压水堆核电站的建模控制与仿真软件开发

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1、压水堆核电站的建模控制与仿真软件开发摘要我国核电事业正处在飞速发展的阶段，《核电中长期发展规划》提出，计划在2020年前将核电站的总发电容量提高至3.6万兆瓦，届时将占总发电量的4%。自主开发或者引进国外先进的核电技术以提高核电站的运行安全性、商用经济性是我们当前迫切需要解决的问题。本文以大型压水堆核电站为对象，研究了核电站的建模控制以及仿真软件的开发。核电站控制系统、保护系统的好坏直接影响到核电站运行的安全性和运行效率；仿真软件对于核电站控制系统的验证、调试；对于操纵员的培训，核电站严重事故的演

2、练都有重要意义。本文首先分析了核电站一回路和二回路中系统的数学模型和主要控制系统，然后参考现有核电站仿真软件，在原有的基础上开发了自己的核电站仿真软件，利用仿真软件对主要控制系统作了验证和改进，并尝试着将仿真软件作为一个数据源与用DCS实现的核电站控制系统集成，在没有实验堆的条件下，可以对控制系统做出评估，验证控制系统的正确性，同时这也可作为核电数字化先进主控室的一部分，用以模拟真实的操作。本文主要取得了如下成果：1.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

3、率、较强的可扩展性、较低的维护成本。2.对原有仿真软件的主要控制系统作了分离，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-I-计改进提供了依据。3.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。4.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。关键词：核电站，数学模型，控制系统，仿真软件，DCS-II-Mod

4、elingandControllingofPWRNuclearPowerPlantandtheDevelopmentofSimulationSoftwareABSTRACTThenuclearpowerprojectinourcountryhasbeendevelopingrapidly.saidthatourtotalnuclearpowerwouldgrowto36kMWin2020,whichisequalto4%oftotal

5、electricalpower.Developingourowntechniquesorjustusingforeigntechniquestoimprovetheefficiencyandsafetyofnuclearpowerplantisaproblemthatweconfrontnow.ThispaperstudiedthemodelingandcontrollingofPWRnuclearpowerplantanddevelopedsimulationsoftwareaswell.The

6、performanceofcontrolsystemandprotectionsysteminNPPisimportant;simulationsoftwarecanbeusedtoverifythecontrollogicandtrainingpeople.Inthispaper,wefirstlyanalyzedthemathematicmodeloffirst-loopandsecond-loop,thendiscussedthemaincontrolsystemofNPP.Secondly

7、wedevelopedourownsimulationsoftwarebasedonexistingsoftware.Wesimulatedsomecasesbyusingthissoftware,andtriedtointegrateitintheadvancednuclearpowermaincontrolroom.Thisisusefultoverifythecontrollogicwhenthereisnorealnuclearreactor.Thecreativityworkinthet

8、hesisislistedasthefollowingaspects:1.Basedonexistingsoftware,wedevelopedoursimulationsoftwareinC#,whichhasgoodrealtimeability、goodexpansibilityandlowmaintenancecost.-III-2.Separatedthecontrolsystemfromothersimulationprocessinoursoftware.Simula