人工免疫粒子群算法在系统可靠性优化中的应用

为了优化舰载装备系统在其设计初期的可靠性,根据模糊优选理论,建立了基于正负理想方案的可靠性分配的多指标模糊优化模型.针对基本粒子群(PSO)算法易陷入早熟状态以及群体缺乏多样性等不足之处,将人工免疫系统(AIS)原理与改进的粒子群算法有机结合,并对粒子的飞行速度进行控制,提出一种基于人工免疫的粒子群算法(AI-PSO).将该算法应用于系统可靠性优化求解中,仿真试验结果表明,相比其他算法而言,该算法具有较强的全局搜索能力,其优化结果更为合理.

采用非能动余热排出系统实验数据对RELAP5程序的评价

利用非能动余热排出系统1∶10原理性实验台架的稳态实验与启动实验数据,对RELAP5/MOD3.2程序进行评估。结果表明:对于本原理性实验系统,RELAP5/MOD3.2程序过低估算了蒸汽流速对蒸汽凝结换热系数的影响,因而,程序中垂直管内的蒸汽凝结换热系数偏小,计算结果与实验结果偏差大。对RELAP5/MOD3.2程序垂直管内蒸汽凝结换热模型进行了修正,修正后的计算结果与实验值基本吻合。评价结果表明:采用RELAP5/MOD3.2程序对该类型的非能动余热排出系统进行计算,需对程序中垂直管内的蒸汽凝结换热模型进行修正。

基于特征事件序列的船用核动力系统故障诊断方法研究

针对船用核动力系统工况多变、故障概率高、操纵员支持手段匮乏等问题,提出一种基于特征事件序列的故障诊断方法。在分析大量运行数据的基础上,通过定义特征事件序列来提取不同类型故障特征,并构建各种典型事故的标准特征事件序列谱。当系统运行发生故障时,按特定算法实时提取系统当前事件序列特征,将其与标准特征事件序列谱比对,通过计算相似度,辨识引起系统异常的初因事件。经试验验证,该方法可辨识初因事件的程度,并定位其相对位置,与传统数据驱动的方法相比,具有易追溯、可解释等优点,因而更具研究和推广价值。

优化的灰色模型在核动力系统管道腐蚀速率预测中的应用

针对灰色理论模型GM(1,1)预测时误差较大,提出了一种新的预测方法———优化灰色理论预测方法。并把该方法应用到核动力系统管道腐蚀速率的预测。通过与多种预测方法的实际比较证明,该方法是正确、有效的。同时,通过对管道腐蚀速率的预测,对核动力系统管道在复杂条件下的维修和保养提供了有力的依据。

基于多分类SVM的船用核动力装置主回路系统破口特征诊断技术研究

失水事故发生时,在事故初期判断出事故类型对操纵员安全操作意义重大,为此提出一种基于监控参数的失水事故类型判断方法。该方法根据事故发生后13s内监控参数的变化速率与破口类型的对应关系,提取故障征兆,建立事故判断模型,并根据建立的模型使用支持向量机分类的方法进行破口事故类型判断。试验结果表明,该方法在事故发生初期可准确、有效地判断出典型失水事故的破口尺寸和相对位置。

拉丁超立方抽样在非能动系统可靠性分析中的应用与发展

拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Sampling,LHS)方法具有较好的空间填充特性和良好的概率性质,广泛应用于计算机仿真领域,以解决复杂系统计算机仿真的巨大运算代价问题和复杂系统的精确替代模型建立问题。本文介绍了LHS方法在非能动系统可靠性分析中的优势,综述了LHS的改进方法、优化方法及样本扩展方法,给出LHS方法在核能领域的应用及存在的问题。最后,指出LHS方法应用于非能动系统可靠性分析中的发展趋势与方向。

