基于微机系统的高温气冷堆工程仿真机

基于微机系统的高温气冷堆工程仿真机(HTRSIMU)由清华大学核能技术设计研究院开发完成。 HTRSIMU运行于 Windows98或 Windows2000平台上，采用多进程、多显示器结构，具有人机界面友好、结构紧凑、操作方便、易于扩展等特点。它的模型包括 10MW高温气冷堆 (HTR- 10)的一、二回路主要部件，能够对反应堆堆芯、主回路系统和蒸汽发生器等部件做详细的物理和热工分析计算，可以模拟正常运行和各种事故工况过程，仿真结果与 HTR- 10的设计值和安全分析报告符合得很好。利用 HTRSIMU系统不仅可以进行高温气冷堆的工程设计、安全分析和人员培训，而且将来可以对 HTR- 10主控室的操纵人员进行现场支持，给实际运行和各项研究提供帮助。

采用虚拟场景技术的高温气冷堆仿真系统研究

仿真系统对10 MW高温气冷堆的堆芯、主回路系统和蒸汽发生器等部件进行分析计算,模拟稳态和瞬态过程。采用虚拟场景技术,按高温气冷堆的实际结构建立三维虚拟场景,用户可在虚拟场景中漫游观测,实时查看仿真计算状态;同时可对仿真数据结果进行分析并以二维、三维图形显示。该仿真系统不仅对高温气冷堆的工程设计、安全分析和人员培训有重要作用,且可以对HTR-10主控室的操作人员进行现场支持及各项研究提供帮助。

基于网络的10MW高温气冷堆仿真系统

仿真系统基于计算机网络环境,可对10 MW高温气冷堆(HTR 10)的堆芯、主回路系统和蒸汽发生器等部件进行分析计算,模拟稳态和瞬态过程,并以图形界面动态显示仿真过程。同时可对仿真过程进行回放,对仿真数据结果进行分析并以二维、三维图形显示。该仿真系统不仅对高温气冷堆的工程设计、安全分析和人员培训有重要作用,且可对HTR 10主控室的操作人员进行现场支持及各项研究提供帮助。

基于异构网络的高温气冷堆仿真系统

鉴于目前反应堆领域的仿真计算程序大都在Unix工作站上开发而图形界面在Windows系统上设计的思想,本文介绍了一种基于异构网络的高温气冷堆仿真系统的设计方案。此仿真系统采用C/S架构,其中计算服务器端由RedhatLinux7.3系统下Fortran77与C语言混合编程设计而成,客户端(仿真主控端)在WindowsXP系统下采用Delphi6.0工具搭建。仿真结果表明,采用Linux和Windows操作系统通过TCP/IP协议组成的异构网络结构搭建高温气冷堆仿真系统是完全可行的。

高温气冷堆启停堆系统过程动态特性分析及控制策略验证

基于高温气冷堆核电机组的工艺过程和控制要求以及启停堆系统工程分析的需要,开发启停堆系统工程分析模型。围绕维持蒸发器出口压力恒定这一关键技术问题,采用APROS软件,对高温气冷堆核电机组启停过程中蒸发器出口压力的实时过程动态特性进行仿真。结果表明,启停堆系统工艺、运行方式及控制策略设计理论上是合理的,能够满足系统设计要求,并提出了相应的优化建议。

高温气冷堆示范工程首个系统顺利移交调试

7月23日，高温气冷堆示范工程除盐水厂房安装向调试移交仪式在石岛湾项目部培训教室举行，此次移交的三个系统成为全球首座四代核电第一批调试移交系统。（摘编自中国核电信息网2016年7月26日报道）

10MW 高温气冷实验堆项目管理系统的框架设计

介绍了１０ＭＷ高温气冷实验堆工程项目管理系统的初步设计框架。在此基础上，重点介绍了核工程管理信息系统（ＭＩＳ）和工程监控系统（ＰＭＳ）的功能设计以及ＭＩＳ各子系统的功能设计。本文在ＭＩＳ和决策支持系统（ＤＳＳ）的开发方法上也作了一些尝试。

