一种亟待大力开发与研究的新一代的核电系统——加速器驱动的核电站

一种亟待大力开发与研究的新一代的核电系统——加速器驱动的核电站丁大钊、方守贤、何祚庥当前在我国以及在全世界范围内正在推进的浓缩铀压水堆存在着若干固有的缺点：如有，①资源利用率甚低；②积累的长寿命（＞１０６年）放射性核对人类长期的生存和发展构成潜在的威...

核电系统综合换热虚拟仿真实验的建设与实施

随着科学技术的发展,核动力技术正日趋成熟,但由于核电站装机容量大、结构系统复杂,运行于高温高压的极端工况,反应堆芯积累着大量放射性物质并且有迅速释放的可能,特殊的核安全问题仍然存在。为使学生掌握核电系统综合换热原理,建立核电系统安全运行观念,文章在分析传统核电系统综合换热实验特点及局限性的基础上,介绍了基于三维虚拟仿真技术建设的压水堆核电站系统综合换热虚拟仿真实验,并从实验设计原则、教学目的、实验原理、考核要求、实施效果等方面对该实验的实施进行了详细的介绍。

核电系统故障诊断专家系统研究

针对核电系统的故障特征建立了专家系统。专家系统中的知识采用启发式表示,知识可以表示成确定性和不确定性知识。对于确定性知识采用简单的命题逻辑的推理机制,对于不确定性知识引入了确定性因子kCF来表示知识的不确定性,并据此建立了推理机制。为了解决专家系统中知识获取的“瓶颈”问题,将Rough集理论引入到了核电系统故障诊断系统,并将基于可辨识矩阵的约简算法做了改进。在对属性重要性进行测度时,考虑了同决策类内具有同属性值属性及属性在可辨识矩阵中出现的次数等因素。用该诊断系统在仿真机上对不同的故障进行了诊断,并得到了正确的结果。

复杂情境下的核电系统可靠性

为提高复杂情境下的核电系统可靠性,保证核电系统安全运行,采用证据网络(evidence network,EN)对核电不确定信息问题进行分析、建模、推理和评估,有效地处理和表达专家语言变量,同时解决非布尔逻辑关系和多状态变量的问题,建立核电系统可靠性模型。提出一种将语言数据转换成基本信度指派函数的方法,对于在故障树映射到证据网络中存在的非布尔逻辑关系,建立一种新的条件信度表,解决复杂情境下的核电系统可靠性问题。研究结果表明,实验结果符合预期,建立的可靠性模型对研究核电系统可靠性有一定的借鉴作用。

核电系统和港口火电系统的综合比较——初探在福建逐步实行“以核代煤”的迫切性和可能性

本文从福建的资源与地理位置的特点出发,分析了港口火电存在的问题,并用系统分析的方法综合比较核电系统和港口火电系统的基本投资和经济效益,阐明在2000年前建成一座核电站,实现“以核代煤”的迫切性和可能性,并从福建的现实条件出发,对核电起步的时机作了探讨。

核电系统中纳米流体的应用研究进展浅析

文章从纳米流体的导热、对流换热以及CHF强化等方面介绍了纳米流体的优越特性,指出了纳米流体在核电领域展现出的巨大研究价值和应用前景,并且总结了国内外现有的纳米流体核电应用设计方案,针对目前在应用方面的技术瓶颈提出了合理的优化设计方案。

基于改进多种群遗传算法的核电热力系统参数优化

核电机组二回路热力系统是将热能转化为机械能并进行发电的关键部分,在保证安全的基础上提高其效率具有重要意义。对此,首先根据热平衡法建立热力系统的数学模型。其次,在多种群遗传算法的基础上增加并行机制与协同策略,结合自适应策略提出一种改进多种群遗传算法,并利用测试函数测试其寻优性能。最后,以机组循环热效率为目标函数,回热再热抽汽流量为决策变量,在约束条件下采用改进算法对热力系统进行优化设计。结果表明:改进多种群遗传算法比标准遗传算法与多种群遗传算法更有效率且收敛精度高;采用该优化算法后,机组循环热效率提高了1.18%。

