CN108172312B - 核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及百万千瓦级核电站的核仪表系统的技术领域，提出了一种核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法。通过在反应堆循环期内，执行氙振荡试验(获取一次全堆芯通量图数据和至少4组部份通量图数据，对数据进行加工处理)获取堆外核仪表系统功率量程的各个测量通道调节堆芯轴向功率偏移的功率量程校准系数α，然后在该氙振荡试验后直至下一次氙振荡试验期间的所有循环都采用与最近一次次氙振荡试验相同的系数α，并根据该系数α对仪表系统各个测量通道的参数K_U、参数K_L进行更新。如此设置，能够减少进行部分通量图测量的次数，从而减少氙振荡试验对核电机组的扰动和降低核电机组被迫提前停堆的几率。

Description

核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法

技术领域

本发明涉及百万千瓦级核电站的核仪表系统的技术领域，特别是涉及一种核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法。

背景技术

核电厂堆外核仪表系统(以下简称：RPN)功率量程可以在线监测轴向功率偏差(以下简称：△I)和核功率。通常情况下，每次换料之后和每90有效功率天执行在氙振荡期间的全堆芯通量图测量。正常情况下，RPN系统△I指示精度通过该定期试验校准可以保证与离线堆内核测量系统(RIC)测量的基准△I偏差在允许范围内(一般规定轴向功率偏差范围为3％FP，核功率偏差允许范围为5％FP)。

传统氙振荡试验方法校准ΔI是通过测量1个全堆芯通量图和6个部分通量图获得7组不同堆芯状态下的测量数据，并通过最小二乘法求解拟合方程，获得功率量程校准系数，使得RPN指示的ΔI与RIC系统通量图测量结果一致的。而当RPN探头老化后，需要频繁执行氙振荡试验进行校准ΔI(最短间隔仅为4天)，在寿期末硼浓度较低时，如果按照传统监测方法频繁对堆芯执行氙振荡试验将给机组引入很大的扰动和风险，机组很难控制，且存在ΔI指示偏差无法通过正常的氙振荡试验修正而导致机组被迫提前停堆的情况，而核电机组被迫停堆一方面将给多个重要设备带来冲击，另一方面，停堆维修一次将至少损失3000万人民币及弃料处理带来的巨大直接经济损失。

发明内容

基于此，提供一种能够减少进行部分通量图测量的核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法，以此减少氙振荡试验对核电机组的扰动和降低核电机组被迫提前停堆的几率。

一种核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法，包括：

在反应堆循环期内，执行氙振荡试验，以获取堆外核仪表系统功率量程的各个测量通道的α系数；其中，所述α系数为调节堆芯轴向功率偏移的功率量程校准系数；

执行堆芯通量图测量，并根据最近一次获得的α系数，参考下式对仪表系统各个测量通道的K_U参数、K_L参数进行更新：

W_in＝K_U×I_{U_in}+K_L×I_{L_in}；

△I_in＝α(K_U×I_{U_in}-K_L×I_{L_in})；

其中，堆芯功率W_in、堆内上部电流值I_{U_in}、堆内下部电流值I_{L_in}以及轴向功率偏差△I_in由堆芯通量图测量获得；K_U参数为用于调节堆芯上部功率分布的功率量程校准系数，K_L参数为用于调节堆芯下部功率分布的功率量程系数；

