CN103503076B

CN103503076B - 用于在负荷监控期间操作加压水反应器的方法

Info

Publication number: CN103503076B
Application number: CN201280021327.6A
Authority: CN
Inventors: A·格罗塞特特
Original assignee: Framatome ANP SAS
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: US9905321B2; EP2686851A1; CN103503076A; WO2012123685A1; EP2686851B1; US20160329116A1; FR2972839B1; ES2533056T3; FR2972839A1

Abstract

本发明涉及一种用于操作加压水反应器（100）的方法，所述方法包括下列步骤，测量核反应器的有效功率（Pe）；获取针对所期望功率（Pc）的参考值；获取针对功率增加的估算持续时间（DURATION），以达到所期望目标功率（Pc）的所述参考值，所述估算持续时间（DURATION）对应于功率从所述有效功率（Pe）增加到针对目标功率（Pc）的所述参考值所花费的时间；确定所述多个控制棒（40）中的至少一个控制棒束的参考位置（Z），以便达到针对所述所期望目标功率（Pc）的所述参考值，是所述估算持续时间（DURATION）、所述测量的有效功率（Pe）、以及针对所期望目标功率（Pc）的所述参考值的函数；监测所述至少一个控制棒束的位置，以便将其定位在其参考位置（Z）。

Description

用于在负荷监控期间操作加压水反应器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在负荷跟踪期间操作加压水核反应器的方法。

背景技术

图1示意性地示出了这种加压水核反应器1，以常规方式包括：

-芯部2，划分为上部区域和下部区域，并产生功率，

-蒸汽发生器3，以单个发生器为代表，

-涡轮4，耦接到电力发电机5，以及

-冷凝器6。

反应器1还包括一个配置有泵9的初级回路8，泵9以单个泵为代表，并且其中加压水沿箭头所示的路径循环。具体地，这些水上升到芯部2，以便在其中被加热，同时又保证了芯部2的冷却。该水也保证了减速的功能，或者说使核燃料产生的中子减慢。

初级回路8还包括使得可能调节在初级回路8中循环的水的压力的加压器10。

初级回路8的水还供应到蒸汽发生器3，在蒸汽发生器3处水被冷却，同时确保在次级回路12中循环的水的蒸发。

由发生器3产生的蒸汽通过次级回路12引导到涡轮4，然后到冷凝器6，在冷凝器6处所述蒸汽通过与冷凝器6中循环的冷却水间接热交换而被冷凝。

次级回路12包括冷凝器6的下游、泵13和加热器14。

芯部2包括被装载在容器18中的燃料组件16。图1表示了单个组件16，但是芯部包括多个组件16。

燃料组件16包括核燃料棒，核燃料棒以常规方式由基于锆的合金包层形成，合金包层包围一堆核燃料芯块，芯块是基于氧化铀、或者铀氧化物和钚氧化物的混合物。

反应器2包括控制棒20，也称为控制棒束，用于控制芯部的反应性，控制棒20被布置在容器18内，高于某些组件16，并且能够在芯部内占据多个插入位置。图1中示出单个棒20，但芯部2包括几十个控制棒束20。控制棒20能够通过机构22竖直移动，以便在不同的插入位置上插入到它们悬垂在上的燃料组件16中。

以常规的方式，每个控制棒20包括多个由中子吸收材料制成的控制笔。

因此，燃料组件16内的每个棒20的竖直移动或插入状态，使之可以调节反应器1芯部的反应性，借此允许由芯部2提供的总功率的变化，从零功率上至额定功率（下文中表示为RP）。

这证实是有用的，事实上，特别是在诸如法国的国家，其中80%的电是由核反应器产生的，由反应器提供的总功率变化，以便适应它们供应的电网的需求；因此这被称为电网监控或负荷跟踪。

在负荷跟踪期间，由反应器产生的功率被调节，以便响应于由操作电网的服务预先建立的程序。

由反应器供应的功率的调节是通过操作装置将由中子噬体元素（neutrophageelement）构成的控制棒定位在芯部内不同的插入位置，以便吸收或多或少的中子，和/或通过可选择地调节初级冷却剂中诸如硼的中子吸收化合物的浓度，作为所期望功率和/或来自反应器芯部的仪器的测量的函数。