传承发扬“核工业精神” 铸就核电“大国工程”——华北电力大学核电厂系统与设备课程思政育人探索与实践

华北电力大学针对核工程与核技术、辐射防护与核安全专业学生开设的专业必修基础课程——核电厂系统与设备,具有基础性、引领性作用。该课程在教授学生核电厂系统与设备入门知识的同时,也在课程思政融入专业教学方面进行了探索。一方面,以我国“核工业精神”为主线,进行课程思政案例挖掘,将我国核工业的历史及发展现状与课程思政理念相结合,实现立德树人的思政教育目标;另一方面,基于“大国工程”为蓝图的核电技术发展历史、现状与前景,融合“两弹一艇”“华龙一号”“国和一号”和第四代先进核能技术等重大型号研发成就,传承并发扬核工业精神,铸就大国工匠精神,引导学生紧跟世界科技前沿,激发学生学习核专业的热情,激励学生积极投身核工业,树立为国家建功立业的伟大情怀。

核电站控制棒电源系统发电机失磁故障解析

核电站控制棒电源(简称棒控电源)是控制棒驱动机构的唯一供电系统,确保该系统的安全可靠运行对提高核电站安全性具有重大意义。实际运行的棒控电源系统中发电机的失磁保护判据原理简单,现场发生了多起失磁保护失配事件,且棒控电源系统中发电机的运行状态不同于常规并网发电机;为了有效解决失磁保护失配问题,需对棒控电源系统中发电机的失磁故障进行重新解析。首先,根据转差率和功角特点将失磁发展历程划分为等功角阶段、异步运行阶段和周期异步运行阶段;其次,以发电机等效电路及相量图为基础,以q轴电动势为切入点,结合发电机基本方程,由各阶段q轴电动势的变化解析得到各电气量稳态表达式;最后,通过实际机组的失磁实验数据以及基于PSCAD平台的失磁故障仿真,全面验证了解析结果的正确性。该文给出的失磁故障解析过程为棒控电源系统发电机失磁保护方案的制定奠定了理论基础。

核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究

针对国际电子元器件市场形势复杂多变的现状,结合核电行业面临的挑战与机遇,提出了核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究。通过分析核电仪控系统平台兼容性设计需求及国产器件行业的总体情况,梳理出了中央控制器、通用微控制器、可编程逻辑器件三类主要器件,并对三类器件的国产供应商和系列产品情况进行了介绍。明确了现有国产器件的系列产品和性能可有力支撑核电仪控系统平台器件级兼容性设计研究。提出了依托行业联盟牵头建立核电仪控行业通用的国产器件验证评价体系和优选目录,并详细阐述了验证评价体系和优选目录建立的主要环节、要素和方法。该研究的成果可推动核电仪控系统平台器件级兼容性设计进程,促进我国核电仪控全行业的高质量快速发展。

华龙一号核电厂辐射监测系统国产化情况与发展建议

辐射监测系统作为“华龙一号”核电装备的重要组成部分,不仅能够保障核电站安全运行,同时也能够保障工作人员、公众和环境的安全。本文分析了“华龙一号”全球首堆福清核电5号机组的辐射监测系统的配置,分别从传感器和设备层面对国产化情况进行了探讨。本文从产品线、技术指标、资质等方面论述了国产厂家与进口厂家之间的差距,并阐述了差距产生的原因。本文对后续核电厂辐射监测设备的国产化路径和趋势进行了探讨,可为辐射监测系统的设计和研发提供参考思路。

核电站控制棒电源系统相复励发电机短路故障的解析计算

针对核电站控制棒电源系统,现有保护仅采用以额定电流为定值的定时限过流保护作为短路后备保护,导致该系统已发生多起过流保护抢先动作与失磁保护失配的事件。解决保护失配问题的关键在于对控制棒电源系统发电机短路故障电流的准确解析,解析重点在于考虑发电机实际采用的相复励无刷励磁方式对故障电流的影响,而相复励励磁电流由并励电压对应的励磁分量和复励电流对应的励磁分量合成产生。经过合理的假设与模型简化,结合发电机基本方程和励磁系统数学模型,推导得到了并励电压分量作用下的三相短路电流。引入复励电流分量作用,根据励磁电流变化对短路电流进行修正,得到了包含暂态分量和稳态分量的相复励发电机三相短路电流时域解析表达式。由正序等效定则扩展得到两相短路电流的时域解析表达式。基于PSCAD/EMTDC平台建立了控制棒电源系统电磁暂态模型,对理论分析结果进行了验证,进一步对保护优化方法进行了讨论。

