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

1

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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压水堆核电站功率控制系统对象研究及仿真分析 被引量：8

2

作者 林桦 王云伟 张往锁 《自动化仪表》 CAS 2017年第5期7-10,14,共5页

核电站反应堆功率控制系统是核电站的关键控制系统之一,在开环测试的环境下,控制系统无正确、有效的对象特性反馈,无法验证功率控制系统的设计和功能实现是否正确。基于REMARK堆芯物理程序,建立了某压水堆核电站堆芯物理模型程序,为反... 核电站反应堆功率控制系统是核电站的关键控制系统之一,在开环测试的环境下,控制系统无正确、有效的对象特性反馈,无法验证功率控制系统的设计和功能实现是否正确。基于REMARK堆芯物理程序,建立了某压水堆核电站堆芯物理模型程序,为反应堆功率控制系统的设计和验证提供控制对象。堆芯模型采用三维有限差分网格进行求解计算,两群时间相关的三维扩散方程能够对快中子和热中子注量率行为进行准确模拟。将堆芯物理模型计算的反应性系数,包括硼微分价值参数、慢化剂温度系数、等温温度系数、多普勒功率系数以及功率调节棒组和停堆棒组的反应性价值,与核电厂的堆芯设计参考数据进行对比。通过对比分析发现,模型的计算结果与电厂堆芯的设计参考数据吻合,说明所建立的堆芯模型能够有效反映电厂反应堆的堆芯物理特性。该堆芯模型可与反应堆功率控制系统构成有效的闭环测试环境,为反应堆功率控制系统的设计和验证提供有效手段。 展开更多

关键词 能源 核电站 压水堆 反应堆堆芯 功率控制 闭环

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基于两点模型的堆芯功率多目标保性能控制

3

作者 刘雨昆 王俊玲 张玉衡 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期78-84,共7页

现阶段能源产业需要核电站能够根据实际功率需求对输出功率进行调整,因此压水堆堆芯负荷跟踪运行是现阶段压水堆商业化运行的重要需求之一.为了避免运行过程中由于堆芯功率分布不均匀导致的氙震荡、热点等问题,对堆芯运行过程中产生的... 现阶段能源产业需要核电站能够根据实际功率需求对输出功率进行调整,因此压水堆堆芯负荷跟踪运行是现阶段压水堆商业化运行的重要需求之一.为了避免运行过程中由于堆芯功率分布不均匀导致的氙震荡、热点等问题,对堆芯运行过程中产生的轴向功率偏差进行控制也是压水堆安全运行的关键.基于中子动力学方程、反应性反馈方程和热工水力学方程,结合堆芯功率空间耦合构建了压水堆堆芯功率两节点模型,并在这一模型的基础上增加负荷跟踪和轴向功率偏差跟踪量.根据这一模型设计了能够实现负荷跟踪控制和轴向功率分布控制并且具有抗时变性的LPV-LQR多目标控制器.在经典的多个瞬态工况下进行仿真的结果表明,LPV-LQR控制器具有良好的负荷跟踪控制和轴向功率分布控制能力,并且能够更好适应堆芯功率系统的时变性. 展开更多

关键词 核反应堆 功率控制 两点模型 时变参数 保性能控制 负荷跟踪控制 轴向功率偏差 多目标控制

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新型模糊控制器在小型反应堆功率控制系统中的应用 被引量：7

4

作者 武红幸 赵福宇 张仲民 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期80-82,共3页

对新型通用模糊控制器在研究用小型反应堆功率控制系统上的实现方法进行了介绍。该算法用于小型反应堆功率控制系统,涵盖了过去模糊控制器的所有调节手段。与普通比例积分微分(PID)控制器进行仿真对比分析,结果表明,采用该算法设计的控... 对新型通用模糊控制器在研究用小型反应堆功率控制系统上的实现方法进行了介绍。该算法用于小型反应堆功率控制系统,涵盖了过去模糊控制器的所有调节手段。与普通比例积分微分(PID)控制器进行仿真对比分析,结果表明,采用该算法设计的控制器明显提高了反应堆功率控制系统的性能,同时在抗扰动能力方面也优于普通PID控制器。 展开更多

关键词 反应堆 功率控制系统 通用模糊控制器

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H_∞控制方法在核反应堆功率控制中的应用 被引量：6

5

作者 孙佳丽 夏国清 孙 锋 《应用科技》 CAS 2005年第8期46-48,共3页

在已有核反应堆数学微分方程模型的基础上,建立了反应堆模型的状态空间方程描述形式;采用H∞控制方法设计了反应堆功率控制器,以控制反应堆功率变化.仿真结果表明,与传统的PID控制器相比,H∞控制器有良好的性能.

