化后模型的诊断判别准确率稳定在0.99以上；在100个时间步的长时间序列下能够实现对于参数变化趋势的有效预测；对比支持向量机、K-近邻、多层前馈等多种经典的算法可知，改进的循环网络——注意力机制网络联合模型在核动力系统的运行预判方面表现优异。本研究所建立的运行工况预判方法可为保障核动力系统安全运行的辅助判断决策与超实时监测感知提供工程应用参考。     

基于结构奇异值综合的蒸汽发生器水位鲁棒控制器设计

针对U型管蒸汽发生器的给水阀开度-水位动力学特性随其本身和给水泵运行工况改变而变化的特性,建立了能定量描述上述原因导致的参数摄动和未建模动态的给水阀开度-水位对象的不确定状态空间模型。基于结构奇异值综合方法设计蒸汽发生器水位鲁棒控制器,并通过选择合适的性能加权函数优化控制系统的鲁棒性能。仿真结果表明,所设计控制器可满足蒸汽发生器从零负荷至满负荷及各种给水泵运行工况下水位自动控制的要求,具有较好的控制品质。     

压水堆余热排出换热器性能研究

以压水堆余热排出系统为对象,建立管壳式换热器的数学模型。与换热器设计软件HTRI的计算结果进行对比,结果表明该模型可以准确预测管壳式换热器的管壳侧出口温度。总传热系数敏感性计算表明,该参数随管壳侧流量变化而变化,在换热器性能预测时不能当作常数处理,应与工况进行耦合计算。当管壳侧体积流量小于1000 m3/h时,总传热系数对流量较为敏感;当体积流量大于1000 m3/h时,流量的影响则相对较弱。该模型为预测换热器其他工况的换热性能提供基础,为换热设备调试提供指导,为核电厂设计验证及高效安全运行提供可靠依据。     

级联水力学动态仿真模型研究及应用

级联的流体状态是影响级联分离效果和运行安全的重要因素。为开展级联动态水力学研究,针对层架型级联系统,利用各模块仿真模型搭建了级联动态仿真系统并对部分动态过程进行了模拟,通过与实际运行数据对比分析,确定了主机轻馏分流量方程及压强调节器动态调节方程的具体形式。计算结果表明,利用研究得到的系统仿真模型进行仿真模拟,所得到的系统参数变化与实际运行数据符合较好,模拟结果合理可信,所得仿真模型可用于其他级联系统的仿真研究,由此得到的级联各设计参数可作为实际级联调整和设计的参考依据。同时,利用研究所得的系统仿真模型,针对级联系统中可能存在的故障情况进行了模拟验证,仿真结果与实际运行数据符合良好,从而以仿真模拟的手段验证了系统中存在的问题。     

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.     

GO-FLOW法在大亚湾核电站辅助给水系统可靠性分析中的应用

以大亚湾核电站辅助给水系统为研究对象,应用GO-FLOW法计算分析了该系统不同阶段的可靠性。根据系统原理图直接构建了系统GO-FLOW模型,利用GO-FLOW程序计算系统在不同时刻的可靠度。结果表明,GO-FLOW法是一种有效、直观、精确的可靠性分析方法,可以为核电站动态可靠性分析提供依据。     

1 GWt PB-FHR负荷跟踪运行特性分析

为研究熔盐堆系统在商业应用中的价值,分析其是否满足电网负荷的变化需求和安全运行的能力,本文以1 GWt球床式氟盐冷却高温堆（PB-FHR）为研究对象,仿真计算其在负荷跟踪模式下的瞬态行为和运行特性。以RELAP5/MOD4.0程序为研究工具,并植入相关的熔盐物性与计算关系式,建立氟盐冷却高温堆的热工水力系统与功率控制系统的仿真模型,对典型负荷工况参数变化情况下控制系统的响应特性进行仿真分析。结果表明：该氟盐冷却高温堆系统在设计的控制逻辑的调控下,展示出良好的负荷跟踪运行能力,堆芯功率能迅速响应负荷变化,功率超调和温度超调小,反应堆的运行参数始终处于合理的运行范围内。