例如，操作装置由一组电子和电气设备形成，根据仪器链的测量，并且通过比较它们来限制水平，这些设备设计控制棒20移动的顺序和/或由注入水（稀释）或硼（硼化）引起的初级冷却剂中的硼浓度的修改。

操作加压水核反应器的不同模式是已知的。一般来说，该操作包括控制和调节初级冷却剂的最小平均温度T_av和功率（热和中子）分布至最小，并且特别是功率DA的轴向分布，从而避免形成芯部上部区域和下部区域之间的功率不平衡。

这些参数的调节方法作为所使用的不同操作模式的函数而变化。一般来说，平均温度T_av由控制棒20的移动而调节，控制棒20的移动作为诸如涡轮处所期望的功率、冷却剂温度的标准值、和/或可选地通过修改初级冷却剂中的硼浓度的不同参数的函数，这使得可能间接使控制棒20的位置适配到所期望位置，尤其是为了获得所期望功率DA的轴向分布和/或芯部功率快速增加至所期望功率的能力。

用于操作核反应器模式的选择通过考虑下述的事实来确定，即所述控制棒的作用具有即时的效果，然而在溶液中注入硼的效果是相对较慢的。

另外，初级冷却剂的溶液中硼浓度的增加需要硼酸存储和注入装置，并因而增加了附加的设计限制。

因此，往往只使用溶液中硼或水的注入，以修正对反应器的操作反应性的长期影响，换句话说，实质上是氙效应和燃料的老化。

为了满足电网的需求，因此，该反应器的操作优先通过该控制棒的移动来执行。

然而，控制棒的插入以一种不利的方式影响了反应器产生的功率的轴向分布。这可能导致形成芯部中的功率峰值，以及长期来说发展出氙浓度的振荡，这有利于这些功率峰值的增强、以限制性方式介入操作过程中的因素，并且通过修改初级冷却剂中的硼浓度，提出校正援助。

然而在负荷跟踪中，换句话说，日曲线下的功率生产水平，并且甚至在从属模式下，通过远程控制，功率生产的变化使控制动作增加，具有上述不利后果，以重要的方式与控制棒机构接合，并且由于冷却剂稀释和硼化的反复操作，导致大量的废液。

为了解决这些困难，用于操作加压水反应器的方法已经被开发来确定芯部中的控制棒的位置，使得可能限制轴向功率分布的扰动，而且借助于硼的使用，硼浓度被调节，以便主要补偿氙排放和燃料棒老化的影响。

然而，这种操作方法不总是最优的，并且不总是使得可能最小化废液的体积以及控制棒束的移动。另外，废液体积的最小化以及接合控制棒插入机构一直是操作人员的永恒关注。

发明内容

在这方面，本发明致力于解决上述问题，通过使得可能优化反应器芯部中的控制棒束的参考位置，最小化所述棒束的移动，并借此可选的最小化通过在反应器功率变化期间操作初级冷却剂的稀释/硼化而产生的废液的体积。

为此，本发明提出了一种用于操作加压水反应器的方法，所述反应器包括:

-产生功率的芯部；

-多个控制棒束，用于控制所述芯部的反应性，这些棒束能够从高处位置竖直地占据芯部中的多个插入位置；

-装置，用于获取代表芯部操作条件的数量；

所述方法包括下列步骤，包括：

-测量核反应器的有效功率；

-获取针对核反应器的所期望目标功率的参考值；

所述方法的特征在于，还包括下列步骤，包括：

-获取针对功率增加的估算持续时间，以便达到针对所期望目标功率的所述参考值，所述估算持续时间对应于针对功率从所述有效功率增加到针对目标功率的所述参考值所花费的时间；

-确定所述多个控制棒中的至少一个控制棒束的参考位置，以便达到针对所述所期望目标功率的所述参考值，作为所述估算持续时间、所述测量的有效功率、以及针对所述目标功率的所述参考值的函数；

