截止2013年12月，我國已投運(yùn)的核電機(jī)組雖然達(dá)到17臺，總裝機(jī)容量達(dá)到1500萬千瓦，但我國核能發(fā)電量還不足全年全部發(fā)電量的2%，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及全球核能發(fā)電量占所有發(fā)電量17%的平均水平；同時，在2007年國家發(fā)改委就制定并相繼修訂了《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2005-2020年）》來積極支持清潔能源核電的發(fā)展。核電容量在電網(wǎng)中比重的日益增大將越來越迫切地要求核電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰，讓核電機(jī)組適時地進(jìn)行負(fù)荷跟蹤運(yùn)行。負(fù)荷跟蹤運(yùn)行可以有效協(xié)調(diào)機(jī)組產(chǎn)能與電網(wǎng)負(fù)荷需求，促進(jìn)電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性和抗沖擊性，延長堆芯的循環(huán)壽期，提高核電機(jī)組運(yùn)行的綜合經(jīng)濟(jì)性能。本文著重針對壓水堆核電廠的負(fù)荷跟蹤過程進(jìn)行理論建模，并將壓水堆負(fù)荷跟蹤的功率控制系統(tǒng)通過結(jié)合一種改進(jìn)型史密斯預(yù)估校正控制策略來優(yōu)化。首先，闡述了壓水堆核電廠及負(fù)荷跟蹤相關(guān)的物理知識，推導(dǎo)了壓水堆堆芯等效單組緩發(fā)中子的點(diǎn)堆動力學(xué)模型，建立了描述壓水堆核電廠負(fù)荷跟蹤過程的微分時域模型，并通過這些微分方程推導(dǎo)了狀態(tài)空間模型�；跔顟B(tài)空間模型和具體核電廠的運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，求解了壓水堆負(fù)荷跟蹤的傳遞函數(shù)，并根據(jù)壓水堆的固有特性對仿真模型進(jìn)行了驗(yàn)證，確認(rèn)了所建模型的... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 核電廠反應(yīng)堆動態(tài)模型發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 核電廠負(fù)荷跟蹤控制策略發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文主要工作
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
2 壓水堆核電廠概述及相關(guān)基礎(chǔ)理論
    2.1 壓水堆核電廠概述
        2.1.1 壓水堆堆芯
        2.1.2 壓水堆核電廠工作流程
    2.2 反應(yīng)堆中子與原子核的相互作用
        2.2.1 中子種類
        2.2.2 中子通量密度
        2.2.3 中子-核反應(yīng)
        2.2.4 中子核截面和中子平均自由程
        2.2.5 中子核反應(yīng)率
    2.3 壓水堆核裂變反應(yīng)
        2.3.1 鈾-235 裂變反應(yīng)
        2.3.2 中子的慢化和擴(kuò)散
        2.3.3 中子循環(huán)和增殖因子反應(yīng)性
        2.3.4 反應(yīng)性和影響反應(yīng)性的因素
        2.3.5 中子平均壽命和周期
    2.4 本章小結(jié)
3 壓水堆負(fù)荷跟蹤分析與建模
    3.1 反應(yīng)堆功率模型
    3.2 反應(yīng)堆點(diǎn)堆中子動態(tài)模型
        3.2.1 Fick 擴(kuò)散定律
        3.2.2 中子泄漏的計算
        3.2.3 單群中子擴(kuò)散方程
        3.2.4 點(diǎn)堆中子動力學(xué)模型
    3.3 堆芯反應(yīng)性模型
        3.3.1 多普勒溫度效應(yīng)
        3.3.2 慢化冷卻劑溫度效應(yīng)
        3.3.3 氙中毒效應(yīng)
        3.3.4 燃料的燃耗效應(yīng)
        3.3.5 壓水堆的空泡系數(shù)
        3.3.6 控制棒感生反應(yīng)性
    3.4 堆芯燃料和慢化冷卻劑溫度模型
    3.5 壓水堆芯負(fù)荷跟蹤的狀態(tài)空間描述
        3.5.1 狀態(tài)空間描述法概述
        3.5.2 壓水堆負(fù)荷跟蹤的狀態(tài)空間描述法
    3.6 壓水反應(yīng)堆堆芯的時變效應(yīng)
    3.7 壓水堆負(fù)荷跟蹤的傳遞函數(shù)
    3.8 壓水堆負(fù)荷跟蹤模型的驗(yàn)證
    3.9 本章小結(jié)
4 壓水堆負(fù)荷跟蹤功率控制系統(tǒng)的優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)
    4.1 PID 控制系統(tǒng)原理
    4.2 史密斯遲延校正控制系統(tǒng)原理
    4.3 一種改進(jìn)的史密斯校正控制系統(tǒng)原理
    4.4 改進(jìn)型史密斯校正控制器在負(fù)荷跟蹤控制的優(yōu)化設(shè)計
    4.5 壓水堆負(fù)荷跟蹤功率控制系統(tǒng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)
    4.6 本章小結(jié)
5 壓水堆負(fù)荷跟蹤功率控制系統(tǒng)仿真與對比
    5.1 核電廠的運(yùn)行模式
        5.1.1 “機(jī)跟堆”模式
        5.1.2 “堆跟機(jī)”模式
    5.2 反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)設(shè)計要求
    5.3 壓水堆負(fù)荷跟蹤控制的仿真
        5.3.1 SIMULINK 軟件簡介
        5.3.2 PID 控制器參數(shù)的整定
        5.3.3 PID 控制系統(tǒng)與優(yōu)化控制系統(tǒng)的仿真對比模型圖
        5.3.4 控制系統(tǒng)仿真對比結(jié)果及分析
    5.4 壓水堆堆負(fù)荷跟蹤優(yōu)化控制系統(tǒng)的魯棒性仿真
        5.4.1 優(yōu)化控制系統(tǒng)魯棒性試驗(yàn)仿真對比模型圖
        5.4.2 優(yōu)化控制系統(tǒng)魯棒性仿真結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文主要結(jié)論
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)說明
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄1
攻讀學(xué)位期間獲得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]汽車制造廠零部件入廠物流循環(huán)取貨運(yùn)輸路線規(guī)劃和優(yōu)化算法的研究[D]. 汪金蓮.上海交通大學(xué) 2009
[3]壓水堆核電站的建�？刂婆c仿真軟件開發(fā)[D]. 史瑛杰.上海交通大學(xué) 2008



本文編號：3662491