Tracking load changes in a pressurized water reactor(PWR)with the help of an efficient core power control scheme in a nuclear power station is very important.The reason is that it is challenging to maintain a stable c...Tracking load changes in a pressurized water reactor(PWR)with the help of an efficient core power control scheme in a nuclear power station is very important.The reason is that it is challenging to maintain a stable core power according to the reference value within an acceptable tolerance for the safety of PWR.To overcome the uncertainties,a non-integer-based fractional order control method is demonstrated to control the core power of PWR.The available dynamic model of the reactor core is used in this analysis.Core power is controlled using a modified state feedback approach with a non-integer integral scheme through two different approximations,CRONE(Commande Robuste d’Ordre Non Entier,meaning Non-integer orderRobust Control)and FOMCON(non-integer order modeling and control).Simulation results are produced using MATLAB■program.Both non-integer results are compared with an integer order PI(Proportional Integral)algorithm to justify the effectiveness of the proposed scheme.Sate-spacemodel Core power control Non-integer control Pressurized water reactor PI controller CRONE FOMCON.展开更多
压水堆的安全性会受到控制性能和扰动的影响,为了及时检测控制器的控制性能,避免整个系统的崩溃,基于输出分布控制(output distribution control,ODC)理论,提出了一种在线控制性能评价系统。系统采用基于巴氏性能指标的性能评估方法,提...压水堆的安全性会受到控制性能和扰动的影响,为了及时检测控制器的控制性能,避免整个系统的崩溃,基于输出分布控制(output distribution control,ODC)理论,提出了一种在线控制性能评价系统。系统采用基于巴氏性能指标的性能评估方法,提高了性能评价的准确性和敏感性。并考虑了实时I/O数据和历史I/O数据的概率分布,利用滑动窗进行输出概率分布的更新,增大性能指标统计数据的范围。仿真结果表明,该在线控制性能评价系统对于控制效果的波动有准确的判断,同时也能排除控制过程中的非高斯扰动,避免影响性能评价。展开更多
小型棒控压水堆舍弃了可溶硼,并高度依赖控制棒与可燃毒物棒控制堆芯的反应性。为研究控制棒对堆芯关键性能的影响,本文以核动力破冰船用KLT-40模型为对象,以轴向功率偏移、堆芯寿期、燃料利用率与径向功率峰因子为指标,开展长寿期小型...小型棒控压水堆舍弃了可溶硼,并高度依赖控制棒与可燃毒物棒控制堆芯的反应性。为研究控制棒对堆芯关键性能的影响,本文以核动力破冰船用KLT-40模型为对象,以轴向功率偏移、堆芯寿期、燃料利用率与径向功率峰因子为指标,开展长寿期小型棒控压水堆控制棒布置与动作策略设计分析。首先,基于OpenMC程序开发带棒燃耗程序;其次,比较堆芯带控制棒与无控制棒运行时的堆芯寿期等指标;最后,分析不同动作策略对轴向功率偏移等指标的影响。结果表明:控制棒将堆芯寿期从590 EFPDs(等效满功率天,Effective full power days)延长至650~698 EFPDs;低价值棒组优先动作策略使轴向功率偏移程度由−0.69与+0.80分别下降至−0.29与+0.52。因此,要准确计算长寿期压水堆寿期必须采用带控制棒燃耗计算策略,并且通过合理的动作策略能够有效减小控制棒带来的轴向功率偏移。展开更多
设计了一种改进型射频功率源输出功率控制系统,解决了现有射频功率源使用中存在的输出功率稳定性与控制精度不足等问题,预期将应用于中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)负离子源中性束系统(Negative Ion ...设计了一种改进型射频功率源输出功率控制系统,解决了现有射频功率源使用中存在的输出功率稳定性与控制精度不足等问题,预期将应用于中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)负离子源中性束系统(Negative Ion Based Neutral Beam Injection System,NNBI)。采用ARM+CPLD双核设计的软、硬件分离控制结构,保障输出功率控制算法运行效率;采用数字化信号控制方法,实现输出功率的高精度控制;通过精确采样射频功率源实际输出功率和闭环功率控制方法设计,实现输出功率的高稳定性控制。对射频功率源样机进行输出功率控制系统模拟负载测试,结果表明:在额定输出功率为50 kW时,输出功率的控制精度高于0.1%、稳定性波动小于0.5%、人机交互软件功能完善。该方案预期可以搭配阻抗匹配网络满足CFETR NNBI射频功率源对输出功率控制的性能要求。展开更多
基金This project was funded by the Deanship of Scientific Research(DSR),King Abdulaziz University,Jeddah,Saudi Arabia under grant no.(KEP-Msc-36-135-38).
