文献综述(或调研报告):
引言
原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时,一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核,同时放出2-3个中子。裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核,引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。裂变使核能转变为热能,用来加热高压力下的水,在蒸汽发生器内产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机,推动汽轮发电机发电,使机械能转变成电能。因此核电站主要分为两部分:一部分是利用核能产生蒸汽的核岛,包括反应堆装置和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电系统[1]。核电站是一个复杂的非线性大系统,难以建立精确的模型,所以在研究过程中,往往需要对对象模型进行简化。对于这样的控制对象,需要寻找一种不依靠精确模型就能取得良好控制效果的控制方法,国内外学者对此进行了大量的研究工作。模糊控制的鲁棒性和抗干扰能力强,被引入到了核电站控制中。
李海军[2]通过对岭澳核电厂运行期间蒸汽发生器实际运行曲线的分析,发现满功率稳态运行过程中,蒸汽发生器负荷是一个动态恒定的常数,给水流量和蒸汽流量也处于动态恒定状态,其变化规律符合蒸汽发生器的水位变化特征。分析也表明蒸汽温度和压力变化曲线也是一个恒定的常数,通过分析也进一步验证了岭澳核电站蒸汽发生器运行方案选择的正确性和可靠性。利用计算流体动力学的分析软件Fluent对岭澳核电站蒸汽发生器一次侧U形管的流场进行模拟,验证了一次侧流体的压力、温度、速度的变化规律是否符合蒸汽发生器实际的运行情况以及与设计的符合性。模拟结果表明,基本符合蒸汽发生器实际的运行状况和运行规律。从而获得了各运行参数之间的变化关系和变化规律以及相互影响关系,为蒸汽发生器在运行过程中出现的异常情况提供可靠的分析,为事故的发现、预见和正确处理提供了可靠的判断依据,也为蒸汽发生器的设计改进和运行规程的不断完善提供了实践上的依据。
谷俊杰、翼乃良、孙玉洁、谭俊龙、王东旭[3]针对核电站蒸汽发生器水位控制的非线性分布特点,在自抗扰控制技术的基础上结合多模型控制提出了蒸汽发生器水位系统新的控制方案,在该控制方案中,对蒸汽发生器设计了多模型控制系统,并针对各个模型分别设计了不同负荷下的自抗扰控制器,可以对扩张状态进行在线实时估计,因此设计的扰动补偿不依赖于模型便能够达到快速消去扰动的效果,将该方法用于蒸汽发生器水位控制系统进行仿真研究,结果表明:该控制方案实现了对蒸汽发生器水位良好的动态控制,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,且算法简单,便于调试。
周道曦[4]针对核电站蒸汽发生器传统线性模型,考虑因建模误差、模型参数变动以及热力系统噪声等问题造成的影响,建立基于不确定参数的核电站蒸汽发生器控制模型,重点研究不同鲁棒控制策略在SG水位中的特性,并提出有针对性的优化方案,为实际条件下SG水位控制策略的选择提供理论依据,并得出结论:定值扰动在短时间内给水位带来较大变化但并未影响系统的控制稳定性,系统的控制稳定性是由其内在特性决定的,随负荷上升,稳定性逐渐增强,控制难度逐渐降低。
史瑛杰[5]在原有仿真软件的基础上,采用C#编程语言移植开发,开发的仿真软件具有较高的运行效率、较强的可扩展性、较低的维护成本;对原有仿真软件的主要控制系统做了分离,并通过几个核电运行工况案例,采用仿真软件对主要控制系统进行了仿真,对比了控制参数变化带来的控制效果的不同,提出了改进的方法,为核电控制系统的设计改进提供了依据;为仿真软件增加了用于与DCS系统通信的接口,为系统集成的应用提供了可能。;尝试了将仿真软件作为数据源与用DCS系统实现的核电站主要控制系统集成,成为核电全数字化先进主控室的重要组成部分。
刘冲[6]以秦山核电站一期300MW核反应堆棒控/棒位系统数字化改造为设计内容和研究对象介绍了控制对象-反应堆控制的基本原理,对控制系统的功能、设计要求进行了分析和研究。对于反应堆功率控制系统中存在的实际运行过程中系统逻辑关系不已修改、系统运行状态不易修复等问题提出了一种全新的、基于CPU冗余和网络冗余的数字化设计方案,并完成了硬件系统的电气原理图和控制程序的设计、控制系统设备的研制与调试。
赵宪萍,牛永哲,刘帅,杨平[7]分析了核反应堆反应性控制的3种方法,以及压水堆核电站和功率的4种控制模式,对压水堆核电站核功率控制技术的发展优化提出了看法:随着电网对核电站负荷跟踪要求的提高,控制棒方法将继续强化,可燃毒物棒方法有变革的潜力,化学溶剂的控制比例将会进一步减少。
王立新,王迎军[8]介绍了模糊教学与模糊逻辑中一些对于模糊系统理论有用的概念和原理,包括模糊集合及其基本运算和其他运算、模糊逻辑与近似推理、语言变量与模糊IF-THEN规则等;详细研究了模糊系统的各组成部分,推导出不同类型模糊系统的严密的数学公式,并研究这些模糊系统的逼近特性,证明了模糊系统是万能逼近器以及如何设计模糊系统才会使其达到所需精度;介绍了输入输出数据设计模糊系统的四种方法:查表法、梯度下降法、递推最小二乘法和聚类法,并给出大量具体应用例子来验证这些方法;集中研究了模糊控制,研究了非自适应模糊控制和自适应模糊控制并给出设计方法。
