姜庆丰，曾文杰，谢金森，朱伟聪

(南华大学 核科学技术学院，湖南 衡阳 421001)

堆芯功率控制系统的设计技术是核反应堆控制、运行的重要课题。多节点堆芯建模方法是在反应堆点堆建模方法的基础上形成的。利用该方法所建立的多节点模型可用于堆芯功率控制系统的设计研究。多节点堆芯建模方法已受到研究者们的广泛关注，并被积极用于堆芯功率控制系统设计研究。例如，为研究模块式球床高温气冷堆堆芯控制系统特性，Dong等人[1]建立了十节点堆芯数学模型。为搭建AP1000机械补偿控制的Matlab/Simulink仿真平台，Wang等人[2]建立了堆芯多节点模型。为利用LQG/LTR(Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery)控制设计堆芯功率控制系统，Li[3]建立了堆芯双节点模型。

液态熔盐堆中，主泵驱动燃料熔盐在主回路系统中流动，采用控制棒控制堆芯功率。杜尚勉等人[4]基于堆芯线性化模型，采用LQG/LTR设计液态熔盐堆堆芯功率控制系统。本文基于熔盐实验堆MSRE(Molten salt reactor experiment)的实验测量数据[5,6]，采用多节点堆芯建模方法，建立MSRE的九节点堆芯模型。在此模型基础上，为实现MSRE堆芯功率控制，以PID(Proportional-Integral-Derivative)控制技术设计堆芯功率控制系统，开展堆芯反应性扰动等工况下的控制仿真，并将多节点模型下的仿真结果与点堆模型下的结果进行比较和分析。

1 堆芯多节点模型

熔盐实验堆堆芯活化区由正方形结构的石墨组件构成，两个石墨块之间的凹槽形成了熔盐燃料流动通道[7]。将熔盐实验堆MSRE堆芯划分为9个节点区域，如图1所示[6]。采用微分方程组描述所有区域内相应的状态变量，考虑到堆芯燃料的流动特性，引入时间延迟项，建立堆芯多节点模型。……