关键词 核反应堆 功率控制 状态空白描述 H∞控制器 仿真

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热电联产压水堆核电机组的控制方案研究

6

作者 张茹 王宝念 +2 位作者 蒋冠孚 孙培伟 魏新宇 《自动化仪表》 CAS 2023年第6期30-35,共6页

核能热电联产是实现“双碳”目标的重要方法。核能热电联产改造后,供需侧能量平衡关系发生了变化,需要针对热电联产改造后压水堆核电机组开展堆机协调控制方案的研究。首先,以大亚湾900 MW核电机组为研究对象,基于最佳估算程序RELAP5和... 核能热电联产是实现“双碳”目标的重要方法。核能热电联产改造后,供需侧能量平衡关系发生了变化,需要针对热电联产改造后压水堆核电机组开展堆机协调控制方案的研究。首先,以大亚湾900 MW核电机组为研究对象,基于最佳估算程序RELAP5和仿真平台3KeyMaster建立了热电联产模型。热电联产形式包括主蒸汽集管抽汽、中间抽汽和背压机排汽。接着,以主蒸汽集管抽汽为例,通过典型扰动的动态特性分析并验证了所建立的模型。然后,提出了将总蒸汽流量折算为等效负荷的方法,对反应堆功率控制中冷却剂平均温度控制系统进行改造。最后,对设计的控制系统改造方案进行了验证。验证结果表明,该方案能够满足反应堆核功率、电功率和供能热负荷协调控制的要求。所设计的控制改造方案为热电联产压水堆核电机组的反应堆功率控制提供了参考。 展开更多

关键词 核电 压水堆 热电联产 反应堆功率控制 主蒸汽集管抽汽 高排抽汽 背压机排汽

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基于数字化控制的核电站反应堆功率控制系统 被引量：3

7

作者 刘冲 周剑良 谭平 《南华大学学报（自然科学版）》 2010年第3期53-57,共5页

秦山一期工程300 MW反应堆控制棒控制和棒位监测系统(以下简称反应堆功率控制系统)采用基于PLC技术、数字化通信技术以及冗余技术设计,实现了反应堆功率的自动调节和集中控制.本文对反应堆功率控制的仪控系统特点及其数字化改造的硬件... 秦山一期工程300 MW反应堆控制棒控制和棒位监测系统(以下简称反应堆功率控制系统)采用基于PLC技术、数字化通信技术以及冗余技术设计,实现了反应堆功率的自动调节和集中控制.本文对反应堆功率控制的仪控系统特点及其数字化改造的硬件设计方法进行了介绍.数字化改造后的秦山一期工程反应堆功率控制系统能为人机交互作业提供丰富的信息,方便了系统的运行和维护,系统的可靠性得以极大改善. 展开更多

关键词 核电站 反应堆 功率控制 数字控制

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核反应堆功率模糊广义预测控制 被引量：4

8

作者 吴天昊 栾秀春 +3 位作者 王俊玲 刘春雨 杨志达 周杰 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期299-305,共7页

为了满足核电机组提高负荷跟随性能的需求,基于T-S模糊模型,设计了针对点堆中子动力学方程的模糊广义预测控制器。利用并行分布补偿(PDC)方法,将基于线性化方程的各局部预测控制器在强非线性的全局范围内统一起来,从而扩大了反应堆功率... 为了满足核电机组提高负荷跟随性能的需求,基于T-S模糊模型,设计了针对点堆中子动力学方程的模糊广义预测控制器。利用并行分布补偿(PDC)方法,将基于线性化方程的各局部预测控制器在强非线性的全局范围内统一起来,从而扩大了反应堆功率控制中广义预测控制器的适用范围。计算机仿真结果表明,对于三种典型的反应堆运行工况,所设计的控制器都能在保证安全的前提下,在全局范围内表现出良好的负荷跟随能力。 展开更多

关键词 核反应堆 功率控制 T-S模糊模型 广义预测控制

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模糊鲁棒控制方法在核反应堆功率控制中的应用 被引量：4

9

作者 刘磊 栾秀春 +2 位作者 饶甦 金光远 余涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期624-629,共6页

为了对核反应堆功率进行实时控制,以适应电网负荷的变化需求,基于T-S模糊模型设计了核反应堆功率模糊鲁棒控制器。首先使用状态反馈设计了局部控制器,然后应用并行补偿方法设计全局控制器。线性矩阵不等式的求解证明所设计的控制器是稳... 为了对核反应堆功率进行实时控制,以适应电网负荷的变化需求,基于T-S模糊模型设计了核反应堆功率模糊鲁棒控制器。首先使用状态反馈设计了局部控制器,然后应用并行补偿方法设计全局控制器。线性矩阵不等式的求解证明所设计的控制器是稳定的。仿真结果表明,对于3种典型工况变化,所设计的控制器对反应堆的功率变化能进行很好的控制。 展开更多

