加速器驱动次临界（ADS）系统包括一个高功率质子加速器、一个散裂靶和一个次临界反应堆。ADS系统可用于核废料的安全处理和再生利用,例如:将核废料中的长寿命高放射性核素嬗变成为短寿命核素或稳定元素;也可用于核裂变能发电;还可以通过辐照地球上含量丰富的元素生产出可裂变材料,供临界或者次临界系统使用。作为十二五国家重大科学基础设施研究项目之一,加速器驱动嬗变研究装置（Ci ADS）是一个兆瓦级的高功率ADS装置。由于世界上尚未有建成的兆瓦级ADS装置,在Ci ADS装置的建设过程中还有许多关键技术需要解决。本论文研究Ci ADS装置次临界反应堆的功率控制技术,由于次临界堆内没有控制棒,本论文研究通过调节质子加速器束流强度来控制次临界堆功率的技术。本论文的研究工作包括如下三部分。首先本论文详细地提出了基于束流强度调节的次临界堆功率控制方案。该方案中的束流强度调节是通过在质子加速器的低能束流传输线（LEBT）上使用一个可调光阑装置阻挡质子束的粒子来完成。该可调光阑装置包含两个圆柱形旋转体,每个旋转体是一个带有一系列半月形凹槽的圆柱体。当圆柱体从方位角0°旋转至190°时,半月形槽的直径（即:可调光圈孔径大小）从0 mm持续增加至40 mm,两个半圆组成一个圆形孔。通过比较次临界堆功率的设定值和测量值,使用比例-积分-微分（PID）控制器根据偏差值来调整所需的可调光圈孔径大小。为了评估所提出的堆功率控制方法,以含外源的点堆动力学为基础构建了Ci ADS装置的次临界堆动力学模型。对于次临界堆动力学模型中需要的中子学参数,利用蒙特卡罗程序FLUKA和Open MC通过外耦合的方式进行了Ci ADS装置里加速器、散裂靶、次临界堆耦合稳定运行的仿真研究。在仿真计算中,利用束流能量为250 Me V和束流强度为10 m A的质子束流轰击铅铋散裂靶,铅铋靶位于铅铋冷却的次临界反应堆中心。然后,根据蒙特卡罗程序计算得到的中子学参数,仿真研究了基于束流强度调节的次临界堆功率控制系统。研究结果表明,通过调整可调光阑的孔径大小（即:调整束流强度）可以稳定地控制次临界堆功率。堆功率调节的响应时间主要取决于束流强度的调节时间。最后,根据提出的堆功率控制方案和仿真结果,在分布式控制系统（DCS）中实现了次临界堆功率的自动和手动控制功能。在自动控制功能中,堆功率的测量值被发送到DCS系统的输入模块,并与设定值进行比较。然后,通过PID控制器计算得到可调光阑孔径大小新的调节值,并将该值发送到可调光阑装置的驱动电机系统。此外,还可以通过在控制室手动设置孔径大小来调整次临界堆功率。