压水堆核电站全厂断电事故及辅助给水系统的缓解能力研究

以美国Surry核电站为参考对象,采用最佳估算程序SCDAP/RELAP5/MOD3.4,建立了一个典型的三环路压水堆核电站严重事故计算模型,对全厂断电(SBO)事故的物理现象及堆芯熔化进程进行了详细分析,并研究了全厂断电事故发生后辅助给水(AFW)分别持续1800s和3600s对事故的缓解效果。计算结果显示,辅助给水能有效地延缓堆芯熔化进程,大大推迟反应堆压力容器的失效时间,为操纵员恢复交流电源以及实施其它缓解措施赢得更多的时间。

基于无线传感器网络的核电站环境辐射连续监测系统研究

依据核电站环境辐射监测的特点及核电站建设发展的需要,提出一种基于无线传感器网络的核电站环境辐射连续监测系统。介绍了无线传感器网络的基本概念和应用情况。对基于无线传感器网络的核电站环境辐射连续监测系统的特点进行了分析,构建了传感器网络及系统的体系结构。并对系统设计中的传感器节点设计、通信方式及协议的选择、时间同步空间定位技术、网络安全和容错设计等关键技术进行了探讨。

核电站稳压器压力系统优化控制研究

研究稳压器压力系统控制优化问题,由于稳压器压力控制系统存在非线性、时变性等特点,造成系统差,传统的PID控制手段往往使系统存在超调量大滞后性强以及输出品质不良等缺点;难以达到预期控制效果。为了改善控制系统性能,提高控制精度,提出基于粒子群优化的灰色预测PID控制方法,主要利用灰色预测模型得到的预测值取代当前值反馈至控制器,然后,运用粒子群优化算法参与PID控制参数的在线整定,获取优化的控制参数。仿真结果表明,采用粒子群优化后的灰色预测PID控制方法与传统PID控制方法相比,系统超调量得到了有效的减少,响应速度更快,改善了控制品质。

热力系统可靠性分析的问题与对策

以热力系统为研究对象 ,从概念、方法和工程背景角度探讨其可靠性分析的问题 。

通用分布式仿真I/O体系结构设计及其应用

分析了几种典型仿真I/O体系结构的优缺点,设计并实现了一种软硬件可伸缩的分布式 仿真二级I/O体系结构,该结构不仅直接支持了共享的时分多路通道存取型数字设备(如7段数码管 显示器),将硬联逻辑复杂度从O(n)降低到O(logn)的水平,而且具有实时性、可伸缩性、容错性、可 维护性和通用性等良好特征,较好地满足了半实物仿真系统的需要。

船用核动力二回路热力系统动态仿真

基于船用核动力装置运行安全分析,建立了二回路系统两相流通用仿真软件模型,实现了人工干预条件下复杂两相流流体网络系统的动态特性实时仿真,拓展了目前核动力装置通用安全分析程序的研究范围。以二回路快速降负荷为例,对仿真模型的性能进行了验证。结果表明:该软件模型能准确反映船用二回路系统的动态特性,可用于事故处置规程和控制系统功能的验证。该模型也可用于核电站饱和蒸汽系统仿真软件的开发。

核能闭式循环氦气轮机动力装置性能优化

以潜艇用高温气冷堆氦气轮机循环为对象 ,用有限时间热力学理论和方法优化其性能 ,导出循环的功率、功率密度 (功率与循环中最大比容之比 )和热效率表达式 ,在高、低温侧换热器和回热器总热导率一定的条件下优化三个换热器热导率分配 ,得最佳功率、功率密度和热效率 ,并与文献中的概念设计方案性能作了比较。

摇摆条件下非能动余热排出系统运行特性的试验研究

在摇摆台架上对摇摆条件下的非能动余热排出系统运行特性进行了试验研究。分析了摇摆运动对非能动余热排出系统各主要参数的影响,并对摇摆条件下的重位压降和附加压降对流速的影响进行了理论分析。在摇摆过程中,各参数的波动周期与摇摆周期一致,摇摆幅度越大,各主要参数波动越剧烈;凝水流量平均值与凝水温度变化趋势相同,冷却水进出口温差平均值有所差异,但其波动幅度却相差不大。蒸汽压力和凝水温度在摇摆过程中无波动。附加压降会使流速不断变化,但不会对平均流速产生影响,平均重位压降降低是造成平均流速减小的1个原因。