关键词 核反应堆 功率控制 模糊鲁棒控制 线性矩阵不等式 并行分布补偿

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压水型核反应堆功率控制系统的优化设计 被引量：2

10

作者 毛伟 张宇声 张广福 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2005年第2期88-91,共4页

在分析了压水型反应堆功率控制系统的前提下,针对其特殊的控制要求,运用基于输出反馈的次最优控制的设计方法和Matlab中的NCD模块,最终实现了系统的优化设计,并对系统进行了某一功率水平下的仿真试验和其它工况下的鲁棒性试验.结果表明... 在分析了压水型反应堆功率控制系统的前提下,针对其特殊的控制要求,运用基于输出反馈的次最优控制的设计方法和Matlab中的NCD模块,最终实现了系统的优化设计,并对系统进行了某一功率水平下的仿真试验和其它工况下的鲁棒性试验.结果表明,改进后的系统性能有了较大改善. 展开更多

关键词 核反应堆 功率控制系统 优化设计 NCD模块

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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：2

11

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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200MW核供热堆功率调节系统设计原理 被引量：3

12

作者 刘隆祉 安珍彩 +1 位作者 赵海歌 叶朝晖 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期447-453,共7页

简要介绍了２００ＭＷ核供热堆的堆型结构和运行方式，着重介绍了２００ＭＷ核供热堆功率调节系统设计原理和调节控制棒与调节二回路流量协调控制方案，并介绍了调节二回路流量所采用调频电源作为二回路水泵调速的执行机构。

关键词 核供热堆 功率调节系统 协调控制

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免疫P-PID串级控制的核反应堆功率调节器研究 被引量：2

13

作者 成守宇 彭敏俊 刘新凯 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期39-42,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 人工免疫 PID控制器 免疫PID 核反应堆 功率调节器

原文传递

基于智能预测的反应堆功率调节研究 被引量：1

14

作者 赵梦薇 陈智 +2 位作者 廖龙涛 李羿良 黄轲 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期166-171,共6页

针对比例-积分(PI)控制需进一步提高控制性能的需求,采用单步预测控制方案结合在线T-S模糊辨识和粒子群优化算法设计反应堆功率控制器。该控制器在不同工况下的仿真结果表明,预测控制在调节响应速度、超调量等指标上效果优于原先采用的P... 针对比例-积分(PI)控制需进一步提高控制性能的需求,采用单步预测控制方案结合在线T-S模糊辨识和粒子群优化算法设计反应堆功率控制器。该控制器在不同工况下的仿真结果表明,预测控制在调节响应速度、超调量等指标上效果优于原先采用的PI控制。 展开更多

关键词 预测控制 反应堆 功率调节 模糊辨识 粒子群算法

原文传递

核反应堆功率模糊动态矩阵控制 被引量：1

15

作者 吴天昊 栾秀春 +3 位作者 王俊玲 刘春雨 杨志达 周杰 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第4期460-464,共5页

为了提高核电机组功率控制器的负荷跟踪性能,基于T-S模糊模型,针对点堆中子动力学方程设计了模糊动态矩阵控制器.利用改进型的动态矩阵控制算法在工作点附近设计局部控制器.在强非线性的全局控制范围内,利用并行分布补偿(PDC)方法,将各... 为了提高核电机组功率控制器的负荷跟踪性能,基于T-S模糊模型,针对点堆中子动力学方程设计了模糊动态矩阵控制器.利用改进型的动态矩阵控制算法在工作点附近设计局部控制器.在强非线性的全局控制范围内,利用并行分布补偿(PDC)方法,将各工作点处的局部控制器统一起来,从而扩大了反应堆功率控制中动态矩阵控制器的适用范围.计算机仿真结果表明,对于所选取的3种典型的运行工况,所设计的控制器都能在保证安全的前提下,在全局范围内表现出良好的负荷跟随能力. 展开更多

关键词 核反应堆 功率控制 T-S模糊模型 动态矩阵控制

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模糊PID控制在核反应堆功率控制中的研究 被引量：1

16

作者 刘磊 栾秀春 +1 位作者 沈阳 杨志达 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第6期719-722,726,共5页

应用核反应堆堆芯的中子动力学数学模型建立传递函数.采用模糊PID方法设计了反应堆功率控制器控制反应堆功率负荷跟踪变化.Simulink仿真表明所采用的模糊PID控制算法来控制反应堆功率的输出,比传统PID控制取得了较好的控制效果.

