考虑到控制机柜性能和控制软件安全分析，压水堆核电厂控制系统设计中基于偏安全设计的原则对大量控制回路进行了简化和解耦处理，如对复杂测量过程进行化简、对多变量控制系统进行硬耦合，影响了动态过程的测量和控制能力，导致机组快速变负荷过程中受到堆芯过冷、蒸汽发生器水位偏差大等多个问题制约，负荷升降速率低于设计值，且多次出现甩负荷、停机、停堆等意外事件。据统计，核电机组调试、运行期间70%以上的非计划停机停堆意外事件发生在机组启停、降功率等快速变负荷过程。本项目对二代和三代压水堆机组快速变负荷过程进行分析，确定快速变负荷过程起始阶段虚假水位、高负荷阶段控制耦合、低负荷阶段给水流量失配是影响机组快速变负荷能力的关键因素，开发了基于微过热策略的控制保护解耦技术、基于阀门特性的水位控制动态修正优化技术、基于传热分布和含汽率计算的水位计算技术，使高负荷阶段快速变负荷能力从1 % FP /min提升到5 % FP /min、低负荷阶段快速变负荷能力从0.1 % FP /min提升到0.5 % FP /min，并显著降低了意外事件发生。

本项目首次开发了适用于蒸汽发生器的全工况工质物性参数库（即随温度、压力变化的工质密度和比焓），为定性分析工质能量、质量及动量的变化即模型解算提供实时数据支撑。本项目首次提出了传热系数分布的实时计算方法，完成包括一回路侧单相对流传热、二回路侧过冷段单相对流传热和二回路侧沸腾段两相沸腾传热的将蒸汽发生器内的传热过程计算；首次开发了二回路侧工质气含率的实时估计方法，通过对二回路侧沸腾段机理模型解算，确定每个控制体工质物性参数，利用热力学气含率逼近质量气含率（干度）实现了二回路侧工质气含率的实时估计。本项目首次实现了基于分布参数模型的二回路工质气含率分布、二回路工质汽化起始高度、再循环水质量流量、一二次侧对流传热系数分布、倒U型管金属壁温度分布、循环倍率参数实时计算，提升了冷却剂出口温度、主蒸汽质量流量、温度和压力与实测值吻合度。

推广前景：本项目将适用于三代新建电厂的调试启动中控制系统的验证，以及在役电厂中DCS改造或换型后的再验证(第一批数字化的核电厂已经开始做大规模改造计划)，前景非常广阔。

存在问题：

目前高功率下基于微过热的控制策略优化是在堆芯结构不变的情况下以修正的方式进行优化，未从根本上解决堆芯控制的问题，后续应对堆芯状态进行优化，从本质上提升机组的快速变负荷性能。

本项目成果已成功应用于国内二代和三代机组启动和日常运维，成果转化效益明显。

ü 新建二代核电机组应用：本技术已在中广核集团阳江核电厂一期，中广核集团红沿河核电厂一期、中广核集团宁德核电厂一期、中广核集团防城港核电厂一期、中核集团昌江核电厂(合同)、中核集团福清核电厂(合同)完成应用，其中阳江核电厂5号机为国内首台通过大量设计改进达到三代机组安全水平的二代机组，并首次使用了国产化DCS系统，应用本项目后实现启动阶段无非计划停机停堆事件，控制系统试验全部一次成功；

ü 新建三代核电机组应用：本技术已在引进三代机组台山核电厂一期完成应用(研发依托，合同)，保障了1号机作为全球首台EPR机组实现商运；已完成国产化三代机组华龙一号的应用准备(模型和硬件已研发完成)；

ü 在役核电机组应用：本技术已在大亚湾核电厂1、2号机组数字化升级改造项目（30年大修DCS改造，合同）得到应用。

设计公司拥有工程咨询(核电、火电、建筑)甲级资质证书、工程设计甲级资质证书(包括电力行业(火力发电(核电))甲级和核工业行业(反应堆工程(含核电站反应堆))甲级)，通过了GB/T19001-2000idtISO9001:2000 质量管理体系认证，并获得深圳市科技局颁发的高新技术企业认定证书。设计公司定位于核电专业总体设计院，主要业务领域集中在核电工程咨询、工程设计及在建核电工程和投1 栾振华 男 1983.10 正高级工程师 本科 中广核工程有限公司 总负责 2 凌君 男 1985.03 高级工程师 硕士 中广核工程有限公司 故障诊断研究 3 刘鹏 男 1989.04 工程师 本科 中广核工程有限公司 应用测试 4 赵云涛 男 1984.12 高级工程师 本科 中广核工程有限公司 堆芯影响研究 5 袁景淇 男 1959.10 教授 博士 上海交通大学 水位控制研究 6 刘道光 男 1984.10 高级工程师 硕士 浙江大学 负荷跟踪研究 7 8

社会效益：本成果的应用推广对核电厂复杂控制系统性能验证、核电厂瞬态运行分析和风险控制水平的提升、对核电机组首次启动和改造后启动安全性的提升、对华龙一号机组启动和在役机组的改造和验证具有重要的推广意义，为核电机组走出去提供了保障。

经济效益：在应用本技术之前，应用数字化仪控系统的田湾核电厂和岭澳核电厂首次启动都有3次以上意外停堆事件，在应用本技术后，提升了控制系统性能，提高了启动过程一次成功率，将停堆事件降到一次及以下并连续保持4台机组无停堆事件，实现直接经济效益(销售合同额)9200万元,实现单台机组间接经济效益超过2064万元，累计间接经济效益超过5.44亿元。

该项目可通过技术授权、合作开发等方式进行转化。