堆外核仪表系统根据所述最近一次获得的α系数、更新后的K_U参数、K_L参数参照下式获得轴向功率偏差△I_ex：

△I_ex＝α(K_U×I_{U_ex}-K_L×I_{L_ex})；

其中，堆外上部电流值I_{U_ex}和堆外下部电流值I_{L_ex}均为堆外探测器的测量值。

在其中一个实施例中，在换料后寿期初首次满功率工况下，执行一次氙振荡试验，将获得的各个测量通道的α系数用于反应堆的整个寿期内。

在其中一个实施例中，在反应堆循环期内，执行一次氙振荡试验，将获得的各个测量通道的α系数用于反应堆的剩余寿期。

在其中一个实施例中，根据设定的时间间隔，执行两次以及两次以上的氙振荡试验，将每次氙振荡试验获得的各个测量通道的α系数用于直到下次氙振荡试验之间的间隙。

在其中一个实施例中，所述设定的时间间隔为30至90天。

在其中一个实施例中，在两个以及两个以上的平衡循环内，在后的平衡循环内各个时期采用的α系数分别与在前的任意一个平衡循环内在相同时期采用的α系数相同。

在其中一个实施例中，在后的平衡循环内各个时期采用的α系数与在前的任意一个平衡循环内的任意一个时期采用的α系数相同。

在其中一个实施例中，在反应堆处于稳定运行状态达到氙平衡后执行氙振荡试验。

在其中一个实施例中，在氙振荡试验前的至少2小时内，使系统满足：

温度调节棒组R位于对应燃耗下调节带中点±6步，R棒棒位变化小于2步；

一回路压力稳定在153至155巴，压力变化小于1巴；

反应堆冷却剂平均温度和参考温度的差值小于±0.5℃；

外部轴向功率偏差变化小于0.3％FP/小时。

在其中一个实施例中，在换料后寿期初首次获取α系数，或在反应堆循环期内更新α系数的方法包括：

通过氙振荡试验获取至少1组全堆芯通量图数据和至少4组部分堆芯通量图数据；

参考下式，通过至少两组在不同的所述被测堆芯通道组下测得的堆外向功率偏差AO_-ex和堆内的轴向功率偏差AO_-in数据组模拟直线获取中间变量a和b值：

AO_-ex＝a+b*AO_-in；

其中，堆内的轴向功率偏差AO_-in通过堆芯通量图测量获得；堆外轴向功率偏差AO_-ex为堆外探测器的测量值；同一时刻测得的所述堆外向功率偏差AO_-ex和所述堆内的轴向功率偏差AO_-in构成一组所述堆外向功率偏差AO_-ex和堆内的轴向功率偏差AO_-in数据组；

参考下式，获取α系数：

α＝[1-(a/100)²]/b。

在其中一个实施例中，通过氙振荡试验获取6-8组所述部分堆芯通量图数据。

在其中一个实施例中，至少4组所述部分堆芯通量图数据对应的被测堆芯通道组不重合或不完全重合。

在其中一个实施例中，每个所述被测堆芯通道组至少包括15个被测通道。

在其中一个实施例中，每个所述被测堆芯通道组包括15-20个被测通道。

在其中一个实施例中，在换料后寿期初首次获取α系数时，或在反应堆循环期内更新α系数时更新各个测量通道的K_U参数、K_L参数的方法包括：

参考下式，获取中间变量K值：

I_{U_ex}+I_{L_ex}＝K*W_in；

其中，堆外上部电流值I_{U_ex}和堆外下部电流值I_{L_ex}均为堆外探测器的测量值；

参考下式，获取K_U参数：

K_U＝1/[K(1+a/100)]；

参考下式，获取K_L参数：

K_L＝1/[K(1-a/100)]。

在其中一个实施例中，当外部测量的轴向功率偏差变化在0.5％FP至1.5％FP内时，进行一次部分堆芯通量图测量。

在其中一个实施例中，每次进行所述部分堆芯通量图测量获取4-8组部分堆芯通量图数据。

在其中一个实施例中，还包括抽插R棒和/或改变硼浓度，以维持反应堆冷却剂平均温度和参考温度的差值在-0.5℃至+0.5℃之间。

在其中一个实施例中，还包括判断各个通道的试验数据是否符合以下标准：

若符合，将试验数据用于更新α系数、K_U参数、K_L参数；

其中，

为第k通道堆内和堆外功率的绝对偏差；为第k通道堆内和堆外轴向功率偏差的绝对偏差；Pr^(k)为第k通道堆外功率；ΔΦ_in为堆芯轴向功率偏差；k为1至4中的整数。

上述核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法，通过在反应堆循环期内，执行氙振荡试验(获取一次全堆芯通量图数据和至少4组部份通量图数据，对数据进行加工处理)获取堆外核仪表系统功率量程的各个测量通道的α系数，然后在该氙振荡试验后直至下一次氙振荡试验期间的所有循环都采用与最近一次次氙振荡试验相同的α系数，并根据该α系数对仪表系统各个测量通道的K_U参数、K_L参数进行更新。如此设置，能够减少进行部分通量图测量的次数，从而减少氙振荡试验对核电机组的扰动和降低核电机组被迫提前停堆的几率。

