Оптимизация режимов работы шагового электромагнитного привода кластеров атомного реактора

• Автор: Фурсов, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Особенности электропривода кластера атомного реактора
1Л Условия эксплуатации электропривода
1.2 Требования к электроприводу
1.3 Основные типы электроприводов кластеров
1.4 Конструктивные особенности шагового электромагнитного привода кластера
1.5 Выводы
ГЛАВА 2. Оптимизация шагового режима ШЭМП
2.1 Расчетная модель ШЭМП для режима отработки одного шага
2.2 Динамические показатели ШЭМП в режиме отработки шага
2.3 Оптимизация токового управления ШЭМП
2.4 Оптимизация старт-стопного режима ШЭМП на основе
фаззи-у правления
2.5 Выводы
Г ЛАВА 3. Автоматизация многошаговых режимов работы ШЭМП при
отработке технологических режимов реактора
3.1 Особенности работы ШЭМП при отработке
многошагового режима
3.2 Составление расчетной модели ШЭМП при отработке многошагового технологического режима
3.3 Отработка многошагового технологического режима с внутренним контуром по аксиальному офсету
3.4 Выводы

ГЛАВА 4. Практическая реализация
4.1 Составление принципиальной схемы ШЭМП с
многоканальным фаззи-регулятором
4.2. Программная реализация фаззи - регулятора тока
4.3. Практическая реализация контура по аксиальному офсету
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Модель исходной структуры ШЭМП в
программном пакете Simulink
ПРИЛОЖЕНИЕ2. Модель структуры ШЭМП с фаззи-управлением в программном пакете Simulink

Введение.
В настоящее время в Российской Федерации уделяется большое внимание развитию атомной энергетики. Многие российские организации принимают участие в строительстве атомных блоков нового поколения, как в России, так и за рубежом: в Иране, Китае, Индии. Основная задача, стоящая перед разработчиками оборудования для АЭС, является повышение технических характеристик и сроков службы, при обеспечении высочайшего уровня безопасности на всех этапах жизнедеятельности проектируемого оборудования.
В качестве основного канала регулирования тепловой мощности атомного реактора, с водой под давлением, используется перемещение поглощающих стержней в активной зоне (рис.1), перемещая стержни можно изменять тепловыделение в активной зоне. Группа поглощающих стержней объединяется в т.н. кластер. В современном реакторе используется более ста кластеров. Каждый кластер жестко сцеплен с валом электропривода. По сути, электроприводы кластеров являются органами регулирования тепловой мощности атомного реактора. Помимо работы в режиме регулирования тепловой мощности электропривод должен обеспечить быстрый ввод кластера в активную зону в случае аварийной ситуации в реакторе. От того насколько качественно и надежно привод выполняет свои функции, зависит качество и безопасность работы реактора в целом.
1 - тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ);
2 - активная зона;
3 - группа поглощающих стержней - кластер;
4 - привод поглощающих стержней
вход теплоносителя
Рис.1 Основные элементы атомного реактора с водой под давлением.
В настоящее время в реакторах с водой под давлением применяется 3 типа электроприводов [1]:
По результатам моделирования подтверждена адекватность расчетной модели, далее контур тока может быть представлен инерционным звеном с постоянной времени, рассчитанной по осциллограмме тока.
Постоянная времени контура тока [9]:
= 0,02 с.

При составлении расчетной модели привода значительную трудность представляет определение зависимости тягового усилия магнита от тока и зазора между подвижным якорем и неподвижным полюсом. В общем случае величина силы электромагнитного притяжения для электромагнита с втягивающимся сердечником будет выражаться уравнением [3]:
^=5,МО-70г{^; (2.8)

- 8 - зазор между полюсами магнита, м;
©£- н.с. обмотки, затрачиваемая на проведение магнитного потока через воздушный зазор 8, а/м;
- С8 - проводимость воздушного зазора, мкс/а;
Согласно [3] проводимость воздушного зазора между цилиндрическими полюсами с плоскими торцами:
^ = 1,256(^ + 0,5860;

- (3 — диаметр цилиндрического полюса, м;
- 8 - рабочий зазор между полюсами магнита ,м;
Дифференцируя это выражение по зазору, получаем: