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第1章 绪论1

1.1 核动力装置控制的任务和要求1

1.1.1 船用核动力装置的特点1

1.1.2 核动力装置控制系统的任务和要求2

1.2 船用核动力装置控制系统的基本组成和结构4

1.2.1 船用核动力装置控制系统的基本组成4

1.2.2 船用核动力装置控制系统的体系结构4

1.3 核动力装置控制系统的发展历程与趋势7

第2章 核动力装置传递函数与特性10

2.1 反应堆核动力学模型与特性10

2.1.1 集总参数分析方法10

2.1.2 反应堆点堆动力学方程11

2.1.3 反应堆核动力学传递函数13

2.1.4 反应堆频率特性分析18

2.1.5 影响反应堆反应性的主要因素21

2.1.6 反应堆核动力学特性分析22

2.2 核反应堆热动力学模型与特性23

2.2.1 热动力学方程的建立24

2.2.2 反应堆热动力学系统传递函数25

2.2.3 反应堆热动力学特性分析26

2.3 蒸汽发生器动力学模型与特性28

2.3.1 假设28

2.3.2 蒸汽发生器热动力学方程与传递函数28

2.3.3 蒸汽发生器水位特性30

2.4 冷却剂管道动力学模型与特性35

2.5 反应堆及蒸汽发生器进出口混合效应动力学模型与特性36

2.6 核动力一回路系统的传递函数与特性38

2.6.1 一回路系统的内部反馈38

2.6.2 核动力装置系统的耦合机理分析39

第3章 核动力装置稳定性分析41

3.1 动态系统的稳定性41

3.2 核动力系统冷却剂温度反馈回路分析42

3.2.1 温度反馈回路开环特性43

3.2.2 温度反馈回路特性44

3.3 反应堆温度反应性反馈回路分析44

3.3.1 温度反应性反馈回路分析44

3.3.2 压水堆核动力系统的自稳自调特性49

第4章 反应堆功率控制52

4.1 反应堆功率控制原理与方法52

4.1.1 反应堆功率控制原理53

4.1.2 反应堆功率控制的基本方法54

4.1.3 反应堆功率控制系统的基本要求56

4.2 核动力装置的稳态运行方案56

4.2.1 稳态运行方案的概念56

4.2.2 反应堆进、出口平均温度恒定的稳态运行方案57

4.2.3 二回路蒸汽压力恒定的稳态运行方案59

4.2.4 折中方案59

4.2.5 考虑一回路冷却剂流量的控制方案60

4.3 核动力装置的负荷调节方案62

4.3.1 机跟堆的运行方式62

4.3.2 堆跟机的运行方式与负荷调节方案63

4.3.3 快速降功率和紧急停堆的控制65

4.4 反应堆功率控制系统65

4.4.1 反应堆功率控制系统的组成与工作方式65

4.4.2 控制棒驱动机构67

4.4.3 棒控系统70

4.4.4 反应堆功率自动调节装置75

4.4.5 棒位测量与指示系统78

第5章 核动力装置过程控制81

5.1 概述81

5.1.1 核动力装置过程控制系统的功能81

5.1.2 过程控制系统的一般要求81

5.1.3 过程控制系统的组成84

5.2 稳压器压力控制85

5.2.1 稳压器压力控制的基本原理85

5.2.2 船用核动力装置稳压器压力控制系统86

5.3 稳压器水位控制89

5.3.1 水位定值恒定的控制方式89

5.3.2 水位定值变化的控制方式90

5.4 一回路主冷却剂泵控制92

5.4.1 主泵控制系统功能92

5.4.2 系统组成与工作方式93

5.4.3 工作原理93

5.5 一回路辅助系统工艺过程控制97

5.5.1 余热排出过程控制系统97

5.5.2 净化过程控制系统98

5.5.3 安全注射过程控制系统99

5.5.4 补水过程控制系统99

5.5.5 设备冷却水过程控制系统100

5.5.6 应急控制100

5.6 蒸汽发生器水位控制101

5.6.1 概述101

5.6.2 船用蒸汽发生器水位控制系统102

5.7 蒸汽排放控制105

5.7.1 概述105

5.7.2 控制系统组成106

5.7.3 控制系统工作原理107

5.8 主冷凝器水位与过冷度控制108

5.8.1 概述108

5.8.2 主冷凝器水位控制系统108

5.8.3 主凝水过冷度控制系统109

第6章 反应堆安全保护系统111

6.1 概述111

6.1.1 反应堆安全保护系统的功能111

6.1.2 安全保护系统的保护参数112

6.1.3 安全保护系统的保护方式114

6.1.4 安全保护系统的范围及基本结构115

6.1.5 安全保护系统的一般要求116

6.2 反应堆安全保护系统设计准则117

6.2.1 安全保护系统的可靠性117

6.2.2 安全保护系统的设计依据118

6.2.3 安全保护系统的设计准则118

6.3 保护系统设计的典型结构122

6.3.1 单通道安全保护系统122

6.3.2 冗余安全保护系统122

6.3.3 冗余总体符合逻辑安全保护系统123

6.3.4 冗余局部符合逻辑安全保护系统125

6.4 船用压水堆安全保护系统127

6.4.1 保护方式与保护参数127

6.4.2 组成与结构形式128

6.4.3 反应堆超功率保护129

6.4.4 反应堆短周期保护130

6.4.5 冷却剂流量信号处理及断流保护130

6.4.6 反应堆出口超温保护130

6.4.7 低压保护131

6.4.8 保护连锁131

6.5 信号报警装置132

6.5.1 信号报警装置的用途132

6.5.2 对信号报警装置的要求132

6.5.3 船用核动力信号报警装置132

第7章 核动力先进仪表与控制技术134

7.1 概述134

7.1.1 先进I＆C系统的优势135

7.1.2 先进仪控系统的主要硬件技术137

7.1.3 核动力先进I＆C系统中的信息处理技术140

7.2 先进压水堆核电厂控制技术142

7.2.1 先进压水堆核电厂AP1000简介142

7.2.2 AP1000先进压水堆的控制143

7.2.3 AP1000数字化仪表与控制系统145

参考文献152