多堆多機(jī)核動力裝置協(xié)調(diào)控制策略分析.pdf

1、核能經(jīng)過幾十年的發(fā)展利用,由于其極高的能量密度,能量釋放的過程中不需要氧氣及無CO2,SO2等污染氣體放出的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛利用。但由于在核裂變的過程中,會產(chǎn)生放射性,這也增加了其系統(tǒng)的復(fù)雜性。多堆多機(jī)核動力裝置由于其相對于大型單堆核動力裝置有著很好的固有安全特性、模塊化生產(chǎn)的便捷性以及相對占用的空間小等優(yōu)點(diǎn),有著很好的發(fā)展前景及研究價值。但多堆多機(jī)核動力裝置的控制系統(tǒng)也要比單堆系統(tǒng)更復(fù)雜。本文在建立多堆多機(jī)核動力裝置仿真模型的基礎(chǔ)上,

2、對其進(jìn)行了控制方法的研究。
　　由于多堆多機(jī)核動力系統(tǒng)十分復(fù)雜,對其控制系統(tǒng)引入大系統(tǒng)控制中的協(xié)調(diào)控制思想。并針對所要的研究內(nèi)容,在協(xié)調(diào)控制理論和分層遞階控制理論的基礎(chǔ)上,構(gòu)建基于多堆多機(jī)核動力裝置的分層分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),它包括了整個系統(tǒng)的總協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),以及具體的相關(guān)部件(例如反應(yīng)堆堆芯、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器等部件)的控制方法,在此過程中,不同的部件分別采用了PID控制以及智能模糊控制等方法,并將上述所設(shè)計的控制器用于局部控制

3、級,設(shè)計了多堆多機(jī)核動力裝置的三階協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。
　　在完成多堆多機(jī)核動力裝置協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,并不能直接對其使用,而是需要進(jìn)行驗證。本文是通過對多堆多機(jī)核動力裝置建立實(shí)時仿真模型,并將控制系統(tǒng)添加進(jìn)實(shí)時仿真模型中,對其進(jìn)行驗證。而由于多堆系統(tǒng)十分龐大,對其建立動力學(xué)特性的精確描述很難達(dá)到。只能通過合理的簡化與近似處理,采用機(jī)理分析(理論)或?qū)嶒灥姆椒?系統(tǒng)辨識),建立滿足一定精度要求的動態(tài)特性數(shù)學(xué)模型。在建模過程中,對多堆多

4、機(jī)核動力系統(tǒng)采用模塊法建立仿真模型,在系統(tǒng)相關(guān)模塊建成之后,對其進(jìn)行聯(lián)調(diào),并假設(shè)建模過程中所涉及的同一參數(shù)是相同的,建立起多堆多機(jī)核動力裝置的動態(tài)仿真模型,并對其動態(tài)特性進(jìn)行仿真分析。
　　在最后,分別對單堆的協(xié)調(diào)控制與非協(xié)調(diào)控制進(jìn)行了60％~90%的升降負(fù)荷分析,以及多堆協(xié)調(diào)控制情況下,單臺汽輪機(jī)的負(fù)荷從滿負(fù)荷降到50%負(fù)荷的工況和由50%功率負(fù)荷升到滿負(fù)荷的工況,以及單座反應(yīng)堆停堆工況等的分析、驗證。結(jié)果證明,協(xié)調(diào)控制策略具有