熔盐堆回路伴热保温模块自适应PID控制系统设计
2021-12-10李劲涛
仪器仪表用户 2021年12期
李劲涛,贾 祥,后 接
(1.中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800;2.中国科学院大学,北京 100049)
0 引言
熔盐堆是第四代先进反应堆候选堆型中唯一的液态燃料反应堆,其中冷却剂使用的是高温熔融态的混合氟化盐[1]。高温熔盐在通过回路管道和阀门时会在不同程度上面临着冻堵的风险[2],需要用到伴热技术来让熔盐保持在熔融状态,并对回路管道进行保温,减少热量损失[3]。
目前,市场上的管线仪表的伴热保温主要有蒸汽伴热、热水伴热和电伴热3种方式[4],其中电伴热系统比较简单,温度梯度小,热稳定时间长,适合长期使用[5]。
在熔盐堆冷却剂回路中,伴热保温模块是至关重要的组成部分,它为熔盐的循环流动提供必要条件。同时,从安全角度出发,升温过快带来的应力变化容易引发安全事故,并对设备的使用寿命产生不利因素,因此对电伴热加热控制提出以下要求:升温速率要保持在10℃/h~30℃/h,并且超调量不能超过各个模块的保护温度。工业常用的电加热方式有恒定功率加热、PID控制加热、分段PID控制[6]。恒定功率加热方式的实现简单,对设备精度要求不高,但是无法适应加热目标变化的需求;PID控制的算法简单,具有更好的适应性、稳定性,但是在加热过程中存在加热速率衰减的阶段,无法满足加热速率的要求;分段式PID可以改变不同阶段的控制参数,进一步满足加热速率的要求,但也无法彻底解决加热速率衰减的问题。本文在分析TMSR-LF1冷却剂回路伴热保温模块控制系统的基础上,提出以加热速率为控制参数的自适应PID控制方法,实现控制参数在线整定。……
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