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核电厂仪表与控制思考题
一、核电厂仪表与控制系统概述
1、压水堆核电厂主要有哪些测量系统和控制系统?
测量系统:核仪表系统、堆芯中子注量率测量系统、反应堆堆芯温
度测量系统、反应堆堆芯水位测量系统、控制棒棒位测量系统、汽轮
机监测系统、电厂辐射监测系统以及压力测量系统、硼浓度测量系统、
机械位移、转速和振动测量系统等控制系统:反应堆功率调节系统、
冷却剂平均温度调节系统、化学和容积控制系统、汽轮机调节系统、
蒸汽旁路排放控制系统、稳压器压力调节系统、稳压器水位调节系统、
蒸汽发生器水位调节系统、给水流量调节系统、发电机励磁调节系统
和除氧器调节系统等
2、压水堆核电厂仪表与控制系统的主要功能是什么?
系统的功能:监视功能、控制功能、保护功能
3、压水堆核电厂仪表和控制系统的工作特点有哪些?
(1)传感器工作环境恶劣:工作环境中子注量率高、温度压力高、
安装空间狭小、要求抗震;(2)设置有安全系统:为保护反应堆安全
设置有一系列专设安全系统(例:反应堆保护系统、安全注射系统、
安全壳隔离系统、安全壳喷淋系统)必要时启动专设安全设施,保护
堆芯安全;(3)核测量仪表的特殊性:a.核探测器输出信号幅值低,
现
场干扰大,常需采用一些特殊措施以提高信噪比;b.多数探测器
都有很高的内阻,可以把他看成一个电流源。要求电路具有高的输入
阻抗;c.要测量的中子注量率范围宽,用一种探测器和测量电路难于满
足要求,需采用多种探测器;d.信号电缆长,工作环境恶劣,要求具
有耐高温、抗辐照、抗干扰、低噪声和高绝缘特性;
4、压水堆核电厂仪控系统的设备在安全重要性上分哪些级?哪些
属于安全级设备?
安全级设备;是完成反应堆安全停堆、安全壳隔离、堆芯冷却以
及从安全壳核反应堆排出热量所必须的,或是防止放射性物质向环境
过量排放所必须的
安全有关的设备;在实现或保持核电厂安全方面起补充、支持或
间接地作用
非安全重要设备。在实现或保持核电厂安全方面无明显作用
二、自动控制与调节基本知识
1、什么是开环控制系统?其优缺点是什么?
开环控制系统:系统的输出量与输入量之间不存在反馈。优点是装
置简单、成本低、调节快;缺点是调节精度低,抗干扰能力差。
2、什么是闭环控制系统?其优缺点是什么?
闭环控制系统:凡是系统输出量对控制系统作用能有直接影响的
系统,都叫做闭环控制系统。优点是控制精度高,抗干扰能力强;缺
点是系统较为复杂,成本高,可能存在振荡现象。
3、请画出闭环控制系统的方框图,并说明其工作原理。
闭环控制系统受到两种输入信号的作用,即有用信号和干扰信号
的作用。有用输入信号决定系统被控制量的变化规律,扰动信号可以
作用于系统的任何部位。扰动信号是使被控制量偏离其给定值的信号,
它是难以避免且有害的。
4、知道传递函数的定义,掌握方框图的连接和运算。
线性定常系统的传递函数,定义为初始条件为零时,系统输出量
的拉氏变换与输入量的拉式变化之比。
方框图的构成:环节、信号线、分支点、相加点
方框图的连接:串联:串联后的等效传递函数等于各传递函数的
乘积;并联:并联
后的等效传递函数等于各传递函数的代数和;反馈连接:闭环传
递函数=(前向传递函数/(1+-开环传递函数))
5、控制系统主要的动态品质指标有哪些?各表示什么物理含义?
最大动态偏差:指被控参数偏离给定值1的最大值,也是过渡过
程第一个波峰值超调量:第一个波峰值与稳态值之比,以百分数的形
式给出
调节时间:指响应曲线从输入信号开始,到最后进入偏离给定值
的误差为5%范围内,并且不再越出这个范围的时间
衰减比:表示振荡过程衰减的程度,等于相邻两个同向波峰之比
衰减率:衡量振荡过程衰减程度的一个动态指标,指经过一个周
期后,波峰幅度衰减的百分数
6、什么是有静差系统和无静差系统?什么是瞬态响应和稳态响应?
系统的时间响应结束后,被控制参数的稳态值与给定值之间存在
偏差,称为有静差系统,反之是无静差系统
瞬态响应:指系统从初始状态到最终状态的响应过程
稳态响应:指当时间趋于无穷大时,系统的输出状态
7、什么是简单控制系统?对控制系统的基本要求有哪些?
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