Core Design and Operating Strategies for Better Daily Load Following Performance in BWR Cores

New core design and operating strategies have been proposed for daily load following of an improved BWR core with large power swing.

The core concepts were based on the WNS core which uses an axially two-zoned enrichment fuel. One principal design strategy utilized was to reduce power in the lower portion of the core by adjusting a division point of the axially two-zoned enrichment fuel. One operating strategy introduced is for controlling Xe distributions. This method, coupled with a direct power distribution control by control rods, could decrease the xenon induced power change in the lower part of core.

The BWR core designed and operated under the new strategies was shown to meet the daily load demand with large power swing: 1-h reduction in power from 100 to 50%; 8-h hold at 50% power; 1-h increase in power from 50 to 100%; and 14-h hold at 100% power.     

压水堆负荷跟踪运行的新模式

综述了压水堆负荷跟踪运行的控制方式，并指出了其优缺点，对压水堆负荷跟踪运行的新模式－ＭｏｄｅＫ的控制棒分组在堆芯中的分布，以及控制棒提棒过程进行了分析，认为其基本控制原理正是大系统控制理论中化整为零，分别对待思想的具体应用，从而提高了自动化程度。     

Design of Controller for New EAST Fast Control Power Supply

The effectiveness of the magnetic confinement of plasma can be improved by elongat- ing the plasma cross-section in tokamak devices. But elongated plasma has vertical displacement instability, so a feedback control system is needed to restrain the plasma＇s vertical displacement. A fast control power supply is needed to excite the active feedback coils, which produces a magnetic field to control the plasma＇s displacement. With the development of EAST, the fast control power supply needs to keep on enhancing the fast response and output current. The structure of a new power supply is introduced in this paper. The method of multiple inverters paralleled with the current sharing reactor is presented to meet the need for large current and fast control. According to the design demands of the EAST fast control power supply, the adjuster of the current close loop is applied to the inverter, which can advance its ability to restrain the loop current in low frequency and DC output. The result of the experiment confirms the validity of the proposed scheme and control strategy.     

适用于核电厂BEPU的高效全局敏感性分析方法开发及应用

最佳估算加不确定性（BEPU）分析是IAEA推荐用于核电厂事故安全分析的方法,该方法中一个关键步骤为评估输入参数对目标输出的影响大小,即定量敏感性分析。传统BEPU分析中常使用基于线性或单调假设的局部敏感性分析方法,其难以适用于复杂的核反应堆系统,而全局敏感性分析则由于计算成本过高而难以在实际工程中应用。本研究中针对矩独立全局敏感性分析方法开展了优化研究,使用高阶模型表示、高斯求积公式等方法降低矩独立敏感性度量的计算成本,得到了一种高效的敏感性分析方法。使用了多个例题对优化方法的可靠性进行了验证,并将其应用于LOFT（loss of fluid test）大破口事故的敏感性分析。结果表明,该高效敏感性分析方法能准确识别核反应堆事故工况中的重要参数,并能对参数重要度进行定量排序。     

核电厂控制器人因工程验证准则和方法探讨

为防止或减少人的失误，保证核电厂安全运行，需要从人因工程设计方面对控制设备进行验证。本文综合考虑了国内外有关核电厂控制器的人因工程法规标准，探讨了核电厂控制器的人因工程验证准则及验证方法，并结合相关实例为核电厂控制器人因工程验证准则及方法的选择提供参考依据。结果表明，在对核电厂控制器进行人因工程验证时，应选择合适的人因工程验证准则，并结合适当的验证方法，才能保持结论的客观性的同时又保证其正确性。     

潜在通路分析技术在核电厂爆破阀控制器设计中的应用

潜在电路分析技术源自于阿波罗登月计划,用于提高关键电路或系统的可靠性。该技术在核电界也得到应用,并取得了一些有价值的成果。第三代非能动安全核电厂的设计引入了对安全重要的爆破阀,因而必须保证爆破阀控制器的高可靠性。为此将潜在电路分析技术引入核电厂爆破阀控制器的设计分析。通过采用人工路径搜索方法对爆破阀控制器的电路进行分析,判明现有设计中存在潜通路,影响到系统的可靠性,并据此提出设计改进的关键点,即在相应回路中增加单向二极管。分析表明改进后的电路无潜通路存在,系统可靠性得到提高。该改进可应用于爆破阀控制器的国产化设计和设计优化。     

核电厂设备抗震设计标准功率谱密度的生成方法

对于核电厂设备抗震设计的输入地震波,通常要求其同时包络目标反应谱（RRS）和标准功率谱密度（PSD）,然而目前国内外对标准PSD缺少统一的算法。在美国核管会标准审查大纲（SRP）3.7.1建议的标准PSD生成方法基础上,优化了迭代过程,提出了一个改进的标准PSD合成方法,并在2个核电设备RRS算例上实现了该方法。结果显示改进的标准PSD生成方法与RRS匹配程度较高,同时计算快速、简便,收敛精度与基于随机振动理论方法计算的结果相似,此法可以作为核电厂设备抗震设计输入人工地震波的标准PSD检验依据。      

核电厂新型放射性气体监测系统构建

为加强核电厂大气环境中放射性气体的监测,构建了一套配置β灵敏闪烁体探测器的新型放射性气体监测系统。该系统可对核电厂大气环境中的放射性气体活度浓度进行实时在线监测,可及时发现放射性排出流含量超标的气体。测试结果表明:该系统的测量结果的变异系数为2.44%;测量结果与标称值的偏差不大于5%;探测装置探测效率为7.64%。     

A simplified model for the dynamics of a BWR

A model has been developed to derive the dynamic characteristics of a BWR with natural circulation. The model is based on the basic physical processes that govern reactor dynamics. The actual values for the model parameters are estimated from experimental and theoretical data. The model enables the computation of transfer functions of reactivity and steam flow to power and pressure. The sensitivity of these transfer functions to changes in model parameters is discussed.     

