基于堆机热协调的大型压水堆反应堆功率控制研究

1

作者 宋磊 张楠 +1 位作者 张茹 严梦潇 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期236-247,共12页

核能综合应用可以改变核能发电的单一用途,核电厂进行蒸汽供能后,负荷的多样性会给反应堆和负荷之间的匹配调节带来影响,这会对反应堆的功率控制提出更高的要求。本文对蒸汽供能的“华龙一号”核电厂反应堆功率控制开展研究,通过分析反... 核能综合应用可以改变核能发电的单一用途,核电厂进行蒸汽供能后,负荷的多样性会给反应堆和负荷之间的匹配调节带来影响,这会对反应堆的功率控制提出更高的要求。本文对蒸汽供能的“华龙一号”核电厂反应堆功率控制开展研究,通过分析反应堆、汽轮机和蒸汽供能系统三者的动态特性与相互关系,设计基于堆机热协调的反应堆功率控制系统、冷却剂平均温度控制系统和负荷跟踪策略,并通过仿真平台进行了验证。结果表明,设计的控制系统和提出的控制策略可满足核电厂蒸汽供能反应堆控制的性能需求,可为类似核能综合应用项目提供技术参考。 展开更多

关键词 压水堆 蒸汽供能 协调 反应堆功率控制

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基于故障树方法的核电厂数字化反应堆功率控制系统可靠性分析 被引量：12

2

作者 周世梁 刘玉燕 杜文 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2013年第4期419-428,共10页

运用故障树方法对某核电厂反应堆功率控制系统的可靠性进行了评价计算,包括不确定性分析以及敏感性分析。定义了"失去调节"和"失去调节"顶事件,分别建立了对应的故障树,分析各类硬件和软件对系统安全性的影响程度,... 运用故障树方法对某核电厂反应堆功率控制系统的可靠性进行了评价计算,包括不确定性分析以及敏感性分析。定义了"失去调节"和"失去调节"顶事件,分别建立了对应的故障树,分析各类硬件和软件对系统安全性的影响程度,指出在"失去调节"事件中,软件共模故障、驱动机构、传感器以及操作员操作敏感度比较高,对系统可靠性影响较大。在"失去有效控制"事件中,软件共模故障和操作员操作的敏感度比较高,对系统可靠性影响较大。 展开更多

关键词 故障树 核电厂 反应堆功率控制系统 可靠性

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华龙一号反应堆功率控制系统优化设计 被引量：1

3

作者 张英 陈智 +1 位作者 李羿良 金远 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期55-60,共6页

反应堆功率控制系统是核电厂重要的仪控系统,对保证核电厂的正常运行起着重要作用.为确保该控制系统在核电厂运行过程中的良好控制品质及减少现场调试时间,有必要在设计阶段通过仿真研究对控制系统的控制参数进行优化设计.基于分析三代... 反应堆功率控制系统是核电厂重要的仪控系统,对保证核电厂的正常运行起着重要作用.为确保该控制系统在核电厂运行过程中的良好控制品质及减少现场调试时间,有必要在设计阶段通过仿真研究对控制系统的控制参数进行优化设计.基于分析三代核电"华龙一号"反应堆功率控制系统的功能,提出了控制系统结构,同时对控制通道相关环节的相互影响因素进行了说明.以此为基础,利用核电厂数字化仿真工具,通过系统建模仿真对控制参数进行敏感性分析.根据不同参数取值下的系统静态和动态响应特性,最终确定一套较优的控制参数.所获得的控制参数已用于国内华龙一号首堆反应堆功率控制系统设计,可指导核电厂现场调试和电厂运行. 展开更多

关键词 反应堆功率控制系统 控制参数 系统仿真 参数优化

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一种用于反应堆功率测量前级校准的微电流源

4

作者 金传喜 郭立峰 +1 位作者 陆古兵 陈盼辉 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第3期93-96,共4页

针对反应堆功率测量前级插件的校准,设计了一种精密微电流源。该微电流源采用高精度的设计方法,使用数字化控制和软件校准,实现了0.0~200.0μA的微电流输出。测试表明：该微电流源能够稳定工作,并具有0.05%FS的步进,误差小于±0.005... 针对反应堆功率测量前级插件的校准,设计了一种精密微电流源。该微电流源采用高精度的设计方法,使用数字化控制和软件校准,实现了0.0~200.0μA的微电流输出。测试表明：该微电流源能够稳定工作,并具有0.05%FS的步进,误差小于±0.005%FS。 展开更多

