《多模組式高溫氣冷堆核能系統的協調控制方法研究》是依託清華大學，由董哲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多模組式高溫氣冷堆核能系統的協調控制方法研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：董哲
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
因具有固有安全性，高溫氣冷堆被視為第四代核能系統的首選堆型之一。然而固有安全性也導致高溫氣冷堆的功率密度低且熱功率小，為提升電站總功率，需用多套核蒸汽供應系統驅動一套汽輪發電機組，即發展多模組式高溫氣冷堆核能系統。由於該型核能系統在調節方面遠比目前廣泛使用的單模組式核能系統要複雜，因此發展協調控制方法具有重要意義。本項目在分析多模組式高溫氣冷堆核能系統中不同對象的自穩定性和相互間耦合機理的基礎上，通過加強不同對象自身動態特性及相互間耦合效應中對系統鎮定有益的部分，減弱或抵消有害的部分，分別給出了反應堆和蒸汽發生器的非線性自適應控制器以及反應堆與蒸汽發生器之間、不同核蒸汽供應系統之間、核蒸汽供應系統與汽輪發電機組之間的協調控制器，從而形成了多模組式高溫氣冷堆核能系統的協調控制方法。該協調控制方法易推廣套用於其它類型的多模組式核能系統，並將填補我國在多模組式核能系統協調控制方法研究方面的空白。
結題摘要
由於具有固有安全性，模組式高溫氣冷堆（Modular High Temperature Gas-cooled Reactor, MHTGR）被視為下一代核能機組的首選堆型之一。為了保證固有安全性，MHTGR的功率密度低，單堆熱功率較小。為了構建大容量機組，需要採用多模組方案，即利用多個基於MHTGR的核蒸汽供應系統（Nuclear Steam Supply System, NSSS）模組產生的過熱蒸汽並汽驅動公共的汽輪發電機組。由於多個NSSS模組通過公用熱負荷裝置緊密耦合起來，因此需要發展多模組協調控制方法保證電站安全、穩定、高效運行。基於本項目的研究，發展了多模組高溫氣冷堆核電廠的協調控制方法，該方法由基於物理特性的反應堆和NSSS控制方法以及多模組協調控制方法構成，並已經套用於國家高溫氣冷堆科技重大專項示範電站HTR-PM機組協調控制系統的工程設計和實施，協調控制系統設計經過了基於全範圍模擬機的半實物仿真驗證，相關控制系統設備已經運至現場準備調試。在IEEE Transactions on Nuclear Science、Energy、Energies、Nuclear Engineering and Design、Progress in Nuclear Energy及Annals of Nuclear Energy等國際權威期刊上發表／錄用論文21篇。在IFAC Congress、IEEE控制與決策會議、IEEE系統與控制會議、美國控制會議和國際核工程大會等高水平國際會議上發表論文25篇。此外，授權／公開國家發明專利2項，登記軟體著作權5項，培養博士生2名、碩士生5名。項目研究成果對於繼續保持我國在高溫堆技術領域的領先地位具有促進作用。
