ap1000反应堆功率控制系统棒联锁逻辑分析

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果AP1000反应堆功率控制系统棒联锁逻辑分析　　1概述　　反应堆功率控制系统用于维持和调节反应堆堆芯参数在设计要求范围内，以确保反应堆按照电厂功率要求输出热功率。作为主要过程控制系统之一，反应堆功率控制系统的控制逻辑设计对电厂稳定运行至关重要。　　AP1000反应堆功率控制系统包括两个子系统：反应堆冷却剂平均温度控制子系统和反应堆轴向功率偏移控制子系统。Tavg控制响应二回路负荷要求，根据一回路工艺过

2、程实测温度值与二回路要求值之间的偏差计算并输出控制，调节反应堆功率控制棒组按一定速率在堆芯移动，从而实现维持或调节反应堆冷却剂平均温度在程序设定值的目的，Tavg控制即反应堆输出热功率控制。AO控制根据堆外核测仪表所测的反应堆上下部功率之差与系统设定偏差带之间的偏移量来计算并输出控制，调节反应堆轴向功率偏移控制棒组按固定速率在堆芯移动，从而维持轴向功率偏差在要求的偏差控制带内。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价

3、值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　反应堆稳定运行及瞬态过程中，Tavg控制子系统和AO控制子系统同时独立采集不同的堆芯参数，响应不同的控制要求，逻辑上独立运算，最终输出控制指令至棒控系统不同类型的控制棒组。在系统功能设计上两者相对独立，但在实际控制执行中，两者存在逻辑接口。西屋原设计中两个子系统的逻辑接口包括：　　在控制棒交换过程中，AO控制棒将执行Tavg控制指令，此时仅执行Tavg控制。　　在M棒移动过程中，AO棒的移动将被闭锁，直至M棒动作结束。　　接口1：是AP100

4、0反应堆控联盟制过程中的周期性操作，本文不做分析。接口2）即为实现M棒组动作优先于AO棒组动作的棒联锁设计，M棒动作指令将直接作为闭锁AO棒移动的条件之一，本文重点对此联锁设计进行分析。　　控制要求及棒联锁逻辑分析　　反应堆控制要求　　如前所述，反应堆正常运行过程中，棒控系统将独立接收来自Tavg控制和AO控制输出的M棒和AO棒动作指令，M棒移动将闭锁AO棒移动，直至M棒动作指令结束。此控制策略体现了Tavg控制要优先AO控制，在某一瞬态均有Tavg和AO调节需求时，只有先完成Tavg调节后才能进行AO调节。课题份量和难易程度要恰当

5、，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　我们知道：理想均匀裸堆模型的轴向热中子通量密度分布呈对称于反应堆半高度断面的余弦函数，径向中子通量密度分布近似为对称于反应堆中心的贝塞尔函数。实际的反应堆堆芯虽然是非均匀的，但由于燃料轴向装载一般是均匀的，燃料组件的结构也是均匀的，所以在热态零功率下，理论上与实际上的反应堆轴向中子通量密度分布形状相似，都可以用

6、垂直余弦函数近似表示轴向中子通量密度分布。反应堆带功率运行时的轴向中子通量密度受控制棒棒位、功率水平、堆芯燃耗、氙的再分布等多种因素的影响。　　AP1000反应堆使用分布于堆腔四个方向上的堆外功率量程核探测器来进行反应堆功率测量，每组堆外功率量程探测器包括上、下两个探测器，分别通过测量堆芯泄露中子率来探测以堆芯中断面为分界的堆芯上、下部功率。　　根据每组探测器测量并经算法修正和计算，可以近似得出：　　反应堆总功率P=Pt+Pb　　反应堆轴向功率偏差ΔI=Pt-Pb　　其中：Pt：堆芯上部功率测量值；　　Pb：堆芯下部功率测量值；　　

7、随反应堆功率水平升高，反应堆冷却剂热段、冷段温差增加，即Tavg增加，因冷却剂温度效应，导致堆芯上端面功率水平略低于下半面，即ΔI向负方向变化，AP1000堆芯设计中，ΔI的目标值随反应堆功率水平增加而减小，AO控制棒组一般位于堆芯上半面。　　假设某瞬态：反应堆升功率：课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　起始时刻M棒组调节

8、末端处于堆芯上半断，随M棒提升，Pt增加，近似认为Pb不变。总功率P增加的同时，轴向偏差将会逐步增大，某一时刻可能导致AO控制输出AO棒下插指令。　　起始时刻M棒组调节末端处于堆芯下半断，随M棒提升，Pb增加，近似认为Pt不变。总功率