文摘Tracking load changes in a pressurized water reactor(PWR)with the help of an efficient core power control scheme in a nuclear power station is very important.The reason is that it is challenging to maintain a stable core power according to the reference value within an acceptable tolerance for the safety of PWR.To overcome the uncertainties,a non-integer-based fractional order control method is demonstrated to control the core power of PWR.The available dynamic model of the reactor core is used in this analysis.Core power is controlled using a modified state feedback approach with a non-integer integral scheme through two different approximations,CRONE(Commande Robuste d’Ordre Non Entier,meaning Non-integer orderRobust Control)and FOMCON(non-integer order modeling and control).Simulation results are produced using MATLAB■program.Both non-integer results are compared with an integer order PI(Proportional Integral)algorithm to justify the effectiveness of the proposed scheme.Sate-spacemodel Core power control Non-integer control Pressurized water reactor PI controller CRONE FOMCON.
文摘压水堆的安全性会受到控制性能和扰动的影响,为了及时检测控制器的控制性能,避免整个系统的崩溃,基于输出分布控制(output distribution control,ODC)理论,提出了一种在线控制性能评价系统。系统采用基于巴氏性能指标的性能评估方法,提高了性能评价的准确性和敏感性。并考虑了实时I/O数据和历史I/O数据的概率分布,利用滑动窗进行输出概率分布的更新,增大性能指标统计数据的范围。仿真结果表明,该在线控制性能评价系统对于控制效果的波动有准确的判断,同时也能排除控制过程中的非高斯扰动,避免影响性能评价。
文摘小型棒控压水堆舍弃了可溶硼,并高度依赖控制棒与可燃毒物棒控制堆芯的反应性。为研究控制棒对堆芯关键性能的影响,本文以核动力破冰船用KLT-40模型为对象,以轴向功率偏移、堆芯寿期、燃料利用率与径向功率峰因子为指标,开展长寿期小型棒控压水堆控制棒布置与动作策略设计分析。首先,基于OpenMC程序开发带棒燃耗程序;其次,比较堆芯带控制棒与无控制棒运行时的堆芯寿期等指标;最后,分析不同动作策略对轴向功率偏移等指标的影响。结果表明:控制棒将堆芯寿期从590 EFPDs(等效满功率天,Effective full power days)延长至650~698 EFPDs;低价值棒组优先动作策略使轴向功率偏移程度由−0.69与+0.80分别下降至−0.29与+0.52。因此,要准确计算长寿期压水堆寿期必须采用带控制棒燃耗计算策略,并且通过合理的动作策略能够有效减小控制棒带来的轴向功率偏移。
文摘设计了一种改进型射频功率源输出功率控制系统,解决了现有射频功率源使用中存在的输出功率稳定性与控制精度不足等问题,预期将应用于中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)负离子源中性束系统(Negative Ion Based Neutral Beam Injection System,NNBI)。采用ARM+CPLD双核设计的软、硬件分离控制结构,保障输出功率控制算法运行效率;采用数字化信号控制方法,实现输出功率的高精度控制;通过精确采样射频功率源实际输出功率和闭环功率控制方法设计,实现输出功率的高稳定性控制。对射频功率源样机进行输出功率控制系统模拟负载测试,结果表明:在额定输出功率为50 kW时,输出功率的控制精度高于0.1%、稳定性波动小于0.5%、人机交互软件功能完善。该方案预期可以搭配阻抗匹配网络满足CFETR NNBI射频功率源对输出功率控制的性能要求。
