小型模块化反应堆控制方法综述

小型模块化核反应堆具有建造周期短、安全性高、运维成本低、适应性强、应用领域广等显著优势,广受世界各国关注,也是我国的战略性需求.发展具有自适应、强鲁棒、高可控和高可信特性的新型控制方法,有效降低甚至消除对控制人员值守的依赖,是小型模块化核反应堆的一个重要发展趋势.智能化、自动化的反应堆控制系统通过高效的控制动作来实时跟踪负荷需求,进而有效提高反应堆的稳定性、可靠性和安全性.本文对小型模块化核反应堆控制方法的研究现状进行了综述.本文首先回顾了基于经典控制理论的传统PID控制方法的原理及其优缺点,然后总结了当前应用于反应堆控制系统的一些高精度、高效率智能控制方法,如模糊控制、神经网络控制、智能优化控制、复合控制方法等的主要特点.最后,针对当前小型模块化反应堆控制系统的应用需求和技术难点,本文对智能控制方法的可能发展方向进行了展望.

全球小型模块化反应堆进展情况研究

小型模块化反应堆是一种先进的核反应堆,因其可为能源供应提供新的选择而逐渐受到全球的关注。本文调研了全球小型模块化反应堆发展情况,总结了各国小型模块化反应堆具体实施项目,提出了小型模块化反应堆面临的挑战及我国制定小型模块化反应堆核安全监管政策建议,以期为小型模块化反应堆在我国的研发、应用及监管提供参考。

完善小型模块化反应堆法律规范的思考与对策建议

由于小型模块化反应堆具有区别于传统的大型压水堆的特点,传统涉核法律规则并不能完全适应小堆对项目核准、安全审评、核应急等提出的新要求。有必要结合当前核能发展形势,结合小堆的特点,加强小堆相关法律规则研究。当前,我国尚不具备一套相对完整的适用于模块化小堆发展的法规标准和用户要求。应当出台与完善有关小堆的法律法规,完善我国核法律体系;科学规范小堆选址;根据小堆的功能调整运行许可;加强信息公开与公众沟通;同时把握技术优势,引领国际标准。

小型模块化反应堆特性及应用分析

介绍了先进小型模块化反应堆(Small Modular Reactor:SMR)的特性,并分析了其应用前景及所面临的挑战;描述了国际上主要核国家和我国SMR的研发现状。分析表明在无法由传统大型反应堆核电厂提供能源的区域以及在大型反应堆核电厂不能与非核技术电厂相竞争的领域,SMR作为一种多用途的分布式综合能源在扩大核能的和平应用上面具有巨大的潜力。

铅铋冷却氮化物燃料小型模块化快中子反应堆堆芯物理特性分析

国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,IAEA)认为小型模块化反应堆具有很好提高核能安全性、经济性和防止核扩散的能力,是未来核能最具发展前景的堆型之一。为适应未来核能发展的需求,提出了一种铅铋冷却氮化物燃料小型模块化反应堆(Small Modular Pb-Bi Cooled Reactor with Nitride Nuclear Fuel,SMPBN)设计方案,并利用PIJ组件计算程序和CITATION堆芯计算程序对SMPBN的物理特性和安全特性,包括反应性系数及其随燃耗变化、卸料燃耗、功率峰因子、燃料转换比和停堆余量等进行了深入分析。通过分析,认为SMPBN在20年寿期内,具有很好的燃料转换能力,不需要换料,反应性波动很小,反应性系数均为负值,具有固有安全性,符合国际上第四代反应堆的要求。

模块化小型核反应堆自动卸压系统分析研究

模块化小型核反应堆(SMR)与传统大型压水堆在结构上存在很大差异,导致两者的严重事故进程存在较大差异。因此本文结合SMR自身设计特点,建立反应堆严重事故分析模型,对SMR的典型事故瞬态进行模拟计算,并对严重事故进程、热工水力现象和系统安全进行研究。在此基础上提出了SMR自动卸压系统优化改进方案,通过对自动卸压系统各级卸压管线的位置和阀门有效面积进行深入研究,并对相关参数进行敏感性分析,提出符合反应堆自身特点的卸压阀门有效面积的优化设计方案,为小型核反应堆的严重事故预防和缓解提供有效的依据和参考。

