基于3KEYMASTER平台的反应堆控制鼓特性仿真研究

发布时间：2024-02-21 13:47

　　为了掌握小型化特种动力反应堆中控制鼓的运行特性和控制特性,需要对其原理和各关键参数进行详细分析,并运用仿真建模技术进行具体研究。通过在先进的仿真平台中使用面向对象的模块化建模方式,建立反应堆控制鼓的仿真模型,并与反应堆堆芯系统程序和比例-积分-微分(Proportional Integral Differential,PID)控制器组成耦合系统,在反应堆稳定核功率水平下进行了反应性扰动仿真试验,准确得出了扰动后核功率、控制鼓反应性、控制鼓角度的变化趋势曲线以及扰动消除时间、功率超调量等关键数据。试验结果表明:建立的控制鼓模型完整实现了各项功能和特性,控制鼓的反应性价值和驱动机构合理可控、消除扰动的响应速度快,可有效实现反应性控制功能。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1俄罗斯TOPAZ-II型反应堆堆本体结构示意图

与传统控制棒及其驱动机构相比，该设计方案在保证反应性控制能力的同时，可有效地减小反应堆堆芯体积，并有助于堆芯轴向功率的展平，特别是在太空环境中，其不依靠重力的紧急停堆驱动方式已在美国、俄罗斯等多个小型化特种动力反应堆中展现了重要的应用价值。同时，由于驱动方式和工作原理的特点，控制....

图2控制鼓系统驱动机构结构示意图

与核电厂常规控制棒由Ag-In-Cd合金材料组成的均匀棒状中子吸收体[6]不同，控制鼓的每一个组件结构上呈圆柱体，控制鼓鼓体由反射中子能力较强的铍材料制成，在沿圆柱体表面圆周120°的范围内覆盖碳化硼作为中子吸收体材料。如图1所示，反应堆控制鼓均匀分布在堆芯侧面的由铍材料构成的反....

图3控制鼓归一化反应性积分价值曲线

通过分析该曲线可知，控制鼓角度为0°时，反应性价值最大；在0°～60°范围内，反应性价值的变化趋势较缓，这是由于中子吸收体在此范围内仍有部分面向堆芯；60°～120°范围内，反应性接近快速的线性变化，只是由于中子吸收体随着旋转快速远离堆芯；在120°～180°范围内，反应性价值的....

图4模块化控制鼓仿真模型

控制鼓的实际控制流程中，驱动机构接收到反应堆功率调节系统的控制信号为实时的转动速度信号，通过运行时间内速度信号的积分得出转动的总角度，再依据控制鼓积分价值特性曲线中角度与反应性的对应关系，计算得出某一时刻控制鼓所提供的反应性价值。根据以上原理，首先考虑单组控制鼓的模型建立，如图4....

本文编号：3905510