关键词 核反应堆 功率控制 模糊PID控制 SIMULINK

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中子传输矩阵研究 被引量：1

17

作者 薛斌 樊治国 +1 位作者 李靖 李军德 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期88-91,共4页

通过简化假设,分析了中子传输矩阵的物理意义,推导出中子传输矩阵数学模型,并利用以往的数据进行了验证。同时根据矩阵的共轭梯度算法理论,研究利用堆外核探测器系统(RPN)的功率量程通道(PRC)6节电离室信号及堆内中子通量测量系统(RIC)... 通过简化假设,分析了中子传输矩阵的物理意义,推导出中子传输矩阵数学模型,并利用以往的数据进行了验证。同时根据矩阵的共轭梯度算法理论,研究利用堆外核探测器系统(RPN)的功率量程通道(PRC)6节电离室信号及堆内中子通量测量系统(RIC)获得的堆内通量分布信号计算中子传输矩阵的方法。这种算法得到的中子传输矩阵,可以植入冷却剂丧失(LOCA)监测系统(LSS系统);通过LSS系统可以实时监测堆芯轴向功率分布,进而监测堆芯轴向线功率密度。 展开更多

关键词 核电站 反应堆功率分布控制 中子传输矩阵

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基于新型控制棒驱动机构的反应堆功率控制

18

作者 杨帆 王俊玲 +1 位作者 栾秀春 周杰 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第4期452-457,共6页

控制棒驱动机构是核反应堆中的重要机械设备,是反应堆和系统保护的组成部分,承担了控制反应堆的启动、功率调节、停堆等工作.为了研究基于新型伺服活塞式水力驱动机构的核反应堆功率控制问题,对新型伺服活塞控制棒驱动机构进行数学建模... 控制棒驱动机构是核反应堆中的重要机械设备,是反应堆和系统保护的组成部分,承担了控制反应堆的启动、功率调节、停堆等工作.为了研究基于新型伺服活塞式水力驱动机构的核反应堆功率控制问题,对新型伺服活塞控制棒驱动机构进行数学建模,进而建立了具有温度反馈效应的核反应堆功率控制系统(Nuclear Reactor Power Control System,简称NRPCS)的状态空间模型.采用鲁棒H∞控制方法设计了NRPCS的状态反馈控制器.用Simulink进行仿真,验证了控制系统的可行性和鲁棒性. 展开更多

关键词 核反应堆功率控制 控制棒驱动机构 H∞控制器

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基于半实物仿真系统的反应堆控制特性研究

19

作者 陈曼 冯俊婷 隋海建 《自动化与仪器仪表》 2021年第8期118-120,125,共4页

反应堆功率控制系统具有反应堆启动、停堆、运行、功率调节、温度调节等功能,是核动力控制系统的核心。半实物仿真系统平台则是研究反应堆功率控制系统控制策略的重要手段之一。基于半实物仿真系统平台,在不同功率水平设定功率控制目标... 反应堆功率控制系统具有反应堆启动、停堆、运行、功率调节、温度调节等功能,是核动力控制系统的核心。半实物仿真系统平台则是研究反应堆功率控制系统控制策略的重要手段之一。基于半实物仿真系统平台,在不同功率水平设定功率控制目标并进行仿真试验,研究了PID控制参数、控制棒动作延迟时间、冷却剂泵动作延迟时间对反应堆功率控制的影响。仿真结果表明,相比使用比例加积分的调节方式,仅使用比例进行调节并选择合适的比例系数,更容易使功率调节达到稳定。根据半实物仿真的试验结果,选择合适的控制棒动作延迟时间、冷却剂泵动作延迟时间,可以获得更好的控制效果。 展开更多

关键词 核反应堆 半实物仿真 功率控制

原文传递

低温堆供热控制研究 被引量：2

20

作者 张乐 贾玉文 +2 位作者 段天英 刘勇 崔晓涵 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期165-174,共10页

核能作为清洁、高效的能源,可以取代燃煤用于冬季供暖,从而实现供暖过程中“减污降碳”的目标。针对热网提出的供热需求指标,本文基于MATLAB/Simulink仿真平台,建立了池式低温堆全厂主系统模型,并提出了可用于反应堆功率调节的供热控制... 核能作为清洁、高效的能源,可以取代燃煤用于冬季供暖,从而实现供暖过程中“减污降碳”的目标。针对热网提出的供热需求指标,本文基于MATLAB/Simulink仿真平台,建立了池式低温堆全厂主系统模型,并提出了可用于反应堆功率调节的供热控制方案。文中主要针对功率定值调节过程和热网事故小扰动工况反应堆响应过程作了详细分析。仿真研究结果显示,该控制方案能够根据热网对负荷的需求,调整反应堆功率,调节过程中反应堆各温度参数都在安全限值以内,并能够将用户室内温度维持在一个相对稳定的范围内。同时,该控制方案具有一定的抗事故工况负荷小扰动能力。在热网管网断裂等事故造成的负荷阶跃小扰动时,能够维持反应堆功率不变,使各回路温度在安全允许的范围内缓慢改变并重新达到稳定,且用户室内温度稍微变化后即可重新稳定。因此,该供热控制方案具有一定的设计参考价值。 展开更多

关键词 核能供热 池式低温堆 变流量 功率控制 负荷扰动

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