核电站除氧器控制系统性能评估

摘要

核能是一种清洁、高效的新型能源。发展核电产业，提高核电在我国电力供应中的比重有利于保障国家能源安全，对我国经济的长期可持续发展有重要作用。由于核反应自身的特点，核电站对安全的要求非常高，重大事故的概率不应大于10－9次/年，为了达到这一要求，必须从每个设备入手，消除一切隐患。除氧器系统是核电站二回路的重要组成部分，它的控制性能的下降将直接导致给水品质恶化、流量波动，严重时会危及系统安全。如何评估控制系统的性能，预报故障的发生，并诊断引起控制性能下降的原因，已经引起了学术界和工业界的广泛重视，本文在这方面进行的研究具有一定的实际意义。 本文以最小方差作为基准，以白化与自相关分析(FCOR)算法对除氧器控制系统性能进行评估。主要工作包括： 首先，从工程应用的角度出发，讨论了应用FCOR法时，采样周期，时滞阶数，数据长度，白化模型等因素对性能指标的影响，并给出了针对除氧器系统的最优参数。 其次，将这种算法应用于除氧器控制性能的实时评估，对由此产生的数据有效性、白化模型的有效性及性能指标的数值调整等问题进行了讨论。在此基础上，为了判断引起除氧器系统实时性能指标下降的原因，提出在扰动特性不变及系统特性不变两种假设情况下分别计算性能指标，利用两种指标变化的先后顺序对除氧器进行初步故障诊断的方法。该方法是建立在利用FCOR法计算性能指标且系统本身具有大滞后的基础上的，是理论方法与系统特性相结合的产物。 最后，通过对性能指标的统计规律的分析，定量地给出了可以接受的控制性能指标的下限，并指出性能指标通常在异常扰动发生前已经达到或小于可接受的极限，可以利用这个特点进行故障的早期预报，进一步提高系统的安全性。