-监测所述至少一个控制棒束的位置，从而将其定位在其参考位置（Z）。

由于本发明，通过考虑氙效应的演变、介入所述负荷跟踪期间的中子噬体元素，就可以优化负荷跟踪期间控制棒的参考位置。所述优化的参考位置的确定是通过考虑代表针对功率增加以达到针对所期望目标功率的参考值的估算持续时间的时间参数。

作为一个例子，保留的参考位置可以给出功率上升期间芯部的最佳性能，换句话说，该位置使控制棒能够发现当达到目标功率时它们处于最佳位置。例如，控制棒在100%额定功率时的最佳位置可以是该控制棒在100%稳定操作时的正常位置（即控制棒的标称位置）。

由于根据本发明的方法，通过稀释和硼化操作的适当管理，同时通过将控制棒的移动唯一地限制在所期望持续时间内功率变化所期望的移动，来减少控制棒的步骤数量，通过减少控制棒的步骤数量，来维持控制棒的移动机构，也可以最小化反应器芯部中的废液体积。

根据另一个特征，该方法包括一个步骤，该步骤包括获取所述功率增加开始的估算时刻，所述估算时刻对应于所述有效功率阶段的结束，并且在确定至少一个控制棒束的参考位置的步骤中被考虑。

根据另一个特征，控制步骤被执行，使得所述至少一个控制棒束最迟在所述功率增加开始时被定位在其参考位置。

根据另一个特征，该方法包括步骤：调节冷却剂中诸如硼的中子噬体元素的浓度，作为所述多个控制棒中的至少一个控制棒束的所述参考位置的函数。调节的意思是指在核反应器的初级冷却剂中减少或增加诸如硼的所述中子噬体元素的浓度（即稀释或硼化）的一个或多个操作。

根据另一个特征，确定所述至少一个控制棒束的所述参考位置的所述步骤是经由实施中子代码的软件装置执行的。中子代码的意思是指周期性地解析扩散方程并在燃料燃耗期间更新芯部的同位素平衡的代码。

根据另一个特征，确定所述至少一个控制棒束的所述参考位置的所述步骤包括：

-确定所述至少一个控制棒束的第一位置的子步骤，该第一位置是所述测量的有效功率和针对目标功率的所述参考值的函数；

-确定未来功率增加期间所述反应器的所述芯部中氙浓度变化的子步骤，所述氙浓度的变化为所述估算持续时间，和/或所述测量的有效功率，和/或针对目标功率的所述参考值的函数；

-确定至少一个控制棒束位置的校正因子的子步骤，所述校正因子是所述氙浓度变化的函数。

-确定至少一个控制棒束的第一位置的子步骤，该第一位置是所述有效的测量功率和针对目标功率的所述参考值的函数；

-确定未来功率增加期间所述反应器的所述芯部中氙浓度变化的子步骤，所述氙浓度的变化是所述估算持续时间，和/或所述测量的有效功率，和/或针对目标功率的所述参考值，和/或功率增加开始的所述估算时刻的函数；

-确定至少一个控制棒束的位置的校正因子的子步骤，该校正因子是氙浓度的所述变化的函数。

附图说明

参照附图，根据下面以指示方式和非限制方式给出的说明，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，其中：

-图1示意性地图示了加压水反应器；

-图2是示意代表图，图示了根据本发明的方法的不同步骤；

-图3图示了确定根据图2所图示的发明的方法的参考位置Z的步骤的第二实施例；

-图4A以示意方式表示了负荷跟踪期间功率的演变以及在该相同负荷跟踪期间氙浓度的演变；

-图4B以示意方式表示了根据现有技术的操作方法，在图4A所示的负荷跟踪期间控制棒的位置演变，以及初级冷却剂的稀释和硼化的开始点演变；

-图4C以示意方式表示了图4B所示的操作方法和根据本发明的操作方法之间，在图4A所示的负荷跟踪期间，控制棒的位置演变的比较，以及初级冷却剂的稀释和硼化速率的演变的比较。

