(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211128752.7 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 (72)发明人 孙培伟　黄嘉俊　孙浩沩　田静　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 高博 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06F 16/23(2019.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种热管冷却反应堆电功率动态匹配方法 及系统 (57)摘要 本发明公开了一种热管冷却反应堆电功率 动态匹配方法及系统， 获得目标电功率所对应的 核功率的稳态 值， 采用粗匹配和细匹配相结合的 策略， 对电功率控制 系统输出的粗匹配信号和细 匹配信号进行加权相加后作为内环控制系统的 设定值， 通过内环控制器输出控制棒反应性改变 反应堆核功率， 进而实现电功率调节。 能够显著 减小超调量， 缩短调节时间， 提供了更优的控制 性能， 提高了经济效益和安全性。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115423025 A 2022.12.02 CN 115423025 A 1.一种热 管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 离线构建数据库， 在线更新数据库； S2、 根据电功率设定值从步骤S1在线更新的数据库中查询对应的核功率稳态值； S3、 将步骤S2得到的核功率稳态值作为粗匹配阶段的输入， 根据目标电功率对应的核 功率稳态值与核功率实际测 量值之间的偏差值e， 通过权重函数改变粗匹配信号和细 匹配 信号相应的权重系数， 将粗匹配信号和细匹配信号的加权相加值作为核功 率控制系统的设 定值， 随偏差值e减小， 从粗匹配阶段 经过渡阶段切换到细匹配阶段； S4、 内环核功率控制系统根据步骤S3得到的核功率控制系统设定值确定核功率误差值 e’， 输出控制棒反应性以调节 堆芯的核功 率， 调节电功 率达到目标电功 率， 完成热管冷却反 应堆电功率动态匹配。 2.根据权利要求1所述的热管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特征在于， 步骤S1 中， 根据不同电功率水平对应的核功率稳态值构建数据库， 并根据实际核功率稳态值更新 数据库中的数值。 3.根据权利要求1所述的热管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特征在于， 步骤S3具 体为： 在粗匹配阶段， 粗匹配权重系数α ＝1， 细匹配权重系数β ＝0， 将步骤S2得到的核功率稳 态值作为内环核功 率控制系统的设定值， 对核功 率进行调节， 使核功 率达到对应的稳态值， 带动电功率产生响应； 在过渡阶段， 粗匹配权重系数α、 细匹配权重系数β根据连续可导的权重函数fα(e)、 fβ (e)在0到1之间变化； 在细匹配阶段， 粗匹配权重系数α ＝0， 细匹配权重系数β ＝1， 内环核功率调 节系统的设 定值由外环电功率控制系统提供， 通过对电功率进行调节确保电功率达 到负荷要求。 4.根据权利要求3所述的热管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特征在于， 当偏差值 e的绝对值大于粗匹配阶段的切换阈值|A|、 |C|时， 粗匹配输出信号的权重系数为1， 细匹配 输出信号的权 重系数为0， 此时为 粗匹配阶段， 电功率调节处于快速调节阶段； 当偏差值e的绝对值介于粗匹配阶段的切换阈值|A|、 细匹配阶段的切换阈值|B|之间， 或者介于粗匹配阶段的切换阈值|C|、 细匹配阶段的切换阈值|D|之间时， 粗匹配输出信号 的权重系数随偏差值e的减小从1减小至0， 细匹配输出信号的权重系数随偏差值e的减小从 0增大至1， 此时为过渡阶段， 电功率调节从快速调节阶段 过渡到精细调节阶段； 当偏差值e的绝对值小于细匹配阶段的切换阈值|B|、 |D|时， 粗匹配输出信号的权重系 数为0， 细匹配输出信号的权重系数为1， 此时为细匹配阶段， 电功率调节处于精细调节阶 段。 5.根据权利要求4所述的热管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特征在于， 当增大粗 匹配阶段的切换阈值A、 C的绝对值， 即粗匹配阶段的切换阈值A左移、 C右移时， 缩短控制系 统在粗匹配阶段的时间； 当增大细匹配阶段的切换阈值B、 D的绝对值， 即细匹配阶段的切换阈值B左移、 D右移 时， 缩短系统在过渡阶段的时间。 6.根据权利要求4所述的热管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特征在于， 当减小粗 匹配阶段的切换阈值A、 C的绝对值， 即粗匹配阶段的切换阈值A右移、 C左移时， 延长控制系权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115423025 A 2统处于粗匹配阶段的时间； 当减小细匹配阶段的切换阈值B、 D的绝对值， 即细匹配阶段的切换阈值B右移、 D左移 时， 延长控制系统 处于过渡阶段的时间。 7.根据权利要求4或5或6所述的热管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特征在于， 粗 匹配阶段的切换阈值A、 C和细匹配阶段的切换阈值B、 D关于纵坐标对称， 即|A|＝|C|、 |B|＝ |D|， 或根据被控 对象的特 征设置为非对称形式， 即|A|≠|C|、 |B|≠|D|。 8.根据权利要求3所述的热管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特征在于， 当权重函 数fα(e)、 fβ(e)的交点O、 O ’的绝对值增大， 即交点O左移、 O ’右移时， 在过渡阶段， 粗匹配输出 信号的权 重系数α 小于细匹配输出信号的权 重系数β 早于交点移动前发生； 当权重函数fα(e)、 fβ(e)的交点O、 O ’的绝对值减小， 即交点O右移、 O ’左移时， 在过渡阶 段， 粗匹配输出信号的权 重系数α 小于细匹配输出信号的权 重系数β 晚于交点移动前发生。 9.根据权利要求1所述的热管冷却反应堆电功率动态匹配方法， 其特征在于， 步骤S4 中， 将步骤S3得到的核功率控制系统设定值与核功率测量值作差得到核功率误差值e ’， 将 核误差值e ’作为内环核功 率控制器的输入， 核功 率控制器输出经控制棒价值转换后的控制 棒反应性， 调节堆芯的核功率， 热能传递到热电转 化装置实现电功率调节。 10.一种热 管冷却反应堆电功率动态匹配系统， 其特 征在于， 包括： 数据库模块， 离线构建数据库， 在线更新数据库； 查询模块， 根据电功率设定值从数据库模块在线更新的数据库中查询对应的核功率稳 态值； 匹配模块， 将查询模块得到的核功率稳态值作为粗匹配阶段的输入， 根据目标电功率 对应的核功率稳态值与核功率实际测量值之间的偏差值e， 通过权重函数改变粗匹配信号 和细匹配信号相应的权重系数， 将粗匹配信号和细匹配信号的加权相加值作为核功 率控制 系统的设定值， 随偏差值e减小， 从粗匹配阶段 经过渡阶段切换到细匹配阶段； 调节模块， 内环核功率控制系统根据调节模块得到的核功率控制系统设定值确定误差 值e’， 输出控制棒反应性以调节 堆芯的核功 率， 调节电功 率达到目标电功 率， 完成热管冷却 反应堆电功率动态匹配。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115423025 A 3