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核电厂主要仪控系统建模研究及应用

作　者: 林桦
导　师: 杨燕华
学　校: 上海交通大学
专　业: 核能科学与工程
关键词: 反应堆仿真仪控系统建模 DCS
分类号: TL362
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

核电的安全性和经济性始终是人们关注的问题。为了保证核电厂的安全性、提高经济性,计算机和控制、信息技术正越来越多地被应用于核电领域。这其中的主要体现就是计算机仿真技术和数字化仪控技术在核电站的应用。核电仿真技术被广泛地应用于反应堆设计安全分析、独立安全评价、先进主控室设计验证、事故缓解措施、控制与保护系统设计、操作员培训以及教学方面的研究,有效地提高了核电厂的安全性和经济性。随着控制和信息技术的不断发展和日益成熟,加之用户对先进控制功能与管理功能需求的提升,数字化仪控技术正开始全面进入核电站的实际应用。将计算机仿真技术和核电站数字化仪控技术的应用相结合,不但能促进这两项技术在核电领域的应用,同时对核电整体技术的提升也将起到推动作用。本文所建立的核岛及常规岛主要仪控系统模型,与已有的核电厂热工水力模型相连接构成闭环系统并进行联合调试,构成了较完整的虚拟电厂模型,对于实际电厂可能发生的瞬态工况能够进行实时模拟计算。并将计算结果与电厂实际试验曲线对比,验证了控制系统模型的瞬态工况调节能力。在所建立的控制系统模型中扩展了与实际电厂DCS系统指令切换的控制逻辑,使热工水力模型接收的控制指令信号可在虚拟控制系统和实际电厂的DCS系统间自由切换。在验证了控制系统模型的瞬态工况调节能力和虚拟电厂整体模型瞬态工况响应的正确性后,将该虚拟电厂模型下装至工控机中,通过工控机和数据采集板卡与电厂的DCS系统实现信号通讯,测试验证实际电厂的DCS控制系统的逻辑组态及参数设置的正确性。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-16
  1.1 引言  11-12
  1.2 国内外相关领域发展概述  12-14
  1.3 论文工作  14-16
第二章控制对象系统模型  16-26
  2.1 岭澳二期电厂系统模型概述  16-18
    2.1.1 核岛部分主要热力系统设备  17
    2.1.2 常规岛部分主要热力系统设备  17-18
  2.2 对象模型的相关控制系统  18-25
  2.3 本章小结  25-26
第三章仪控系统建模及闭环连接  26-57
  3.1 建模工具简介  26
  3.2 仪控系统建模及实时代码生成  26-53
    3.2.1 自定义函数模块  26-30
    3.2.2 仿真状态的保存及复位  30-32
    3.2.3 控制器抗积分饱和算法的实现  32-34
    3.2.4 仪控系统建模  34-53
    3.2.5 实时代码生成  53
  3.3 控制系统模型与热工模型的闭环连接  53-55
    3.3.1 IC 系统整体运行逻辑  53-55
    3.3.2 与热工模型的连接  55
  3.4 本章小结  55-57
第四章控制系统模型闭环调试及验证分析  57-73
  4.1 初始工况稳态调试计算  57-60
  4.2 负荷1096阶跃变化瞬态工况验证  60-64
  4.3 满功率甩负荷至厂用电瞬态工况验证  64-69
  4.4 控制器模型PID 算法分析  69-72
  4.5 本章小结  72-73
第五章 DCS 测试系统的工程应用  73-79
  5.1 工程应用概述  73-74
    5.1.1 核电厂DCS 系统  73
    5.1.2 DCS 系统调试  73-74
  5.2 DCS 系统测试仿真平台  74-78
    5.2.1 测试仿真平台的总体结构  74-75
    5.2.2 测试仿真平台的工作原理  75-76
    5.2.3 DCS 系统测试验证过程  76-78
  5.3 本章小结  78-79
第六章全文总结与展望  79-82
  6.1 论文主要结论及意义  79-80
  6.2 论文创新点说明  80
  6.3 研究展望  80-82
参考文献  82-85
致谢  85-86
攻读学位期间发表的学术论文目录  86-87
上海交通大学学位论文答辩决议书  87

核电厂主要仪控系统建模研究及应用

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