关键词 微电流 高精度 反应堆功率测量

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基于NSGA-Ⅱ算法的核反应堆功率LQG控制器设计 被引量：3

5

作者 金鑫 李东原 +3 位作者 秦戈 徐教珅 唐辉 王鑫 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2085-2095,共11页

反应堆功率控制系统的设计与核电厂的安全性和经济性息息相关。为提高其功率控制性能,本研究以某压水堆核电厂为研究对象,建立了其非线性动态数学模型,推导了其状态空间模型;采用线性二次型高斯(LQG)最优控制方法,设计了堆芯功率控制器... 反应堆功率控制系统的设计与核电厂的安全性和经济性息息相关。为提高其功率控制性能,本研究以某压水堆核电厂为研究对象,建立了其非线性动态数学模型,推导了其状态空间模型;采用线性二次型高斯(LQG)最优控制方法,设计了堆芯功率控制器;进一步基于遗传算法NSGA-Ⅱ对LQR权重系数进行了多目标优化;将本文所设计的控制器与传统PID控制器进行了典型工况的仿真对比。结果表明,与传统PID控制器相比,基于NSGA-Ⅱ方法优化的LQG控制器不但响应快速、控制精度高、稳定性好,而且具有良好的鲁棒性,能获得更优越的堆芯功率控制效果。 展开更多

关键词 核反应堆功率控制 线性二次型高斯(LQG) NSGA-Ⅱ 参数优化

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压水堆核电厂反应堆功率控制系统测试设计与实现

6

作者 彭帅国 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期970-976,共7页

反应堆功率控制系统是核电厂DCS系统的重要组成部分,本文阐述了其基本原理,并详细介绍了在工厂测试阶段完成其功能测试的实现方案。该方案以LabVIEW为基础,并结合相应的硬件设计,实现了反应堆功率控制系统信号的采集、处理和发送,以及... 反应堆功率控制系统是核电厂DCS系统的重要组成部分,本文阐述了其基本原理,并详细介绍了在工厂测试阶段完成其功能测试的实现方案。该方案以LabVIEW为基础,并结合相应的硬件设计,实现了反应堆功率控制系统信号的采集、处理和发送,以及测试结果的存储、计算和分析。通过在阳江核电厂反应堆功率控制系统工厂测试中的应用,该方案得出的测试结果表明,各工况参数符合理论及实际运行值,满足工厂测试的全部要求,并可为仪控行业中类似的测试提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 反应堆功率控制 虚拟仪器 DCS LABVIEW

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零功率反应堆研究进展与展望

7

作者 朱庆福 周琦 +6 位作者 夏兆东 成昱廷 宁通 张庚 梁淑红 张巍 刘锋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期332-339,共8页

零功率反应堆是开展反应堆物理研究重要的基础性实验平台,其结构简单,灵活可变,堆芯活性区能够针对特定的研究对象进行调整,以验证核设计软件与核数据库的准确性,获得堆芯物理重要参数实验数据,检验反应堆测量控制设备的有效性。本文简... 零功率反应堆是开展反应堆物理研究重要的基础性实验平台,其结构简单,灵活可变,堆芯活性区能够针对特定的研究对象进行调整,以验证核设计软件与核数据库的准确性,获得堆芯物理重要参数实验数据,检验反应堆测量控制设备的有效性。本文简要描述零功率反应堆的特征与用途,回顾国内外研发历程,并介绍当前研究进展以及对未来的展望。 展开更多

关键词 零功率反应堆 零功率实验 反应堆物理 研究堆

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零功率反应堆传递函数的实验测量 被引量：1

8

作者 梁淑红 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1305-1307,共3页

为研究零功率反应堆的传递函数,先以点堆动态方程为出发点,推导零功率反应堆对外加反应性扰动输入响应的传递函数理论表达式。然后,对外加反应性扰动为三角波时进行傅里叶分析,得到传递函数与输入频率及反应性之间的关系。最后,选取DF-... 为研究零功率反应堆的传递函数,先以点堆动态方程为出发点,推导零功率反应堆对外加反应性扰动输入响应的传递函数理论表达式。然后,对外加反应性扰动为三角波时进行傅里叶分析,得到传递函数与输入频率及反应性之间的关系。最后,选取DF-Ⅵ快中子临界装置进行验证实验。在测量了扰动的反应性后,给出确定频率的外加扰动为三角波时的传递函数实验值,实验值与传递函数的理论计算值相符合,证实了零功率反应堆传递函数的理论表达式是正确的,反之,也可从已知的传递函数求出扰动的反应性。 展开更多

