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堆芯功率分布对CCTF试验再淹没现象影响的评价研究

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核动力工程 2021年第6期42卷 58-64页

作者：赵宁宁袁红胜文青龙阮神辉重庆大学能源与动力工程学院核能工程系重庆400044 中广核研究院有限公司广东深圳518038 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点试验室重庆400044

以圆柱形堆芯试验装置(CCTF)为研究对象,采用轻水堆冷却系统事故工况的瞬态行为最佳估算程序(RELAP5)和自主化堆工设计与安全分析程序(LOCUST),开展堆芯功率分布对CCTF C2-SH2(Run54)试验工况再淹没现象影响的评价研究。研究表明:(1)计... 详细信息

以圆柱形堆芯试验装置(CCTF)为研究对象,采用轻水堆冷却系统事故工况的瞬态行为最佳估算程序(RELAP5)和自主化堆工设计与安全分析程序(LOCUST),开展堆芯功率分布对CCTF C2-SH2(Run54)试验工况再淹没现象影响的评价研究。研究表明:(1)计算所得下降段压降、堆芯压降、堆芯出口蒸汽质量流量等计算结果与试验结果吻合较好;(2)对于堆芯1.015 m处平均通道包壳峰值温度的计算,RELAP5和LOCUST程序计算的包壳峰值温度分别为816 K和813 K,试验结果为898 K,计算值比试验值低约82 K,平均通道包壳温度最后稳定在400 K左右,计算结果与试验结果一致。因此,本研究结果表明LOCUST程序能够较好地对大破口失水事故(LBLOCA)中再淹没阶段的瞬态过程进行模拟。

关键词：圆柱形堆芯试验装置(CCTF) RELAP5 LOCUST 再淹没堆芯功率

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堆芯功率的自耦PID控制策略研究

动力工程学报 2023年第11期43卷 1494-1499,1530页

作者：卢元煦曾喆昭唐立军白家赞长沙理工大学物理与电子科学学院长沙410076

针对堆芯功率的非线性控制问题,提出了一种自耦PID(SCPID)功率控制方法。该方法将系统内部所有已知或未知复杂因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,进而设计了基于SCPID控制理论的堆芯功率控制系统,并... 详细信息

针对堆芯功率的非线性控制问题,提出了一种自耦PID(SCPID)功率控制方法。该方法将系统内部所有已知或未知复杂因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,进而设计了基于SCPID控制理论的堆芯功率控制系统,并在复频域对闭环控制系统的稳定性进行严格的数学分析和证明。结果表明:与其他方法相比,SCPID控制方法简单高效,在堆芯功率系统控制领域具有实际应用价值。

关键词：堆芯功率自耦PID控制鲁棒稳定性抗扰动鲁棒性

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液态熔盐堆堆芯功率内模控制器设计与仿真

原子能科学技术 2020年第5期54卷 937-943页

作者：曾文杰朱伟聪谢金森姜庆丰于涛南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略,具有结构简单、设计直观、无需精确的数学模型、在线调整参数少等优点。为探索内模控制在反应堆控制领域中的应用,以熔盐实验堆堆芯功率控制为例,通过建立熔盐实验堆一回... 详细信息

内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略,具有结构简单、设计直观、无需精确的数学模型、在线调整参数少等优点。为探索内模控制在反应堆控制领域中的应用,以熔盐实验堆堆芯功率控制为例,通过建立熔盐实验堆一回路系统线性化模型,采用内模控制技术,结合粒子群优化算法设计堆芯功率内模控制器。并基于MATLAB/Simulink建立熔盐实验堆一回路仿真系统,开展熔盐实验堆堆芯阶跃反应性扰动下的功率控制研究。结果表明,所设计的堆芯功率内模控制器可很好地控制堆芯功率,实现系统的快速稳定。

