多堆多机核动力装置协调控制策略分析

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangdianxitong
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核能经过几十年的发展利用,由于其极高的能量密度,能量释放的过程中不需要氧气及无CO2,SO2等污染气体放出的优点,已经被广泛利用。但由于在核裂变的过程中,会产生放射性,这也增加了其系统的复杂性。多堆多机核动力装置由于其相对于大型单堆核动力装置有着很好的固有安全特性、模块化生产的便捷性以及相对占用的空间小等优点,有着很好的发展前景及研究价值。但多堆多机核动力装置的控制系统也要比单堆系统更复杂。本文在建立多堆多机核动力装置仿真模型的基础上,对其进行了控制方法的研究。  由于多堆多机核动力系统十分复杂,对其控制系统引入大系统控制中的协调控制思想。并针对所要的研究内容,在协调控制理论和分层递阶控制理论的基础上,构建基于多堆多机核动力装置的分层分布式控制系统的结构,它包括了整个系统的总协调控制系统,以及具体的相关部件(例如反应堆堆芯、蒸汽发生器、稳压器等部件)的控制方法,在此过程中,不同的部件分别采用了PID控制以及智能模糊控制等方法,并将上述所设计的控制器用于局部控制级,设计了多堆多机核动力装置的三阶协调控制系统。  在完成多堆多机核动力装置协调控制系统的基础上,并不能直接对其使用,而是需要进行验证。本文是通过对多堆多机核动力装置建立实时仿真模型,并将控制系统添加进实时仿真模型中,对其进行验证。而由于多堆系统十分庞大,对其建立动力学特性的精确描述很难达到。只能通过合理的简化与近似处理,采用机理分析(理论)或实验的方法(系统辨识),建立满足一定精度要求的动态特性数学模型。在建模过程中,对多堆多机核动力系统采用模块法建立仿真模型,在系统相关模块建成之后,对其进行联调,并假设建模过程中所涉及的同一参数是相同的,建立起多堆多机核动力装置的动态仿真模型,并对其动态特性进行仿真分析。  在最后,分别对单堆的协调控制与非协调控制进行了60%~90%的升降负荷分析,以及多堆协调控制情况下,单台汽轮机的负荷从满负荷降到50%负荷的工况和由50%功率负荷升到满负荷的工况,以及单座反应堆停堆工况等的分析、验证。结果证明,协调控制策略具有良好的控制效果。
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