近海水下小型模块化反应堆技术选择调研分析

本研究旨在为未来10~20年近海水下高安全性和高经济性小型模块化反应堆的技术路线选择提供参考。从13个反应堆技术中筛选出5个反应堆,与采用常规布置设计的小型模块化压水堆进行了比较分析。按照同等条件下核动力装置的体积和重量从小到大依次为:基于俄罗斯SVBR-100技术的铅–铋快堆、新型有机盐冷却堆、革新超热沸水堆、基于LSBWR技术的沸水堆、一体化压水堆。此外,分析了三种动力循环特点:冷凝式SCO2动力循环、再压缩SCO2动力循环和紧凑型蒸汽朗肯循环。研究表明,与传统分散式压水堆相比,上述五种类型的反应堆及其安全系统和动力循环所需的总体布置尺寸相对较小;其中有机盐冷却堆和沸水堆的经济性较好。

小型模块化反应堆自主控制技术的现状与发展

介绍了小型模块化反应堆的技术特点,并由此分析了其对于自主化反应堆控制系统的需求。总结了自主控制与传统自动控制的不同,提出了集成性、智能性、容错性三大特点,并给出了自主化程度的分级标准。同时,对自主控制的主要关键技术进行了识别,并介绍了自主控制架构技术、自主决策技术、容错控制技术、故障诊断技术的发展现状。提出了现有方法中亟待解决的问题。结合整个行业的发展趋势,对自主控制技术的发展进行了分析。

模块化小型反应堆给水系统仿真分析

根据模块化小型反应堆给水系统的设计方案,结合给水系统的运行特性,使用仿真支撑软件APROS对给水系统进行建模,并进行了稳态和瞬态计算,为系统的设计和优化提供参考和依据。

小型模块化反应堆综述

本文介绍了小型模块化反应堆(SMRs)的含义、发展历史演变和作用、实现商业部署的机遇和挑战。研究了不同类型冷却剂的SMR反应堆技术特点、用途、运行可靠性、经济性,分析了SMR确保基本安全功能的实现途径和方法,最后总结了世界范围内SMR的研究现状和未来发展趋势。

国内外小型模块化反应堆的异同和国际合作前景分析

小型模块化反应堆的发展受到国际高度关注,近期国际原子能机构提出了核能发展协同和标准化倡议(NHSI),旨在为小型模块化反应堆探寻协调一致的监管方案和工业方案。本文调研了国内外小型模块化反应堆的技术特点和国际发展趋势,总结了我国小型模块化反应堆发展状况与监管面临的政策和技术挑战,介绍了核能协同与标准化倡议的基本情况,分析了小型模块化反应堆相关的国际合作前景及对我国的潜在影响。与国际相比,我国小型模块化反应堆在技术特点、市场应用和面临的主要挑战等方面存在差异,未来小型模块化反应堆相关的国际合作将持续活跃。

小型模块化反应堆一回路流动阻力仿真计算

小型模块化反应堆是以液体重金属铅铋合金作为冷却剂的快中子反应堆,具有功率密度大、固有安全性好、系统简单、更易实现长寿期等特点,特别是小型模块化反应堆在安全性、可靠性、经济性和可行性等方面的显著优势,使其具有非常广泛和灵活的应用场景。同时,反应堆一回路流动阻力特性是堆内相关设备设计和一回路自然循环验证的关键输入,是衡量反应堆固有安全性的重要指标。本文对小型模块化反应堆堆本体及一回路流动阻力进行仿真建模并计算分析,该堆本体及一回路系统为一体化池式布置,基于铅铋冷却剂的物理特性和流动过程,利用CFD软件,构建了堆本体中主泵、分配器、堆芯及堆内构件的三维模型,模拟计算了铅铋冷却剂在堆容器内的流动过程,计算结果表明,铅铋冷却剂在采用池式布置的一回路系统中阻力较小、流动特性较好,其计算结果可为堆容器、主泵和主换热器等一回路设备的优化设计提供可靠的数据支撑。

小型模块化反应堆滨海厂址温排水控制条件研究

在总结以往研究成果的基础上,采用沿水深平均的平面二维潮流温升场数学模型,针对小型模块化反应堆滨海厂址,提出了平直岸线和凹型海湾两种概化的边界条件,并对其工程海域温排水控制条件进行研究。结果表明:对于平直岸线海域,可将平均水深5m、坡降0.4m/km作为其满足温排水特性的控制条件;对于凹型海湾,可将平均水深6m、坡降0.53m/km作为其满足温排水特性的控制条件;另外,当海湾面积足够大时,温排水分布范围受纳潮量影响较小,排水口近区真正参与掺混的水量对温排水的稀释、扩散起着决定性作用。研究成果可为小型模块化反应堆滨海厂址适应性标准的确定提供参考依据。