基于简化模型马尔可夫法的核电厂仪控系统可靠性评估方法

核电厂数字化仪控系统作为核电厂“中枢神经”,其可靠性决定了核电厂是否能安全稳定运行。在使用马尔可夫法针对核电厂数字化仪控系统进行可靠性建模分析时,往往由于系统过于复杂、状态交互关系较多,出现组合爆炸的情况,使得模型难以构建。本文提出了一种应用于复杂系统的马尔可夫模型简化方法,通过对马尔可夫模型中的状态进行检测,筛选出具有相同转移率的状态后组成简化状态组,将简化状态组中的成员进行合并简化。进一步地,通过选取1oo2(1 out of 2)架构作为实施案例,对提出的简化方法进行验证,利用本研究提出的简化方法,将原有的1oo2架构8阶模型简化到6阶,有效降低了马尔可夫模型状态数量,提升建模及计算分析效率,一定程度上解决了组合爆炸问题。本研究提出的马尔可夫简化方法可应用于复杂系统建模分析,为核电厂数字化仪控系统可靠性评价提供参考。

自动化测试技术在我国第三代核电DCS系统的应用

为确保核电设备的可靠运行,核电站需要在出厂前严格按要求测试DCS系统,传统的人工测试方法存在过程繁琐、人员失误等问题,不仅增加测试成本也无法保证精度,因此有必要引进自动化测试技术。对比分析人工测试、自动化测试技术,论述自动化测试技术的应用原则、测试模型与架构功能,研究确认其较人工测试更加可靠。

核电厂系统安装及调试的协调研究

核电厂系统作为一种高效、清洁的电力生成方式,越来越受到人们的重视。作为系统投入运行前的关键环节,核电厂系统的安装与调试过程对系统的运行效率和稳定性有着至关重要的影响,需要我们对这个过程有深入的了解和研究,找出可能存在的问题,提出有效的解决策略。本文介绍了核电厂系统的基本构成、运行方式以及其在现代社会中的重要性。详细讨论了系统安装的主要步骤和系统调试的关键步骤。基于以上讨论,提出了一系列保证安装与调试过程协调性的策略,包括强化信息通信、优化工作流程、合理安排时间、加强技能培训以及优化风险控制等。这些策略的实施有助于提高整个安装与调试过程的效率,同时也能够保证工作的水准。

大功率高压变频装置在核电厂海水循环系统中的首次应用

田湾核电5、6号机组的海水循环冷却系统中采用了高压变频装置,对其中的大功率循环水泵电机采用高压变频控制,通过调整电机转速调整循环水流量,在国内已运行核电厂中属首次应用。在项目建设时,江苏核电通过组织设计院、制造厂等单位进行大量调研和专家论证及评审,对变频器布置机房设计、变频器控制逻辑、水工参数匹配以及水泵电机制造工艺的完善和确定提出了决策性意见,已全部固化并落实在田湾核电5、6号机组变频装置的设计施工和设备制造中,对核电厂海水循环系统的冷却水流量设计及应用起到了开创性作用。

核电站辅助给水系统背压调节阀和呼吸阀优化改进设计及运用

[目的]核电站辅助给水系统(Auxiliary Feedwater System,ASG)储压罐运行中压力通过背压调节阀和呼吸阀的共同作用,稳定在设计压力范围内,如果储罐内压力异常,超压或负压变形,将影响系统正常工作,造成该系统安全功能失效,背压调节阀及呼吸阀性能非常重要。通过对现有问题分析,对背压调节阀和呼吸阀进行改型设计,确保储压罐中压力稳定。[方法]针对实际运行经验,对比目前背压调节阀和呼吸阀结构使用情况,从阀门结构、密封型式等就这两类阀门进行改进设计。[结果]改进后的设备在使用过程中性能稳定,未出现过高压报警等异常现象。[结论]改进后的背压调节阀和呼吸阀大量运用到实际项目中,为后续同类型阀门问题处理提供一定鉴定作用。

核电厂DCS系统对低压开关柜的监控设计探讨

低压开关柜能够直接地对核电厂低压被控设备实时控制,保障电气设备能够正常的运转,低压开关柜的正常运行与DCS系统有着重要的关系,使现场设备能够高效输出,核电站安全控制功能的正常发挥与低压开关柜也有着必然的联系。而随着DCS技术不断地发展,其在核电厂低压开关柜监控设计中发挥的作用也更为突出,并且已经成为一种显著的发展趋势。因此,在低压开关柜监控设计当中核电厂DCS系统的应用还需要深入地进行分析。

月球基地核电源系统方案研究

月球基地的建立首先需解决能源供给问题,核电源系统具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点,是月球基地及其他深空探测任务中理想的能源提供方案。本文分析了目前可用于月球基地的能源情况,有针对性地提出40kWe月球基地核电源系统的设计理念,经初步优化设计,给出了该系统的流程和总体设计参数,并从物理、屏蔽、热工以及结构方面对系统进行了分析和论证。结果表明,该系统方案合理可行,能满足安全和寿期要求。