具体实施方式

前面已参照本发明的大致描述介绍了图1。

图2以示意方式示出了根据本发明的优化方法的主要步骤，目标是管理核反应器，特别是加压水反应器。

加压水反应器在图2中由附图标记100以象征的方式表示，并且在前面所示的图1中包括：

-芯部30，包括核燃料组件；

-容器32，包括反应器的芯部30；

-蒸汽发生器（未表示），能够驱动耦接到配电网的交流发电机；

-初级回路31，在闭合回路中将容器32连接到蒸汽发生器的初级侧；

-次级回路（未表示），在闭合回路中将蒸汽发生器的次级侧连接到涡轮。

初级回路31能够保证加压初级冷却剂沿着由箭头指示的路径循环穿过芯部30。初级冷却剂实质上是由水和溶解的硼形成。冷却剂上升到芯部30，与燃料组件接触时变热，借此保证芯部30的冷却。初级冷却剂也供应到蒸汽发生器，通过散发热能而被冷却。次级回路能够保证次级冷却剂的循环，次级冷却剂实质上包括水，所述液体在蒸汽发生器中被初级流体散发的热能蒸发。发生器产生的蒸汽被引导到其驱动的涡轮，然后被引导到冷凝器，在冷凝器中蒸汽通过与冷凝器中循环的冷却水的间接热交换被冷凝。冷凝的蒸汽然后被传送到蒸汽发生器。

耦接到涡轮的交流发电机为电网提供电力，电力可随着电网的需求而变化。反应器100由此被操作，以便通过改变芯部的反应性，永久地将芯部所提供的功率适配为电网所期望的电力。

为了实现该目的，反应器100还包括：

-用于调节溶解在初级冷却剂中的硼的浓度（未表示）的装置，通过将浓缩的硼酸溶液注入到初级液体中，以便向上改变硼的浓度，或者通过注入纯水，以便向下改变硼的浓度；

-控制棒40，用于控制芯部30的反应性，每个棒40能够在芯部30中占据多个插入位置，多个插入位置从高处位置竖直分级；

-用于选择性地将每个控制棒束从上往下插入芯部30的装置，每个控制棒束从上往下插入到一个由该方法所确定的插入位置；

-用于获取代表反应器操作的量的装置，诸如：中子通量，初级回路的冷支路TBF中的初级液体温度、初级回路的热支路TBC中的初级液体温度、控制棒束40的位置。

-用于从表示反应器操作的量中测量芯部的有效功率Pe的装置；

-用于通过人/机接口（未表示）获取由操作人员设定的操作参考的装置。

在图2中示出的根据本发明的操作方法使得可能最小化负荷跟踪期间控制棒40的移动，通过考虑负荷恢复期间氙效应的变化，确定控制棒40的参考位置Z，该方法确定控制棒40的位置，作为返回功率增加的估算持续时间。

根据本发明的方法包括：第一步骤，获取有效功率Pe，如模块81所示。

在如模块82和83分别所示的步骤中，所述获取装置获取针对希望达到的目标功率Pc的参考值，以及对应于反应器功率增加以达到起始于有效功率值Pe的参考值Pc的估算时间间隔的持续时间DURATION。

这些参考值Pc、DURATION是由操作人员在负荷跟踪的编程期间通过人/机接口（未表示）输入的。

操作方法还包括步骤：确定控制棒40的参考位置Z，如模块84所示。控制棒40的位置Z被确定为有效功率Pe的值、参考功率值Pc、反应器功率增加以达到参考值Pc的估算时间间隔DURATION的函数。

根据一种实施例变型，获取装置还获取对应于负荷恢复估算时刻INST的补偿值（即有效功率阶段持续时间的结束时刻）。因此，在本实施例变型中，控制棒40的位置Z的确定将更精确，并且是有效功率Pe的值、参考功率值Pc、反应器功率增加以达到参考值Pc的估算时间间隔DURATION、以及负荷恢复估算时刻INST的函数。

根据本发明方法的第一实施例，确定控制棒40的参考位置Z的步骤84，由存在于核反应器100中的软件装置来执行，该软件装置执行中子计算代码，从代表芯部的材料、几何形状和中子特性，以及芯部的操作条件的数据进行反应器行为的模拟，这些数据连续地表示芯部的3D模型。

作为一个例子，可以引用基于高级节点式3D建模的SMART中子计算代码。芯部中子计算的原理在文件“Methods de calculneutronique de ”（Techniques de I’Ingénieur-B203070-GiovanniB.Bruna and Bernard Guesdon）中被更详细地描述。