关键词 点堆动态方程 传递函数 零功率反应堆 傅里叶分析

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热管段温度波动对反应堆堆芯功率控制的影响研究

9

作者 商静 田亚杰 +2 位作者 张云波 吕智宏 李天友 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1061-1067,共7页

目前大型的压水堆核电站堆芯控制系统均设计有堆芯平均温度控制系统,该系统是一个闭环的控制系统,以稳定堆芯的平均温度为目标。该控制系统的正常运行,是保证反应堆安全稳定运行的前提和基础。作为被控对象,反应堆冷却剂平均温度的波动... 目前大型的压水堆核电站堆芯控制系统均设计有堆芯平均温度控制系统,该系统是一个闭环的控制系统,以稳定堆芯的平均温度为目标。该控制系统的正常运行,是保证反应堆安全稳定运行的前提和基础。作为被控对象,反应堆冷却剂平均温度的波动情况不仅是衡量该控制系统优劣的首要指标,同时也是直接影响控制系统稳定性的关键因素。总结众多压水堆核电站的运行经验,发现反应堆热管段温度的波动对反应堆平均温度控制系统影响巨大,有些甚至对反应堆的安全稳定运行造成严重影响。本文通过对具体工程案例的深入剖析、论证,归纳出热管段温度波动对堆芯平均温度控制系统影响的具体原理,为后续自主设计三代核电技术中的平均温度控制系统提供经验反馈。 展开更多

关键词 反应堆堆芯功率控制 温度波动 平均温度控制系统 滤波时间常数

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反应堆启堆用智能化外推临界装置堆上考验试验 被引量：4

10

作者 黄礼渊 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1171-1174,共4页

反应堆启堆用智能化外推临界装置用于反应堆临界试验过程中进行自动计数和自动外推临界。该装置在用于外推临界试验之前必须在零功率反应堆或其它反应堆上进行考验试验。论文叙述了研制的反应堆启堆用智能化外推临界装置在零功率堆上考... 反应堆启堆用智能化外推临界装置用于反应堆临界试验过程中进行自动计数和自动外推临界。该装置在用于外推临界试验之前必须在零功率反应堆或其它反应堆上进行考验试验。论文叙述了研制的反应堆启堆用智能化外推临界装置在零功率堆上考验试验的情况及试验结果。试验结果表明:智能化外推临界装置具有自动计数和自动外推临界的功能,且外推结果偏差小,满足反应堆物理启动试验的要求。 展开更多

关键词 智能化外推临界装置 零功率反应堆 堆上考验 外推临界试验

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双面慢化环形燃料反应堆物理实验 被引量：2

11

作者 张庚 夏兆东 +3 位作者 朱庆福 章秩峰 吕牛 潘翠杰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1670-1676,共7页

环形燃料零功率反应堆是首个双面慢化环形燃料作为核燃料的反应堆。本文采用周期法、落棒法获取环形燃料零功率反应堆的临界参数、控制棒价值、元件价值、含Gd元件的反应性效应等关键参数,对环形燃料零功率反应堆的物理性能进行实验研究... 环形燃料零功率反应堆是首个双面慢化环形燃料作为核燃料的反应堆。本文采用周期法、落棒法获取环形燃料零功率反应堆的临界参数、控制棒价值、元件价值、含Gd元件的反应性效应等关键参数,对环形燃料零功率反应堆的物理性能进行实验研究,验证环形燃料反应堆堆芯物理设计计算程序。结果表明:根据外推过程确定堆芯临界装载环形燃料元件96根,实心燃料元件172根,此时k eff为1.00040,堆芯调节棒价值为-247.5 pcm,安全棒价值为-1358.4 pcm;元件价值与理论值平均偏差为1.3 pcm,含Gd元件反应性效应与理论值平均相对偏差为8.8%。本文结果为环形燃料的工程化设计程序提供关键数据支撑。 展开更多