模块式高温气冷堆核能系统二回路流体网络控制特性分析

针对模块式高温气冷堆(MHTGR)核能系统二回路流体网络进行非线性建模,研究管路动力学特性及网络拓扑结构特性,建立了微分-代数模型,设计了模块质量流量和汽机主蒸汽压力的调控方案。在MATLAB/Simulink环境下对模型进行标准化封装,以高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)为例进行二回路流体网络的仿真。结果表明,模型有效地反映了系统二回路流体网络的非线性特性,设计的控制器使得模块流体质量流量和汽机主蒸汽压力有效地收敛于参考值,各项控制指标均高于控制要求。设计的仿真平台可为实际工程调控中积分时间系数的选择、拥有更多模块数量的高温气冷堆核能系统二回路流体网络的调控等提供试验仿真测试。

全球首座高温气冷堆核电示范工程双堆冷试完成

2020年11月3日,国家科技重大专项——全球首座高温气冷堆核电示范工程建设现场再传捷报,继2020年10月19日,2号堆一回路系统冷态功能试验顺利完成后,1号堆一回路系统冷态功能试验再次顺利完成,各项指标均达到设计要求。示范工程“双堆”一回路系统冷试工作的开展,有效检验了反应堆主系统设备制造与工程质量,为加快高温气冷堆产业化推广奠定了坚实基础。

10MW高温气冷堆控制方案研究

在清华大学核能设计研究院开发的高温堆可视化仿真控制平台上进行了10MW高温气冷堆动态特性研究,并结合其运行特点和控制要求设计了3种控制方案,采用比例积分与微分控制方法,在高温堆可视化仿真控制平台上进行了控制方案的仿真比较。控制的重点在于维持直流蒸汽发生器的出口蒸汽温度恒定,同时兼顾反应堆出口热氦气温度不超出保护限值。仿真结果表明,采用给水泵调节给水流量来控制蒸汽温度,并通过氦风机调节氦流量保持与给定功率成比例,避免跨回路调节,静态解除了由于氦流量的变化对一、二回路的耦合问题,能够获得理想的控制效果。

HTR-ESS的堆芯物理仿真方法研究

为满足高温气冷堆工程模拟仿真系统(HTR-ESS)中实时的要求,研究开发了三维圆柱几何堆芯多群中子时空动力学改进准静态方法模拟计算程序,使中子动力学程序满足模拟过程的实时要求。模型利用拟合公式计算宏观截面,使截面可实时反映堆芯状态,与堆芯热工形成反馈。针对高温气冷堆中控制棒的特点,提出使用等效吸收体的方法对控制棒进行等效,等效方法避免了在计算中出现控制棒移动与网格不匹配的问题。最后给出动态过程的简单模拟结果,显示了建立的堆芯物理实时计算模型满足设计条件和要求。

全球首台高温气冷堆核电站主氦风机通过验收

哈尔滨电气集团有限公司于4月16日发布消息,全球首台四代核电“心脏”装备一一高温气冷堆核电站示范工程主氦风机于当日通过验收。高温气冷堆核电站示范工程是中国“十一五”中十六项重大专项之一,主氦风机是我国具有完全自主知识产权、具备第四代核能系统安全特性的高温气冷堆核心设备,被喻为高温气冷堆的“心脏”。

我国球床模块式高温气冷堆核电站的关键设备投产

世界首座球床模块式高温气冷堆核电站示范工程燃料装卸与储存系统输送转换设备项目在陕西省宝鸡高新区正式投产。这标志着我国自行设计、自行制造、自行营运的球床模块式高温气冷堆核电站关键设备及核心部件进入生产阶段，为我国发电、炼油和化工等领域占领时代制高点提供了战略支撑。

全球首台高温气冷堆核电站主氦风机通过验收

4月16日,全球首台四代核电“心脏”装备——高温气冷堆核电站示范工程主氦风机通过验收。高温气冷堆核电站示范工程是中国“十一五”中十六项重大专项之一,主氦风机是中国具有完全自主知识产权、具备第四代核能系统安全特性的高温气冷堆核心设备,被喻为高温气冷堆的“心脏”。其功能是在反应堆启动、功率运行和停堆等工况时,提供足够流量的氦气通过一回路系统,将反应堆芯产品的热量带走。