附图说明

图1为一实施例提供的核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的主要校准方法步骤流程图；

图2为一实施例提供的执行氙振荡试验获取α系数的主要校准方法步骤流程图；

图3为一实施例提供的执行氙振荡试验获取调节堆芯上下部功率分布功率量程系数的主要校准方法步骤流程图。

具体实施方式

在本专利文件中，下面讨论的图1-3和用于描述本公开的原理或方法的各种实施例只用于说明，而不应以任何方式解释为限制了本公开的范围。本领域的技术人员应理解的是，本公开的原理或方法可在任何适当布置的控制系统或控制方法中实现。参考附图，为了更加方便更加清楚明白的理解本公开，本公开的优选实施例将在下文中描述。在下面的描述中，将省略众所周知的功能或配置的详细描述，以免以不必要的细节混淆本公开的主题。而且，本文中使用的术语将根据本发明的功能定义。因此，术语可能会根据用户或操作者的意向或用法而不同。因此，本文中使用的术语必须基于本文中所作的描述来理解。

如图1所示，一种核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法，包括步骤S110-S130：

S110:在反应堆循环期内，执行氙振荡试验，以获取堆外核仪表系统功率量程的各个测量通道的α系数。其中，在反应堆循环期内是指核反应堆换料后寿期初直至寿期末。α系数为调节堆芯轴向功率偏移的功率量程校准系数。α系数的获取通常要经过氙振荡试验获取至少1组全堆芯通量图数据和至少6组部分堆芯通量图数据。通常情况下，每次换料之后和每90有效功率天执行在氙振荡期间的全堆芯通量图测量。正常情况下，RPN系统△I指示精度通过该定期试验校准可以保证与离线堆内核测量系统(RIC)测量的基准△I偏差在允许范围内(一般规定轴向功率偏差范围为3％FP/小时，核功率偏差允许范围为5％FP/小时)。而当RPN探头老化后，需要频繁执行氙振荡试验进行校准ΔI(最短间隔仅为4天)，在寿期末硼浓度较低时，如果按照传统监测方法频繁对堆芯执行氙振荡试验将给机组引入很大的扰动和风险，机组很难控制，且存在ΔI指示偏差无法通过正常的氙振荡试验修正而导致机组被迫提前停堆的情况。因此，减少α系数的更新次数能够减少进行部分通量图测量的次数，从而减少氙振荡试验对核电机组的扰动和降低核电机组被迫提前停堆的几率。

S120:执行堆芯通量图测量，并根据最近一次获得的α系数，参考下式对仪表系统各个测量通道的K_U参数、K_L参数进行更新：

W_in＝K_U×I_{U_in}+K_L×I_{L_in}。

△I_in＝α(K_U×I_{U_in}-K_L×I_{L_in})。

其中，堆芯功率W_in、堆内上部电流值I_{U_in}、堆内下部电流值I_{L_in}以及轴向功率偏差△I_in由堆芯通量图测量获得。K_U参数为用于调节堆芯上部功率分布的功率量程校准系数，K_L参数为用于调节堆芯下部功率分布的功率量程系数。在该步骤中，堆芯功率W_in、堆内上部电流值I_{U_in}、堆内下部电流值I_{L_in}以及轴向功率偏差△I_in均由堆芯通量图测量即可获得。因此，在获得α系数后，通过上述两个涉及K_U参数和K_L参数的方程组就可求解出用于调节堆芯上部功率分布的功率量程校准系数K_U和用于调节堆芯下部功率分布的功率量程系数K_L。减少进行部分通量图测量的次数，从而减少氙振荡试验对核电机组的扰动和降低核电机组被迫提前停堆的几率。