关键词 环形燃料 零功率反应堆 临界实验 临界参数

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多用途重水研究堆数字化功率调节系统仿真分析 被引量：6

12

作者 贾玉文 毛欢 +2 位作者 殷浩哲 唐国静 陈莉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2333-2339,共7页

基于MATLAB/Simulink平台构建了功率调节系统闭环内所有环节的数学模型,采用离散控制理论对简化的系统模型进行理论计算,获得了保持系统稳定的控制器参数范围。采用完整的系统模型在Simulink平台环境下进行仿真分析,确定了合适的采样周... 基于MATLAB/Simulink平台构建了功率调节系统闭环内所有环节的数学模型,采用离散控制理论对简化的系统模型进行理论计算,获得了保持系统稳定的控制器参数范围。采用完整的系统模型在Simulink平台环境下进行仿真分析,确定了合适的采样周期及其最佳的PID控制器参数。仿真结果表明,数字化功率调节系统能有效克服反应性的扰动,并具备良好的随动特性。 展开更多

关键词 数字化 反应堆功率调节系统 PID控制器 MATLAB SIMULINK

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堆外探测器读数与堆内功率分布的关系研究 被引量：11

13

作者 周旭华 李富 +2 位作者 韩松 王登营 颜见秋 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期166-170,共5页

通常认为堆外探测器读数与反应堆总功率之间存在正比关系,这其实很不合理,在实际运行过程中会出现很大的偏差。堆芯功率分布和堆外探测器读数的映射关系可以通过空间响应函数来更好地表达。论文介绍了空间响应函数的计算方法,压水堆的... 通常认为堆外探测器读数与反应堆总功率之间存在正比关系,这其实很不合理,在实际运行过程中会出现很大的偏差。堆芯功率分布和堆外探测器读数的映射关系可以通过空间响应函数来更好地表达。论文介绍了空间响应函数的计算方法,压水堆的堆外探测器空间响应函数的特点、影响因素,以及其在反应堆功率重构中作用。 展开更多

关键词 反应堆功率分布堆外探测器 空间响应函数

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模糊控制应用于研究堆功率调节系统的研究 被引量：6

14

作者 贾玉文 段天英 徐启国 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期474-479,共6页

基于MATLAB/Simulink平台构建了研究堆功率调节系统闭环内所有环节的数学模型,设计了Mamdani型二维模糊控制器。在Simulink平台环境下,通过仿真分析了系统的稳定性及其控制特性。结果表明,采用该模糊控制器的反应堆功率调节系统是稳定的... 基于MATLAB/Simulink平台构建了研究堆功率调节系统闭环内所有环节的数学模型,设计了Mamdani型二维模糊控制器。在Simulink平台环境下,通过仿真分析了系统的稳定性及其控制特性。结果表明,采用该模糊控制器的反应堆功率调节系统是稳定的,并具备良好的跟随特性,其控制性能优于经典的PID控制器。 展开更多

关键词 模糊控制 反应堆功率调节系统 仿真 MATLAB SIMULINK

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基于频域法的核电站堆功率调节器的设计

15

作者 朱昊 韦钢 +1 位作者 翟春荣 吴万禄 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1829-1834,共6页

堆功率调节系统是核电站反应堆控制的核心。本文以反应堆为对象,建立堆功率调节系统仿真模型,采用频域法设计核电站堆功率调节器。该方法相对于传统PID控制结构,具有设计步骤清晰、简单,以及更加宽泛的工业控制要求等优点。仿真结果表明... 堆功率调节系统是核电站反应堆控制的核心。本文以反应堆为对象,建立堆功率调节系统仿真模型,采用频域法设计核电站堆功率调节器。该方法相对于传统PID控制结构,具有设计步骤清晰、简单,以及更加宽泛的工业控制要求等优点。仿真结果表明,该方法跟踪调节性能好、鲁棒性强,能消除不可测干扰,对反应堆参与电网调峰具有现实意义。 展开更多

