摘要：基于RELAP/GSE联合MATLAB/Simulink平台,针对小型钠冷快堆耦合斯特林热电转换模块的方案开展仿真建模,以研究某小型钠冷快堆核电源系统的负荷跟踪运行能力及运行模式。针对负荷阶跃且无控制系统介入的极端情况,分层次考验核电源各回路系统的负荷跟踪能力,同时提出适应负荷跟踪模式下的控制方案并进行验证。仿真结果表明,该电源系统可承受±10%的负荷阶跃变化,具有较强的配合电网调峰的负荷跟踪能力。同时,本研究提出了该电源系统负荷跟踪运行模式的两套协调控制方案,通过仿真分析和比选给出了适用于小型钠冷快堆电源负荷跟踪运行模式的协调控制方案。

摘要：液态金属快堆的负荷跟踪控制模式尚处于理论研究阶段,液态金属快堆的物理热工特性相比压水堆有较大差异,对反应堆的运行和反应性的控制带来较大挑战。为实现其负荷跟踪能力,需设计合理可行的液态金属快堆反应堆控制策略和相应的控制系统。本文以液态金属快堆为研究对象,建立了系统程序模型,并在此基础上搭建反应堆控制系统模型。结合液态金属快堆实现负荷跟踪能力的运行要求和液态金属冷却剂的物性特点,提出了液态金属快堆的控制系统策略。对正常运行瞬态和大幅度负荷快速变化瞬态进行计算模拟以验证反应堆控制策略。结果表明,典型的运行工况下,控制系统方案具备良好控制性能,液态金属快堆具备负荷跟踪能力和较高的运行灵活性。负荷跟踪能力的研究为后续液态金属快堆的灵活运行奠定基础,有助于拓展液态金属快堆的应用场景,提高运行经济性。

摘要：为了研究国内某大型钠冷快堆的负荷跟踪运行能力,基于MATLAB/Simulink平台,建立了该钠冷快堆全系统仿真模型,在负荷阶跃且无控制系统介入的极端情况下,分层次考验快堆一、二、三回路系统的负荷跟踪能力。仿真结果表明,该快堆系统的一、二回路能够承受±10%的负荷阶跃,而三回路的负荷跟踪能力不能满足这一指标。在目前工艺设计和关键参数限值条件下,该大型钠冷快堆的负荷跟踪运行能力较差,无法承受±10%的负荷阶跃,在90%额定功率(Pn)功率水平运行时,最多能承受2.9%的负荷阶跃上升,且其采用的直管式直流蒸汽发生器(OTSG)是主要限制因素。

摘要：为了开展热管堆的核功率控制方法研究,本文建立了MegaPower热管堆的轻量化动态模型,并基于此对设计的控制器进行了仿真验证。基于集总参数方法,研究了堆芯到热管再到换热器的传热模型,并建立了Simulink仿真模型。针对热管堆的控制方法,首先确定了以负荷跟踪和换热器出口温度不变为控制目标,然后设计了并联比例-积分-微分(PID)和串级PID两种控制器,并对比分析了两者的控制效果。结果表明:模型方面,模型的稳态误差不超过0.05%,其在无控制情况下的参数响应趋势与理论分析一致,且仿真速度较快;控制方面,2种控制器均能够达成控制目标,核功率和换热器出口温度的调节时间小于150 s,且波动幅值较小。因此,本文建立的热管堆的动态模型可以用于热管堆控制方法的仿真验证,基于PID设计的两种控制器具有较好的控制效果,且串级PID控制器的控制性能更好。

摘要：核反应堆的负荷跟踪问题通常采用一维中子通量模型来处理，但采用一维模型并不总是合适的，尤其是当反应堆的功率控制过程完全采用中子通量的强吸收体——控制棒控制时。本文提出采用三维中子通量模型，并且采用谐波综合法与节块法结合用于负荷跟踪的优化计算，以实现有效的三维功率分布控制。为此，控制棒采用分组调节的策略。从对 200MW核供热堆的计算结果可以看出：由于能够充分利用三维功率控制的优势，这种棒动策略可以较其他动棒方式有较好的跟踪效果，例如使功率峰因子下降约 4％。

摘要：通过对压水堆微分方程数学模型进行Taylor级数展开,建立了压水堆的状态空间模型,设计了一种模型预测控制器,以实现负荷跟踪的自动控制。将二次规划(QP)用于求取模型预测控制系统的最优解。通过模拟实验评估所设计的基于二次规划的模型预测控制器QPMPC的负荷跟踪性能,模拟结果表明:所设计的QPMPC控制器能够快速、有效地跟踪压水堆负荷变化。

摘要：依据点堆中子动力学方程,考虑温度反应性反馈,建立反应堆系统模型。利用该模型,并采用最小值原理进行功率跟踪负荷最佳时间控制方法研究。仿真分析结果表明,该方法能满足负荷跟踪最小时间性能指标的要求。

摘要：经济、灵活及与电网匹配的运行控制是先进核电厂的设计目标之一。本文对核电厂典型的控制模式和机械补偿运行控制策略进行了介绍,进一步以机械补偿设计理念为基础,研究分析了其在各种负荷跟踪模式下的运行特性。分析结果表明,采用机械补偿运行策略可实现多种模式下的负荷跟踪运行,并且在绝大部分寿期内可实现URD要求的50%额定功率以上不调硼日间负荷跟踪运行。且在满足功率负荷变化及能量输出需求的前提下,功率峰因子还具有足够的裕量。由此说明机械补偿运行策略可以较大幅度地提升电厂的运行灵活性、经济性以及与电网匹配的适应性。

摘要：以中国实验快堆(CEFR)主工艺系统为对象,利用MATLAB/Simulink软件建立仿真模型。在负荷阶跃变化且无调节系统参与的条件下进行仿真计算,研究CEFR及类似工艺的池式钠冷快堆的负荷跟踪能力。分析关键环节在负荷阶跃变化的极端情况下的运行特性,探究此类工艺负荷跟踪运行模式的可行性,为未来大型快堆在运行模式和工艺设计上提供参考。仿真结果表明,CEFR及其类似工艺的池式钠冷快堆负荷跟踪能力有限,其中直流式蒸汽发生器是限制其负荷跟踪能力的最大瓶颈。

摘要：Mode-C在基负荷运行时与Mode-G类似,而在负荷跟踪运行时与MSHIM类似,综合了Mode-G和MSHIM的优点。但为满足反应性控制需求,Mode-C在循环末期由基负荷向负荷跟踪过渡时容易出现轴向偏移等难以控制的问题。在负荷变化过程中,控制棒抽插、中子注量再分布和氙反馈等影响反应性和轴向偏移控制的各因素之间是紧密耦合的,难以采用将各影响因素分离后单独计算分析的方法。为此,以某双环路压水堆的典型日负荷跟踪为例,通过对临时调硼、提前调硼和基负荷深插K棒组3种策略进行直接模拟计算研究。结果表明:只有基负荷深插K棒组策略可快速平稳过渡到负荷跟踪工况,且该策略还有循环寿期长、过渡时调硼量少及无需修改参考轴向功率差等优点。