执行中子计算代码的这些软件装置使得可能通过迭代计算，从操作人员的输入数据确定控制棒的理想参考位置Z，数据例如是有效功率Pe、希望达到的目标功率的参考值Pc、功率增加的估算持续时间DURATION、以及可选的负荷恢复的估算时刻INST。

作为例子，由软件装置保持的该参考位置Z能够在功率上升期间给出芯部的最佳行为，换句话说，该位置使得当达到目标功率时，控制棒40返回到最佳位置。控制棒40处于100%额定功率处的最佳位置可以是该控制棒处于100%稳定操作时的正常位置（即控制棒的标称位置）。

图3示出了确定控制棒40的参考位置Z的步骤84的实施方式的第二种模式。与前一实施例相比，该实施方式的第二种模式使得可能简化该确定步骤，并且可以不使用中子计算代码。

根据该第二种模式，所述比较装置使得在模块44所示的子步骤中，比较有效功率Pe和针对希望达到的目标功率参考值Pc之间的差值ΔP。

所述操作装置包括与存储装置相关联的软件装置，存储装置包括关联表dZ=f（ΔP），使得可能在模块46所示的步骤中将控制棒的位置dZ限定为功率差值ΔP的函数。在此步骤中确定的位置dZ对应于控制棒的插入位置，使得可能达到针对功率的参考值Pc，而不需要补偿氙效应。

模块45示出了补偿步骤，其中所述软件装置估算氙效应的变化ΔX，作为功率差值ΔP和由操作人员输入的功率变化的估算持续时间DURATION的函数。

根据一个有利的实施例，在功率变化期间的这种氙变化ΔX的估算与变化的持续时间DURATION和功率变化的幅度成比例，并可通过以下关系来表达：

ΔX=Ax(DURATION×ΔP)

其中，

-ΔX是氙效应的变化，以pcm（十万）表达；

-A是比例系数，以pcm/（小时x%RP）表达；

-DURATION是功率变化的估算持续时间，以小时表达；

-ΔP是功率差值，以%RP表达。

然而，氙变化的估算并不局限于线性模型，并且可以借助于更复杂的计算模型来实现，对带有持续时间DURATION以及功率差值ΔP的氙变化ΔX的线性的不准确性进行考虑。

根据一种实施例变型，氙变化的估算还可以是负载恢复的估算时刻INST的函数，从而更精确地估算氙变化。

因此，在功率上升或下降期间的氙变化ΔX格外重要，因为这种变化的持续时间是相当长的（到目前为止，该变化的持续时间通常低于7小时）。这还针对功率变化进行了考虑，为了达到参考功率Pc，其中功率变化的时间间隔大于一个小时，特别是针对功率返回，反应器芯部中的氙演变继而变得显著。

图4A的图所示的氙浓度曲线61表示，氙效应出现于负荷下降开始时，并在较低功率阶段期间持续变化。

因此，这种估算的氙效应变化ΔX，在分配给功率变化的时间间隔DURATION期间，使得可能通过添加校正因子dZc来补偿作为功率差值ΔP的函数的位置dZ，dZc在模块48所示的步骤中由下列关系来确定：

dZc=f{ΔX）

其中f是递增函数。

然后，在模块47所示的步骤中，控制棒的参考位置Z由位置dZ和校正因子dZc的组合来确定。

因此，在该第二实施例中，不需要具有可用的软件装置来执行SMART型中子代码，用以确定最佳的参考位置Z，使得可能最小化控制棒束的移动。

一旦控制棒的参考位置Z已被确定，控制棒在其参考位置Z的位置控制和调节通过已知的操作模式以常规方式执行，通过另一控制装置可选择地补偿棒的移动，用以控制反应性，例如在初级冷却剂中通过稀释/硼化操作，改变诸如硼的中子吸收化合物的浓度。

取决于所使用的操作模式，将使用硼或水的注入，和/或其它控制棒束或多或少吸收中子的使用，将被以策略性的方式定位在芯部中。

例如，可以的话，通过利用了氙浓度的变化，而不是通过稀释/硼化操作，控制棒束返回到它们的参考位置是有利的。作为例子，如果参考位置对应于比随着负荷下降时棒束到达的位置抽出更多的位置，通过补偿氙浓度的增加，棒束被留下以抽出，然后只有当棒束已经返回到其参考位置时，稀释操作才开始。