S130:堆外核仪表系统根据最近一次获得的α系数、更新后的K_U参数、K_L参数参照下式获得轴向功率偏差△I_ex：

△I_ex＝α(K_U×I_{U_ex}-K_L×I_{L_ex})。

其中，堆外上部电流值I_{U_ex}和堆外下部电流值I_{L_ex}均为堆外探测器的测量值。在该步骤中，α系数是延用最近一次氙振荡试验获取的α系数，不需要重新进行氙振荡试验测量。K_U参数和K_L参数是由上述步骤S120中的方程组计算求得。因此，在堆外上部电流值I_{U_ex}和堆外下部电流值I_{L_ex}均由堆外探测器测量获取的情况下，不需要再进行传统的氙振荡试验即可实现通过一个新的全堆芯通量图即可完成堆内外出现周期性或临时性的ΔI偏差时的校准。从而减少氙振荡试验对核电机组的扰动和降低核电机组被迫提前停堆的几率。

在其中一个实施例中，在换料后寿期初首次满功率工况下，执行一次氙振荡试验，将获得的各个测量通道的α系数用于反应堆的整个寿期内。在该实施例中，在核反应堆的整个寿期内，只在换料后寿期初首次执行一次氙振荡试验，并将获取的α系数用于反应堆的整个寿期内。通过实际试验验证，α系数在核反应堆的整个寿期的变化幅度较小，在特定机组的轴向功率偏差△I_ex调节中引起的误差在标准规定的允许范围内。只在换料后寿期初，满功率工况下，执行一次氙振荡试验，将获得的各个测量通道的α系数直接用于反应堆的整个寿期内，能够大大减少氙振荡试验对核电机组的扰动，且减少试验成本。另外，在换料后寿期初，堆内和堆外核仪表均经过检修和更换，使各仪表的测量和校准调节都较寿期末时可靠性和准确性好，获取的α系数值更加可靠。

在其中一个实施例中，在反应堆循环期内，执行一次氙振荡试验，将获得的各个测量通道的α系数用于反应堆的剩余寿期。本发明的校准方法，能够适用于反应堆循环期内的任何一个时期。只需在反应堆循环期内，执行一次氙振荡试验获取α系数，就可以将获得的各个测量通道的α系数用于反应堆的剩余寿期，从而减少进行部分通量图测量的次数，减少氙振荡试验对核电机组的扰动和降低核电机组被迫提前停堆的几率。

在其中一个实施例中，根据设定的时间间隔，执行两次以及两次以上的氙振荡试验，将每次氙振荡试验获得的各个测量通道的α系数用于直到下次氙振荡试验之间的间隙。在该实施例中，在核反应堆的整个寿期中，按照人为设定的时间间隔(该时间间隔的大小一般是根据以往的校准轴向功率方法记录的数据，分析处理后得出的结果，或综合了理论分析后制定的标准期限)，执行两次以上的氙振荡试验，每次氙振荡试验获得的各个测量通道的α系数可以用于直到下一次氙振荡试验之间对每次轴向功率偏差△I_ex的校准，而不会引起过大的校准误差。以此来减少进行部分通量图测量的次数，减少氙振荡试验对核电机组的扰动和在寿期的后期降低核电机组被迫提前停堆的几率。

在其中一个实施例中，在反应堆循环期内，设定执行两次以及两次以上的氙振荡试验的时间间隔为30至90天(约1-3个月)。本发明的校准方法可以在反应堆循环期内的任一时期进行，因此执行两次以及两次以上的氙振荡试验的时间间隔也可以设定为寿期内的任意循环间的时间间隔。但通过实际试验验证，α系数在核反应堆的整个寿期的变化幅度较小，在特定机组的轴向功率偏差△I_ex调节中引起的误差在标准规定的允许范围内。因此，频繁的测量不仅会增加氙振荡试验对核电机组的扰动，还会在寿期的后期增加核电机组被迫提前停堆的几率。同时，也增加了试验成本。设定一个合理期限，既能够保障轴向功率偏差△I_ex校准的精度，又够大大节省试验成本。

在其中一个实施例中，在反应堆循环期内，设定执行两次以及两次以上的氙振荡试验的时间间隔为90天(约3个月)。如此设置，能够保障轴向功率偏差△I_ex校准的精度的基础上，大大节省试验成本。