关键词：熔盐实验堆堆芯功率内模控制器反应性扰动

基于CPSO滚动优化的堆芯功率自适应预测控制

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核动力工程 2020年第6期41卷 143-149页

作者：潘岳凯钱虹江诚刘晓晶上海电力大学自动化工程学院上海200090 上海市电站自动化技术重点实验室上海200090 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对核反应堆变功率过程中系统的非线性和反应性增量约束问题,本文将具备模型参数自适应辨识能力的改进型广义预测控制器(JGPC)应用于堆芯功率控制,该控制器通过预测模型参数和递推关系计算未来时刻的预测输出值,同时采用经正弦混沌策... 详细信息

针对核反应堆变功率过程中系统的非线性和反应性增量约束问题,本文将具备模型参数自适应辨识能力的改进型广义预测控制器(JGPC)应用于堆芯功率控制,该控制器通过预测模型参数和递推关系计算未来时刻的预测输出值,同时采用经正弦混沌策略和非线性惯性权重改进的混沌粒子群算法(CPSO)进行滚动优化,在优化过程中通过设定优化边界和混沌策略来处理反应性约束;以堆芯功率的受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA)作为预测模型,并采用遗忘因子递推最小二乘法(FFRLS)自适应辨识模型参数,以克服堆芯功率模型非线性。基于MATLAB平台对本文控制器进行仿真验证,结果表明,该控制器在满足约束条件的情况下,能使堆芯功率快速、稳定地跟随设定值,且具备一定的抗干扰能力。

关键词：堆芯功率非线性系统 JGPC 反应性约束 CPSO

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液态熔盐堆堆芯功率模糊PID控制

核动力工程 2020年第1期41卷 93-98页

作者：姜庆丰谢金森曾文杰陈乐至南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

液态熔盐堆采用熔融氟化盐为燃料,燃料熔盐出口温度是衡量熔盐堆安全的重要指标。通过堆芯功率控制可实现燃料熔盐出口温度控制。将液态熔盐堆堆芯划分成内区和外区,并基于能量守恒原理建立堆芯非线性模型,采用微扰理论对非线性模型进... 详细信息

液态熔盐堆采用熔融氟化盐为燃料,燃料熔盐出口温度是衡量熔盐堆安全的重要指标。通过堆芯功率控制可实现燃料熔盐出口温度控制。将液态熔盐堆堆芯划分成内区和外区,并基于能量守恒原理建立堆芯非线性模型,采用微扰理论对非线性模型进行线性化。基于堆芯线性化模型,采用模糊比例-积分-微分(PID)控制器设计堆芯功率控制系统。以熔盐增殖堆(MSBR)为例,开展堆芯功率控制仿真。结果表明,引入10-3、2×10-3阶跃反应性时,模糊PID控制器可以减小系统响应的上冲幅度和超调量,并且在堆芯功率发生了较大的负荷变化时,模糊PID控制器可以对堆芯功率的变化实现良好跟踪。故所采用的模糊PID控制器具有良好的动态性能,可实现对堆芯功率的良好控制。

关键词：液态熔盐堆堆芯功率模糊PID控制器

基于变论域模糊PID的液态熔盐堆堆芯功率控制

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核动力工程 2020年第2期41卷 109-113页

作者：姜庆丰曾文杰于涛谢金森陈乐至南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

液态熔盐堆堆芯系统具有非线性、时变性等特点,模糊比例积分微分(PID)控制技术因初始论域不能跟随误差变化而伸缩,使得系统的控制精度降低,故设计了一种基于变论域模糊PID控制器的堆芯功率控制策略。以熔盐增殖堆MSBR堆芯为例,在堆芯入... 详细信息

液态熔盐堆堆芯系统具有非线性、时变性等特点,模糊比例积分微分(PID)控制技术因初始论域不能跟随误差变化而伸缩,使得系统的控制精度降低,故设计了一种基于变论域模糊PID控制器的堆芯功率控制策略。以熔盐增殖堆MSBR堆芯为例,在堆芯入口温度扰动或堆芯反应性扰动下,使用Matlab/Simulink对PID控制、模糊PID控制与变论域模糊PID控制下的效果进行仿真对比。结果表明,基于变论域模糊PID控制器建立的堆芯功率控制系统响应速度更快,超调量更小,控制效果更佳。

