免疫P-PID串级控制的核反应堆功率调节器研究

核反应堆的功率调节器通常采用传统的比例-积分-微分(PID)控制器来实现,能满足运行要求但控制效果一般。为改善这一状态,本文借鉴生物免疫中T细胞和B细胞间的协同免疫机理,提出基于人工免疫机理的免疫P和PID串级控制策略的核反应堆功率调节器。仿真测试结果表明:采用人工免疫的功率调节器能够有效地改善核动力装置的动态运行特性,并且其控制性能要优于基于传统PID的功率调节器。     

强迫转自然循环一体化压水堆协调控制策略

一体化压水堆系统使用直流蒸汽发生器,通常具有强烈的耦合特性和复杂的非线性,强迫循环转自然循环过程引入大的冷却剂平均温度设定值变化不利于系统控制和反应堆安全。针对以上问题,本文提出一种先进的协调控制策略来实现强迫循环转自然循环过程的自动控制,并改善其动态特性。依据模糊逻辑理论,采用协调控制器协调2种底层控制器,分别为模糊控制器和PID控制器,实现反应堆功率控制系统、稳压器压力控制系统和给水控制系统的协调控制。针对强迫循环转自然循环的过渡工况,将常规PID控制策略作为协调控制策略的对比方案。仿真结果表明:本文所提出的协调控制策略优于常规PID控制策略,能够更快速、平稳地实现强迫循环到自然循环的工况转换,有利于提高核动力装置的机动性和灵活性。     

基于ARM技术的电站仿真机接口系统的开发

为了改善基于串行总线技术的电站仿真机接口系统通信速率低、分布距离有限、扩展不方便以及调试困难,提出了基于ARM技术和以太网技术的分布式智能化输入输出接口系统.基于提出的分布式仿真机接口系统思想,分别从系统设计、系统软硬实现以及组态设计等进行了设计和实现.系统实际应用表明,基于ARM技术和以太网技术的接口系统通信速率高、分布距离远和扩展更方便,能够满足电站全范围仿真机输入输出接口的需要.     

基于BP神经网络的核电厂主动容错控制方法研究

针对核电厂中的传感器故障,采用改进的BP神经网络算法对传感器进行神经网络训练,建立各种运行状态下的动态模型库,并应用BP神经网络对系统进行实时检测。当传感器发生故障时,采用控制率重构的方法进行容错控制。在核动力装置模拟器上以稳压器为对象进行了仿真实验验证,结果表明该方法对于核电厂中的传感器故障进行容错控制是有效的。     

核动力装置运行支持系统的设计与开发

利用实时嵌入式操作系统VxWorks开发了核动力装置运行支持系统(NPPOSS),该系统可以利用计算机技术的优势给操纵员提供装置运行状态监测信息、警报分析信息、故障诊断信息以及应急操作规程等。本文对核动力装置运行支持系统进行了设计和开发,并以蒸汽发生器传热管破裂为例,在全范围仿真机上对该系统的可行性进行实验验证。结果表明,采用NPPOSS可以减轻操纵员的工作负担和精神压力,提高核动力装置的安全性。     

多堆核动力装置控制策略仿真研究

为保证多堆核动力装置电站系统的协调运行并且能满足方便机组负荷调整,对多核动力装置电站运行控制问题进行仿真研究。根据多堆核动力装置运行目标,讨论多堆核动力装置电站运行控制,提出＂平均分配负荷＂和＂反应堆冷却剂平均温度恒定＂的控制方案,设计相应的控制器,建立基于机理的多堆核动力装置仿真模型。利用建立的模型对提出的多堆核动力装置控制策略进行了验证,对电站进行快速升功率和降功率运行过程进行了模拟和测试。仿真结果表明：该控制策略合理可行,控制方案和控制器能满足对电站运行控制的要求。     

核设施退役虚拟仿真系统框架研究

退役核设施具有放射性,其退役过程危险且复杂,基于虚拟现实等技术的退役虚拟仿真系统可为退役工程提供辅助工具。本文在分析国内外研究成果的基础上,结合一专项退役工程的需求提出了该虚拟仿真系统的功能模块组成。基于软件开发技术进一步给出了系统的框架结构,并对各模块实现的相应技术进行了分析和探讨。分析中结合了计算机软硬件技术的最新研究成果,对退役中的切割、爆破、流体及放射性等的仿真技术进行了探讨。分析表明,基于普通个人计算机也可实现退役过程的全面虚拟仿真。经专家论证本方案具有可行性。     

分布式故障诊断策略及其在核电站中的应用

核电站运行状态的监测与故障诊断直接关系到核电站的安全性、可靠性和经济性.针对核电站故障诊断特点,本文提出了一种分布式故障诊断方法,开发了反应堆冷却剂系统分布式故障诊断系统(RCSDFDS).实验测试表明,RCSDFDS不仅能够对单一故障进行及时、准确的识别,而且对多重故障也具有良好的识别效果.     

基于人工免疫的直流蒸汽发生器压力控制研究

以生物免疫中T细胞和B细胞间的协同免疫机理为基础,结合多抗原多抗体协调免疫机理,提出一种分布式-多输入多输出耦合的人工免疫控制策略,并将该策略应用于直流蒸汽发生器(OTSG)压力控制。为了验证该控制策略,在1台快堆仿真系统中进行了仿真实验。仿真测试结果表明,该控制策略较比例、积分、微分(PID)控制具有更小的超调量和调整时间,能够有效改善OTSG压力和相关参数的动态运行特性。     

自然循环与强迫循环转换过渡过程研究

针对自然循环和强迫循环转换的过渡过程问题,建立主冷却剂系统数学模型及中子动力学模型,利用完整的实时仿真平台,研究了船用核动力装置一回路自然循环与强迫循环相互转换的过渡过程中反应堆功率、冷却剂温度等主要系统参数的瞬态特性.计算结果表明,转换前初始反应堆功率水平对过渡过程的快速、安全及稳定有着重要的影响,较高的初始反应堆功率水平有可能导致出现瞬时高功率峰值并出现短周期现象,威胁反应堆的安全.针对过渡过程中的潜在风险,提出了在适当时机由操纵员手动调节控制棒的人为干预措施.分析结果表明,该措施可以有效地缩短过渡过程,改善过渡过程的稳定性和安全性.