图4B和4C所表示的图示出了，与确定控制棒位置Z时未考虑氙效应的操作方法相比，在负荷跟踪中加压水核反应器的操作的优化。

更具体地，图4B示出了，根据现有技术的方法，在图4A所表示的负荷跟踪示例期间，控制棒的位置演变（曲线60）以及初级冷却剂的稀释和硼化速率的演变。

阴影区域62和63分别表示在图4A的负荷跟踪期间使用的稀释水的体积和硼化硼的体积。

图4C表示了，在图4A所示的负荷跟踪期间，使用根据本发明的操作方法，控制棒的位置演变（曲线50）以及初级冷却剂的稀释和硼化速率的演变。

图4C还通过比较的方式表示了，控制棒的位置演变（曲线60）以及图4B所示的初级冷却剂的稀释和硼化速率的演变。

阴影区域52、53A和53B分别表示在图4A的负荷跟踪期间使用的稀释水的体积和硼化硼的体积。

作为示例在图4A中示出的负荷跟踪是如下负荷跟踪，其中在一段相对长的时间内，约为10小时，在负荷恢复（区域D）升到返回区域E表示的额定功率之前，负荷下降（区域B）是从处于100%额定功率RP（区域A）的上部阶段降到相当于50%RP的下部阶段（区域C）。

功率变化、功率下降和功率上升是相对久的，约两小时，进展的速率约为每分钟0.5%额定功率。通常，功率变化的进展速率小于或等于每分钟1%额定功率。

在图4C中，粗实线的轮廓线50示意性地示出了位于核反应器的容器中的控制棒位置Z的演变示例，由根据本发明的方法所确定。相比之下，在图4B中的实线轮廓线60，并且图4C中用点线表示，示意性地示出了控制棒的位置Z的演变，由根据现有技术的操作模式，不考虑负荷跟踪期间氙效应的变化所确定。

因此，自负荷下降起介入的氙效应（中子噬体元素）的增长由图4A中的曲线61表示，通过在负荷下降期间更少插入控制棒40到反应器100的芯部30中而得到补偿。在负荷下降期间（区域B），由参考位置Z确定的控制棒40的更少插入允许操作人员通过降低注入水（阴影区域52）的体积降低硼的稀释率，或甚至不稀释。

由于本发明，在负荷下降期间，相比于由阴影区域62表示的稀释水的体积，控制棒40的更少插入使得可能降低阴影区域52表示的稀释水的体积，因此限制了废液的体积。

在负荷恢复期间（区域D），控制棒的上升更少，该负荷恢复期间的氙变化由棒的这种更少插入而得到补偿，这就能够在负荷恢复期间停止硼化流速，换句话说，在功率从50%上升至100%RP的期间，如图4C所示的区域D水平处。因此，在负荷恢复期间，相比于使用已知操作方法注入的硼体积（图4B），根据本发明的方法使得能够降低注入到初级冷却剂中的硼的体积。

此外，控制棒的插入更少，根据本发明的方法使得能够减少负荷跟踪期间必要的步骤数量，特别是在上部区域和下部区域之间。该方法因此使得能够减小控制棒移动机构上的负荷。

因此，根据本发明的方法使得能够优化控制棒插入到芯部，以减小不同位置之间的步骤数量，使得可能在反应器的服务年限期间保持每个控制棒束的移动装置。

控制棒束插入到由根据本发明的方法确定的参考位置Z，还使得能够在控制棒上升期间控制对应于能够由所述芯部30产生的功率的功率上升容量。

该方法可直接应用于本领域技术人员已知的不同操作模式，即通常命名为模式A、模式G、模式X和模式T的操作模式。

本领域技术人员已知的操作模式G考虑到，在确定控制棒插入位置期间，通过移除控制棒快速恢复到100%额定功率的可能性。

为了做到这一点，操作模式G控制两种类型的具有不同的中子吸收率的控制棒束。一个棒束具有作为功率水平的函数的插入位置，，并且保证了快速返回到额定功率RP的可能性。术语“快速”的意思是指足够快速的负荷恢复，以使氙浓度的变化为微小量，换句话说具有通常包括3%和5%RP/min之间的进展速率的负荷恢复。另一个控制棒束较重，专用于控制反应器的平均温度T_av，并间接通过稀释和硼化操作以控制轴向分布DA。