高温气冷堆 Fuzzy-Smith 控制系统的仿真研究

结合１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）数学模型的推导和控制系统的设计，介绍解决大延迟系统控制的Ｆｕｚｚｙ－Ｓｍｉｔｈ预估控制器。热工动特性中，堆芯部分用集中参数近似，冷却剂用分布参数处理；蒸汽发生器分为预热段、蒸发段、过热段，建立高温气冷堆的数学模型。扰动量为从额定核功率１００％减小到３０％，调节氦风机的转速和给水流量使主蒸汽出口温度跟随给定值。仿真结果表明，Ｆｕｚｚｙ－Ｓｍｉｔｈ预估控制器兼顾了Ｆｕｚｚｙ控制和Ｓｍｉｔｈ预估控制器的优点，既对延迟特性有较好的补偿作用，又对被控对象参数变化有较强的适应能力，适合于高温气冷堆控制系统设计。

引领学科发展掌握自主技术解决重大工程问题——清华大学高温气冷堆物理热工与系统模拟创新团队

高温气冷堆是世界公认的第四代先进核能系统之一,不仅固有安全性突出,具有无堆芯熔化、无大规模放射性释放、无需场外应急等特点,而且其高温工艺热可广泛应用于热电联产、燃煤替代、核能制氢等领域,是我国核能领域科技发展的重点,也吸引了全世界核能界的目光。

HTR-PM二回路图形建模与仿真研究

介绍了在vPower仿真平台上嵌入THERMIX代码来研究紧凑型高温气冷堆仿真机的方法。根据模块式高温气冷堆示范电厂二回路系统的特点和结构,利用vPower仿真平台建立二回路各个系统的组态模型并进行稳态和瞬态仿真结果分析。结果表明,稳态值与设计值的误差均在2%范围内;额定工况下,主调节阀关小和给水流量减少2个典型瞬态响应过程曲线趋势合理,动态响应各项指标及最终稳定值满足要求;循环水泵关闭导致凝汽器循环水中断的事故情况下,因凝汽器真空过低调节主蒸汽阀门迅速关闭,主蒸汽流量减小同时汽轮机跳闸。

高温气冷堆超临界蒸汽发生器的动态仿真与分析

针对高温气冷堆用螺旋管式直流蒸汽发生器二次侧运行在超临界下的特点,完善其仿真模型。通过模拟一次侧流量阶跃以及一、二次侧流量同步阶跃等场景,研究氦气和给水质量流量的扰动对温度、换热等相关参数的影响规律。结果表明,氦气流量的变化会同时引起一二次侧工质相关参数变化;由于金属传热管和水侧热容较大所产生的延迟作用,使得二次侧参数的变化速率相对缓慢;当氦气和给水流量相继发生变化时,由于超临界水传热的特殊性,部分参数出现小幅波动。

HTR-10燃料元件装卸控制模拟装置的研制

在研制以PLC IPC为核心的高温气冷实验堆燃料元件装卸控制系统的过程中 ,设计了燃料元件装卸控制模拟装置。文中介绍了装置结构 ,现场信号及执行机构的模拟运行实现方式。实现了燃料元件装卸循环过程模拟调试控制、状态监控、数据存储、故障诊断和报警、系统管理等功能。

10MW高温气冷堆底层调节回路的建模与仿真

10 MW高温气冷堆 (HTR- 10 )底层调节回路的研究是确立协调控制方案的基础。针对核功率、氦流量、给水流量调节的不同特点及要求 ,完成了各回路的建模及相应的仿真研究工作。由于对象特性复杂 ,不确定因素较多 ,着重研究了典型情况下各系统的响应规律 ,给出了与各回路特点相对应的控制器参数工程整定方法或规律。结果合理准确 ,方法直观实用 ,为现阶段 HTR- 10动力系统控制策略的研究奠定了良好的基础。