高溫氣冷堆核電站機(jī)理模型降階與控制研究.pdf

1、新型能源是解決當(dāng)前能源枯竭和環(huán)境污染困境的重要手段，核能是一類發(fā)展成熟且有應(yīng)用前景的新能源。HTR-PM球床模塊式高溫氣冷堆核電站是第四代核電裝置，有本質(zhì)安全性，燃燒效率高。HTR-PM作為強(qiáng)非線性、大滯后對象，耦合程度高，機(jī)理模型復(fù)雜，計算時間長。本文針對HTR-PM機(jī)理模型的降階與控制算法展開了一系列的研究。
　　論文的主要內(nèi)容包括:
　　1.針對線性和非線性O(shè)DEs系統(tǒng)，分析了基于平衡截斷的模型降階方法。采用該方法對連

2、續(xù)攪拌反應(yīng)釜CSTRs系統(tǒng)進(jìn)行降階的結(jié)果表明:平衡變換后的全階系統(tǒng)與原始模型間不存在誤差，模型降階前后的動態(tài)特性差異來源于平衡截斷。該動態(tài)特性的差異可以通過改變經(jīng)驗格拉姆矩陣的權(quán)重得到改善。
　　2.提出一種針對非線性微分代數(shù)方程(DAEs)的模型降階算法。首先采用系統(tǒng)分解的方法，消去系統(tǒng)中的代數(shù)方程，將微分代數(shù)方程組(DAEs)轉(zhuǎn)化為微分方程組(ODEs);然后采用平衡截斷法對微分方程組ODEs進(jìn)行降階。該方法應(yīng)用于高溫氣冷堆H

3、TR-PM反應(yīng)堆的機(jī)理模型，為了降低符號變量消元后ODEs的變量規(guī)模，提出了一種簡化ODEs的方法。采用該方法進(jìn)行模型降階前后的動態(tài)特性比較，求解時間降低為原始系統(tǒng)的30％，動態(tài)特性幾乎相同，驗證了算法的有效性。
　　3.針對HTR-PM蒸汽發(fā)生器的機(jī)理模型中代數(shù)變量遠(yuǎn)大于微分變量的特征，提出了一種事件矩陣的稀疏度分析方法。先對系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，將系統(tǒng)分解若干子系統(tǒng)，然后對代數(shù)方程進(jìn)行簡化。動態(tài)特性的仿真結(jié)果表明，蒸汽發(fā)生器機(jī)理模