操作模式X和T是高级操作模式，考虑到在控制棒定位时的功率上升容量P_max。

功率上升容量P_max是指功率快速上升的可能性，换句话说，具有通常包括在2%和5%RP/min之间的从降低的功率至高功率（参考值Pmax）的进展速率，由操作人员在负荷跟踪编程期间预先定义。

因此，对于功率变化，特别是对于慢速功率返回，通常超过一小时，控制棒插入位置的管理不是最佳的，因为没有考虑氙效应的变化。

根据本发明的方法使得可能考虑功率上升期间氙的这种变化，借此使得可能在“慢”负荷跟踪期间优化控制棒插入到反应器的芯部中。

因此，根据本发明的应用于操作模式G、T和X的方法，使得可能通过更少地插入不同控制棒束到反应器芯部中而改进所述模式，借此限制了为补偿冷却剂中氙浓度所必需的将硼或水注入到初级液体中的使用。

根据本发明的该方法也可应用到称为模式A的操作模式中，包括控制和调节温度T_av和功率的轴向分布DA。

操作模式A是最简单的模式，用于在负荷跟踪期间操作核反应器。当涡轮的负荷下降时，控制棒被插入到芯部中，以限制芯部的功率，并借此避免初级冷却回路的温度上升。在此操作模式中，控制棒向下插入到下限水平，下限水平限定了功率轴向分布DA的混乱的可接受极限。当希望进一步减小功率时，接着将硼注入到初级冷却剂中，以增加其浓度，并伴随初级功率的下降。在功率上升的情况下，硼浓度的降低是通过注入水进行稀释而执行的。

然而，硼的注入和稀释具有动作上受到限制的速度，这样就不能进行快速或大幅度的功率变化。

因此，根据本发明的应用于操作模式A的方法，借此使得可能知道可以进行负荷恢复而不需要注入水（即没有稀释）的进展速率。事实上，如果根据本发明的方法确定的参考位置在允许极限的范围内，则可以使用进展速率来进行负荷恢复，进展速率为功率变化的所选择持续时间的函数。如果另外一方面，根据本发明的方法确定的参考位置不在允许极限的范围内，则有可能推断出与冷却剂稀释速率相关联的进展速率，使得可能保持在允许极限的范围内。

显然，本发明并不局限于实施例和已经描述的操作模式。根据本发明的方法可应用于本领域技术人员已知的所有类型的操作模式，而不仅限于本申请中所述的操作模式。

根据所使用的操作模式，如果核反应器包括多个控制棒束，它们具有不同的中子吸收特性，比如特别是在操作模式G、X和T中，根据本发明的方法考虑到氙浓度变化ΔX，所确定的参考位置Z，可以应用于至少一个控制棒束。

根据本发明的方法也适用于通过使用预先插入的控制棒束限制废液体积的操作模式。在此操作模式中，插入的棒束使得可能在负荷跟踪期间通过抽出插入的棒束来吸收氙效应（增加浓度）。根据本发明的方法应用到该工作模式使得可能改善和优化预先插入的棒束的放置，以最小化该移动。

根据本发明的方法已经被具体描述，这是将反应器功率增加的估算时间间隔作为估算的持续时间进行考虑，以达到开始于有效值的参考值；然而，根据本发明的方法也可以通过考虑负荷恢复的估算时刻而应用，换句话说是功率增加前处于有效功率阶段的估算持续时间的终点，这使得可能进一步优化控制棒的参考位置Z。

根据本发明的方法已经被具体地描述，这是将反应器功率变化的估算时间间隔作为估算的持续时间，以达到开始于有效值的参考值；然而，根据本发明的方法也可以通过将功率增加的时间间隔的估算持续时间替代为反应器功率增加的斜率而应用，以达到开始于有效值的参考值，参考值例如以%/min表达。