基于数字化仪控技术的核动力装置协调控制器的设计

核动力装置是一多输入多输出、非线性、时变的复杂系统,其控制器通常采用基于模拟仪控的PID控制器来实现,系统参数易超调且响应时间较长。为改善核动力装置运行的动态品质和减小其系统的过渡时间,本文提出了在数字化仪控系统上实现专家系统和原控制器结合的协调控制器及其策略。为验证核动力装置协调控制技术及其策略,本文以1台全范围核动力装置模拟器为研究平台测试了协调控制技术。测试结果表明:基于数字化仪控技术来实现协调控制是可行的,协调控制器能有效改善核动力装置的动态运行特性,且协调控制器控制性能优于传统的PID控制器。     

加速器磁铁稳流电源的自适应型控制器设计

本文通过在电源数控硬件平台上集成系统辨识模块对被控对象进行辨识,并使用集成于FPGA的软处理器来完成数据处理和参数计算,设计并完成了一种能适应负载变化且参数自整定的智能型控制器,其控制参数自动根据负载特性整定,不需人为干预。该控制器已在加速器磁铁电源上进行了测试,其主要技术指标满足使用要求。     

某核电厂满负荷甩孤岛试验跳机问题的分析与处理

介绍了某核电厂满负荷甩孤岛试验过程中汽轮机轴向位移保护动作的跳机问题。通过分析和检查,得出了跳机的直接原因是2号中压调节阀门在试验过程中发生机械卡涩,蒸汽意外进入中压缸做功,产生额外轴向推力造成汽轮机轴向位移测量值超过停机保护阈值,触发跳机;根本原因是中压调节阀门止推环装配间隙设计值偏小的结论。根据跳机问题产生的原因,现场统一对中压进汽阀门进行了处理或预防性改造。改造完成后,再次试验时阀门动作合格,机组满负荷甩孤岛试验结果合格。     

浮动式核电站专用控制器中CPU冗余技术研究

为满足浮动式核电站对控制系统的特殊需要,研究了一种专用的分布式控制系统,CPU冗余技术是提高控制器可靠性的重要措施。本文介绍了一种基于DeviceNet现场总线的双CPU冗余技术,两个CPU处理单元与多个数据I/O单元通过一个现场总线连接,CPU处理单元中运行的DeviceNet客户机和服务器程序实现两个处理器单元之间的数据同步及对各数据I/O单元的冗余控制。     

压水堆核电机组二回路热力系统热经济性的矩阵分析方法

针对现有压水堆核电机组二回路热经济性分析方法,结合等效热降算法、矩阵算法与常规热平衡算法,经过理论分析和数学推导,构建了核电机组二回路汽水分布方程,导出了适合压水堆核电机组二回路热力系统热经济性定量分析的矩阵分析方程.该方程的结构与压水堆核电机组二回路的热力系统一一对应,构造容易,各项含义明确.实例计算证明,本文所提理论模型准确、可靠.     

Design of a New Water Load for S-band 750 kW Continuous Wave High Power Klystron Used in EAST Tokamak

In order to test the klystrons operated at a frequency of 3.7 GHz in a continuous wave （CW） mode, a type of water load to absorb its power up to 750 kW is presented. The distilled water sealed with an RF ceramic window is used as the absorbent. At a frequency range of 70 MHz, the VSWR （Voltage Standing Wave Ratio） is below 1.2, and the rise in temperature of water is about 30 ℃ at the highest power level.     

核电站厂负荷瞬态反应堆控制特性仿真研究

采用ＣＡＴＩＡ２程序对秦山二期６００ＭＷ核电站的极限正常瞬态－厂负荷瞬态态进行仿真计算计算结果表明,反应堆的所有主参数都在核电站正常运行许可范围内,系统稳定,控制特性满足要求,并与法马通计算结果具有良好的一致性。     

核电厂人员闸门新型传动机构研发设计与分析

采用数字化设计方法,研发了人员闸门新型传动机构并完成了样机模块化设计开发。使用故障模式及影响分析（FMEA）方法,找出了新型传动机构薄弱环节,即锁紧机构传动链和地震后的门旋模块及门栓插拔模块,分别利用动力学仿真软件ADAMS对锁紧机构传动链的锁紧功能及运动性能进行了运动模拟仿真分析,利用有限元分析软件ABAQUS对地震后门旋模块的可运行性及门栓插拔模块的有效性进行了分析。结果显示,锁紧机构传动链选型合适,门旋模块满足可运行要求,门栓插拔模块满足有效性要求。研发的新型传动机构传动链及结构设计合理,满足三代核电的要求。      

压水堆核电站负荷跟踪的研究

阐述了核电站负荷跟踪的必要性，运行方式，物理数学模型和计算程序的研制，以及存在问题和改进方法，核电站负荷跟踪与运行方式，调节特性有很大关系，实践表明：只要设计合理，参与负荷跟踪是完全可能的，如果适当改进，运行性能还将进一步提高。     

新型模糊控制器在小型反应堆功率控制系统中的应用

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.     

核电厂控制室的设计

核电厂控制室设计的目标是通过人机接口的改善,提高核电厂的安全性和可用性,降低建造和维护等费用。本文应用人因工程方法。论述了控制室的设计,以改善人机接口。