小型模块化核反应堆集成供货的项目管理

本文研究了小型模块化核反应堆的发展趋势和特点,重点探讨了小型模块化核反应堆集成供货项目的管理组织机构,并介绍了集成供货管理在接口管理、计划编制、进度管控、资源共享、分供方管理等方面的具体方法。

两家美国企业携手推进小型模块反应堆设计

【世界核新闻网站2012年4月20日报道】美国阿莫林密苏里电力公司（Ameren Missouri）将与西屋公司（Westinghouse）合作，以便能获得联邦政府对西屋小型模块化反应堆的研发与取证的资助。

小型反应堆发展现状及推广分析

小型反应堆因模块化建造、建造周期短、安全性能高、对电网要求不高、选址成本低、适应性强、多用途等优点,未来具有较为广阔的发展空间。按照技术路线的不同,小型反应堆大体可分为轻水反应堆、气冷反应堆、液态金属冷却反应堆、熔盐反应堆。目前全球有超过45个小堆的设计开发应用,美、俄、中、韩等国走在了小堆研发及商业化推广的前列。小型反应堆前期资金投入少,后续扩容可以通过"以堆养堆"的模式逐步投入建设资金,财务风险大幅降低。相比于大型反应堆,小型反应堆的系统设备大幅简化,运行维护成本较低。通过联合生产模式,小型反应堆还能提供各种非电力产品,最大限度地利用闲置的电力和热能。目前的小堆核电都处于初始阶段,其发展还受到现行法规标准、乏燃料管理、单位功率造价成本以及公众可接受性等因素的制约。应加快制定具有针对性的规范标准,研究出台相关税费优惠及补贴措施,同时加强核相关信息的宣传,消除公众的核恐惧心理。

先进小型核反应堆发展前景及其所面临的问题

采用标准化和模块化设计的小型核反应堆在安全性和经济性方面的优势,将扩大核能在新兴工业国家和发展中国家的市场,有望成为我国核电设备出口的重要组成部分。文章描述了小型核反应堆的发展现状,分析了小型核反应堆的优势、应用前景及推广应用可能面临的问题,提出了在我国开展小型反应堆研究和应用的建议和策略。

世界小型核电反应堆现状及发展概况

小型反应堆按技术路线的不同大致可分为轻水堆、高温气冷堆、液态金属冷却快中子反应堆和熔盐反应堆四大类。文章描述了目前核电反应堆容量的状况,分析了小型化反应堆的现状和发展趋势,简要叙述了大型反应堆与小型反应堆的用途区别,并阐述了小型反应堆所具有的某些优势,及多个国家正在开发的小型核电反应堆的特点和状况。

模块化小型堆用于集中供热的减排潜力分析

模块化小型堆(SMR)是一种颠覆性的核能应用技术,具有小、快、灵的优势,是解决区域能源与经济协调发展的途径之一。我国每年用于集中供热消耗大量的化石能源,由此产生了很多气候问题。采用SMR作为集中供热热源,对化石能源进行替代,可减少集中供热过程中CO2的排放,缓解化石能源供应压力。本文通过分析我国集中供热能耗的发展趋势,结合SMR发展潜力,运用情景分析法,通过六种不同情景的对比,对SMR用于集中供热的减排潜力及其成本进行了讨论,分析了SMR用于集中供热的可行性。SMR用于集中供热的全面推广需要解决制度、经济和社会层面的问题。

小型核反应堆自主控制及其深空探测应用设想

针对空间小型模块化核反应堆的自主控制问题,提出自主控制体系结构,降低反应堆控制对人的依赖程度,满足了深空探测任务对空间堆自主控制的需求。首先介绍了核反应堆自主控制技术和空间探测自主技术的发展现状,分析了空间小型堆的自主控制需求,然后阐释了自主控制及核反应堆近自主控制的内涵。最后基于空间堆的运行特点,给出小型堆近自主控制分层体系结构的组成元素,并进一步建立了融合决策层和功能层的小型堆多智能体自主控制体系结构。