Claims

1.一种用于操作加压水核反应器(100)的方法，所述反应器包括：

-产生功率的芯部(30)；

-多个控制棒束(40)，用于控制所述芯部(30)的反应性，所述控制棒束能够从高处位置竖直分级地在所述芯部(30)中占据多个插入位置；

-用于获取代表所述芯部的操作条件的量的装置；

所述方法包括下列步骤，包括：

-测量所述核反应器的有效功率(Pe)；

-获取针对所述核反应器(100)的所期望目标功率(Pc)的参考值；

所述方法的特征在于，它还包括下列步骤，包括：

-获取功率增加的估算持续时间(DURATION)，以达到针对所述所期望目标功率(Pc)的所述参考值，所述估算持续时间(DURATION)对应于功率从所述有效功率(Pe)增加到针对所述目标功率(Pc)的所述参考值所花费的时间；

-确定所述多个控制棒(40)中的至少一个控制棒束的参考位置(Z)，以达到作为所述估算持续时间(DURATION)、所述测量的有效功率(Pe)、以及针对所述目标功率(Pc)的所述参考值的函数的针对所述所期望目标功率(Pc)的所述参考值；

-监测所述至少一个控制棒束的位置，从而将其定位在其参考位置(Z)。

2.根据权利要求1所述的用于操作加压水核反应器(100)的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：获取所述功率增加开始的估算时刻(INST)，所述估算时刻(INST)对应于所述有效功率(Pe)阶段的结束，并且在确定至少一个控制棒束的所述参考位置(Z)的步骤中予以考虑。

3.根据权利要求2所述的用于操作加压水核反应器(100)的方法，其特征在于，所述控制步骤被执行，从而使得所述至少一个控制棒束最迟在所述功率增加开始时被定位在其参考位置(Z)处。

4.根据权利要求1所述的用于操作加压水核反应器(100)的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：通过所述核反应器(100)的初级冷却剂的稀释和/或硼化的操作，调节所述冷却剂中的中子噬体元素的浓度，所述浓度是所述多个控制棒(40)中的至少一个控制棒束的所述参考位置(Z)的函数。

5.根据权利要求4所述的用于操作加压水核反应器(100)的方法，其特征在于，所述中子噬体元素是硼。

6.根据权利要求1至5之一所述的用于操作加压水核反应器(100)的方法，其特征在于，所述确定所述至少一个控制棒束的所述参考位置(Z)的步骤是通过实施中子代码的软件装置执行的。

7.根据权利要求1至5之一所述的用于操作加压水核反应器(100)的方法，其特征在于，所述确定所述至少一个控制棒束的所述参考位置(Z)的步骤包括：

-确定所述至少一个控制棒束的第一位置(dZ)的子步骤，所述第一位置是所述测量的有效功率(Pe)和针对所述目标功率(Pc)的所述参考值的函数；

-确定未来功率增加期间所述反应器的所述芯部中氙浓度变化(ΔX)的子步骤，所述氙浓度的变化(ΔX)是所述估算持续时间(DURATION)，和/或所述测量的有效功率(Pe)，和/或针对所述目标功率(Pc)的所述参考值的函数；

-确定至少一个控制棒束位置的校正因子(dZc)的子步骤，所述校正因子是所述氙浓度的变化的函数。

8.根据权利要求2至5之一所述的用于操作加压水核反应器(100)的方法，其特征在于，所述确定所述至少一个控制棒束的所述参考位置(Z)的步骤包括：

-确定至少一个控制棒束的第一位置(dZ)的子步骤，所述第一位置是所述测量的有效功率(Pe)和针对所述目标功率(Pc)的所述参考值的函数；

-确定未来功率增加期间所述反应器的所述芯部中氙浓度变化(ΔX)的子步骤，所述氙浓度的变化(ΔX)是所述估算持续时间(DURATION)，和/或所述测量的有效功率(Pe)，和/或针对所述目标功率(Pc)的所述参考值，和/或所述功率增加开始的所述估算时刻(INST)的函数；

-确定至少一个控制棒束位置的校正因子(dZc)的子步骤，所述校正因子是所述氙浓度变化的函数。