基于Labview的核动力蒸汽发生器故障诊断系统研究

Labview是一个使用图形化语言编程的软件开发平台,广泛地用于测试测量、工业控制等领域;径向基函数(RBF)神经网络是一种高效的前馈神经网络,广泛地用于故障诊断研究;通过对核动力蒸汽发生器的典型故障分析,将RBF神经网络用于蒸汽发生器的故障诊断,在Labview平台上显示诊断结果;采用Labview与Matlab混合编程,建立了基于智能虚拟仪器技术的故障诊断系统;该诊断系统提高了故障诊断效率。

基于神经网络的核动力一回路专家系统故障诊断

建立了一种将专家系统融入神经网络的故障诊断模型。通过研究产生式规则的特性,提出了二元与式规则,并将其应用到神经网络的二进制编码中,实现了二者的有效结合。推理算法采用正向神经网络推理,避免了知识的冲突,同时推理过程中保存神经网络的中间结果,使诊断过程可得到追踪。仿真实验结果表明,该方法具有较低的误诊率,能满足实际故障诊断的需求。

摇摆对非能动余热排出系统自然循环能力影响的试验研究

在摇摆台架上对摇摆条件下的非能动余热排出系统的自然循环能力及其相关特性进行了试验研究。分析了附加压降和重位压降对流动特性的影响,以及摇摆条件下的重位压降和流动阻力对流速的影响。结果表明:摇摆条件下,非能动余热排出系统自然循环能力下降。摇摆振幅越大,平均凝水流量越小,波动幅度越大;凝水流量最小值随摇摆振幅的增大而下降很多,但凝水流量最大值变化较小。系统参数变化与摇摆周期关系不大。附加压降不会对平均流速产生影响,重位压降对平均流速的影响与周期无关。重位压降对流速的影响比流动阻力的影响小得多。随着摇摆振幅的增加,流动阻力对平均流速的影响略有降低。

非能动安全壳冷却系统膜状冷凝强化换热设计

非能动安全壳冷却系统(PCCS)能在反应堆发生事故时将安全壳内部的热量及时导出,避免安全壳因超温、超压而失效。为强化换热,本文设想在安全壳内部安装阻隔带和液滴收集装置,通过降低层流区液膜厚度、扰动不可凝气体隔离层并充分利用湍流的换热强化作用,降低总的换热热阻,提高换热效率。以AP1000为例,依托GDLM模型对改进前后安全壳的换热情况进行分析,结果表明,通过安装阻隔带和液滴收集装置,能降低安全壳壁面的液膜厚度,提高壁面热流量,从而实现强化换热。

非能动系统可靠性评价方法的研究

本文首先详细解释了非能动系统可靠性概念,分析各种非能动系统可靠性评价方法的特点,对比各种方法之间的区别,并指出这些可靠性评价方法共同存在的不足:没有一种方法可同时兼顾非能动系统设备可靠性与功能可靠性,不能科学地整合两者的可靠性,并且未将非能动系统整体可靠性融合进概率安全评价(PSA)模型;针对各种方法存在的不足,本文在国内外研究基础上提出研究问题与思路,而且展望了非能动系统可靠性评价方法未来的发展方向。

压水堆SBO事故及高压安全注射系统的缓解能力研究

以瑞典Ringhals压水堆核电站为参考对象,采用最佳估算程序SCDAP/RELAP5/MOD3.2,建立典型的3环路压水堆严重事故计算模型,分析全厂断电(SBO)事故造成的堆芯熔化进程,研究高压安全注射系统对该事故的缓解能力。计算结果表明,堆芯出口温度达到920 K时的严重事故管理策略,即卸压充水缓解措施可以有效地阻止堆芯熔化,能使堆芯长期处于稳定状态。