关键词 反应堆功率 频域法 超前控制 PID控制 扰动

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应用改进遗传规划方法的快堆功率控制策略 被引量：4

16

作者 方涛 陆道纲 段天英 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1105-1109,共5页

由于快中子增殖反应堆的功率变化与反应性变化会相互影响,因此很难找到一个有明确物理含义的数学模型;而且其衰变功率在非稳态运行条件下,极易引起反应堆功率控制的过冲现象.针对快堆功率控制的这些特点,把改进后的遗传规划方法与反应... 由于快中子增殖反应堆的功率变化与反应性变化会相互影响,因此很难找到一个有明确物理含义的数学模型;而且其衰变功率在非稳态运行条件下,极易引起反应堆功率控制的过冲现象.针对快堆功率控制的这些特点,把改进后的遗传规划方法与反应堆动态周期方程相结合,得到了一个反应性控制的预测模型,同时对该模型进行了仿真验证.验证结果表明,该反应性预测模型的预测值与实测值吻合很好,总反应性的相对误差率甚至不超过1%,从而可以看出在整个控制过程中没有明显的过冲现象出现,模型性能良好. 展开更多

关键词 快中子增殖反应堆 反应堆功率控制 反应性过冲 遗传规划方法 动态周期方程

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汽轮机负荷速降工况下核岛最终功率整定值触发逻辑的优化

17

作者 张冲 尹刚 +1 位作者 刘跃辛 吴官寅 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1414-1418,共5页

在国内核电厂现有的西门子汽轮机控制逻辑中,存在一种特殊工况,该工况下机组未解列,但汽轮机电功率突降,调节系统触发快速降负荷,这种速降负荷的状态未传递给反应堆,反应堆无法触发最终功率整定值,存在反应堆意外停堆的风险。针对以上问... 在国内核电厂现有的西门子汽轮机控制逻辑中,存在一种特殊工况,该工况下机组未解列,但汽轮机电功率突降,调节系统触发快速降负荷,这种速降负荷的状态未传递给反应堆,反应堆无法触发最终功率整定值,存在反应堆意外停堆的风险。针对以上问题,本文以华龙一号堆机匹配方案为研究对象,分析汽轮机在负荷速降工况下,反应堆最终功率整定值的计算过程,提出一种堆机接口控制逻辑优化方案。经过模型推演,证实优化方案可有效解决现有问题,进一步提升反应堆安全性。 展开更多

关键词 负荷速降 反应堆最终功率整定值 堆机匹配

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计数率测量仪死时间的确定方法 被引量：3

18

作者 郑春 宋凌莉 +1 位作者 艾自辉 王强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1369-1371,共3页

采用反应堆不同的运行功率和缓发中子不同时刻的衰减作为模拟源,测量出两套计数率测量仪的死时间分别为3.65和5.18μs,并提出利用反应堆的功率周期上升测量计数率测量仪死时间的方法。

关键词 计数率测量仪 死时间 缓发中子 反应堆功率

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冷中子源氢慢化剂物态变化影响因素分析 被引量：1

19

作者 兰晓华 郑洲 +2 位作者 刘聪 薛志彦 刘显坤 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第11期1070-1072,共3页

CMRR研究堆冷中子源以液氢作为中子慢化剂获取冷中子,低温氦气为制冷介质。论文实验对比了反应堆处于停止状态及低功率时氢的液化过程差异,研究了反应堆高功率对液氢汽化过程的影响,探讨了不同余热功率对于液氢自然蒸发速度的影响。实... CMRR研究堆冷中子源以液氢作为中子慢化剂获取冷中子,低温氦气为制冷介质。论文实验对比了反应堆处于停止状态及低功率时氢的液化过程差异,研究了反应堆高功率对液氢汽化过程的影响,探讨了不同余热功率对于液氢自然蒸发速度的影响。实验结果表明:液氢的汽化过程平稳程度低于液化过程,易出现压力变化的跳跃,高强度的核辐射热会加速液氢的汽化。 展开更多

关键词 冷中子源 慢化剂 液氢 反应堆功率

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核电机组发电能力改善的途径 被引量：8

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作者 池志远 张大勇 +1 位作者 柴伟东 刘道和 《热力发电》 CAS 北大核心 2007年第6期1-5,共5页

根据核电机组热力系统的特点,提出了核电机组发电能力的初步评价原则与指标。介绍了大亚湾核电站与岭澳核电站近年来为改善核电机组发电能力所采取的措施并评价了其实施效果,提出了进一步提高核电机组发电能力的建议。

关键词 核电站 990MW机组 热力系统 发电能力 反应堆热功率 热效率

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