关键词：液态熔盐堆堆芯功率模糊比例积分微分(PID) 变论域

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模型预测控制在压水堆堆芯功率控制中的应用

原子能科学技术 2017年第3期51卷 480-484页

作者：王国旭吴婕曾碧凡许志斌武万强马晓茜华南理工大学电力学院广东广州510640 广东省能源高效清洁利用重点实验室广东广州510640

在压水堆核电站中,堆芯功率的自动控制难以实现。将模型预测控制方法应用于压水堆堆芯,以实现堆芯功率的自动控制。堆芯功率自动控制模型的建立是以反应堆堆芯模型和模型预测模型为基础的。反应堆堆芯模型包括中子动力学模型、热工水力... 详细信息

在压水堆核电站中,堆芯功率的自动控制难以实现。将模型预测控制方法应用于压水堆堆芯,以实现堆芯功率的自动控制。堆芯功率自动控制模型的建立是以反应堆堆芯模型和模型预测模型为基础的。反应堆堆芯模型包括中子动力学模型、热工水力学模型和反应性模型,模型预测模型以状态空间形式表述。为评估所设计的基于状态空间的模型预测控制系统的性能,设计了堆芯功率控制仿真实验。模拟结果表明:所设计的控制方法能快速、准确地控制堆芯功率,跟踪负荷变化。

关键词：模型预测控制压水堆堆芯功率

T-S型模糊切换控制器在堆芯功率控制中的应用

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核动力工程 2020年第6期41卷 126-130页

作者：姜庆丰曾文杰南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

采用传统比例-积分-微分(PID)控制器开展堆芯功率控制,控制过程中存在超调量大、调节时间长的问题。为解决这一问题,基于堆芯传递函数模型,采用T-S型模糊规则对比例-微分(PD)控制器、PID控制器、模糊控制器进行加权及切换,设计T-S型模... 详细信息

采用传统比例-积分-微分(PID)控制器开展堆芯功率控制,控制过程中存在超调量大、调节时间长的问题。为解决这一问题,基于堆芯传递函数模型,采用T-S型模糊规则对比例-微分(PD)控制器、PID控制器、模糊控制器进行加权及切换,设计T-S型模糊切换控制器。以铅冷快堆堆芯功率控制为例,建立堆芯功率T-S型模糊切换控制系统,开展堆芯相对功率设定值阶跃、堆芯冷却剂进口温度扰动仿真。结果表明,基于堆芯传递函数模型设计的T-S型模糊切换控制器可以实现对堆芯功率的良好控制。

关键词： T-S型模糊规则模糊切换控制堆芯功率铅冷快堆

核反应堆堆芯功率模糊切换控制系统开发及应用

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核动力工程 2021年第2期42卷 110-114页

作者：姜庆丰曾文杰南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001

为利用不同类型控制器的性能优势,基于堆芯模糊多模型,利用比例-积分-微分(PID)控制器和模糊控制器,结合T-S型模糊规则设计模糊切换控制器。以三里岛核电站压水堆堆型堆芯为例,建立一套堆芯功率模糊切换控制系统并开展仿真研究。结果表... 详细信息

为利用不同类型控制器的性能优势,基于堆芯模糊多模型,利用比例-积分-微分(PID)控制器和模糊控制器,结合T-S型模糊规则设计模糊切换控制器。以三里岛核电站压水堆堆型堆芯为例,建立一套堆芯功率模糊切换控制系统并开展仿真研究。结果表明,与传统PID控制器相比,所设计的堆芯模糊切换控制器更适用于堆芯反应性阶跃扰动和堆芯冷却剂进口温度阶跃扰动下的堆芯功率控制。

关键词：堆芯模糊多模型堆芯功率模糊切换控制器