在其中一个实施例中，在两个以及两个以上的平衡循环内，在后的平衡循环内各个时期采用的α系数分别与在前的任意一个平衡循环内在相同时期采用的α系数相同。对于燃料管理方案处于平衡循环的核电厂，其每个反应堆循环期内的各项硬件分布、软件分布以及过程中的参数控制和分布都很接近。所以，平衡循环的各个循环从寿期初至寿期末的各个时期中的各项参数都非常的接近，因此，理论上，在后的平衡循环内各个时期采用的α系数可以分别与在前的任意一个平衡循环内在相同时期采用的α系数相同。如此设置，对于燃料管理方案处于平衡循环的核电厂，只需要在第一个平衡循环内按照上述实施例执行氙振荡试验获取一个循环内的α系数，就可以在后续的所有平衡循环中直接使用该α系数，而不必再行氙振荡试验。从而大大减少了核反应堆执行氙振荡试验的次数，减少了氙振荡试验对核电机组的扰动和在寿期的后期降低核电机组被迫提前停堆的几率。同时，大大节省了试验成本。

在其中一个实施例中，在后的平衡循环内各个时期采用的α系数与在前的任意一个平衡循环内的任意一个时期采用的α系数相同。在核反应堆一个完整的寿期内，通过实际试验验证，α系数在核反应堆的整个寿期的变化幅度较小，在特定机组的轴向功率偏差△I_ex调节中引起的误差在标准规定的允许范围内。因而，只在换料后寿期初首次执行一次氙振荡试验，并将获取的α系数用于反应堆的整个寿期内，就可以有效的保障特定机组的轴向功率偏差△I_ex调节中引起的误差在标准规定的允许范围内。另外，对于燃料管理方案处于平衡循环的核电厂，其每个反应堆循环期内的各项硬件分布、软件分布以及过程中的参数控制和分布都很接近。所以，平衡循环的各个循环从寿期初至寿期末的各个时期中的各项参数都非常的接近，因此，理论上，在后的平衡循环内各个时期采用的α系数可以分别与在前的任意一个平衡循环内在相同时期采用的α系数相同。如此设置，对于燃料管理方案处于平衡循环的核电厂，只需要在第一个平衡循环的寿期初执行一次氙振荡试验获取α系数，就可以将该α系数应用于该第一个平衡循环的整个剩余寿期。理论上，也可以在后续的所有平衡循环中直接使用该α系数，而不必再行氙振荡试验。从而大大减少了核反应堆执行氙振荡试验的次数，减少了氙振荡试验对核电机组的扰动和在寿期的后期降低核电机组被迫提前停堆的几率。同时，大大节省了试验成本。另外，在换料后寿期初，堆内和堆外核仪表均经过检修和更换，使各仪表的测量和校准调节都较寿期末时可靠性和准确性好，获取的α系数值更加可靠。

在其中一个实施例中，在反应堆处于稳定运行状态达到氙平衡后在执行氙振荡试验。一般情况下，反应堆处于稳定运行状态(功率水平变化小于2％FP)，在该功率水平至少稳定运行48小时，即可达到氙平衡。

在其中一个实施例中，在氙振荡试验前至少2小时内，使系统满足如下条件：温度调节棒组R位于对应燃耗下调节带中点±6步，R棒棒位变化小于2步。一回路压力稳定在153至155巴，压力变化小于1巴。反应堆冷却剂平均温度和参考温度的差值小于±0.5℃。外部轴向功率偏差变化小于0.3％FP/小时。

在其中一个实施例中，如图2所示，在换料后寿期初首次获取α系数，或在反应堆循环期内更新α系数的方法包括步骤S210-S230：

S210:通过氙振荡试验获取至少1组全堆芯通量图数据和至少4组部分堆芯通量图数据。在该步骤中，氙振荡试验期间，执行全堆芯通量图测量时，可以获得至少1组全堆芯通量图数据。由于全堆芯通量图是在反应堆稳定状态下测得的，所以，测得的两组以及两组以上的全堆芯通量图数据的变化非常小，在实际的试验中，也可以只测量一组全堆芯通量图数据以此来减少试验成本。为了获得较为精确的α系数，还需要测量至少4组部分堆芯通量图数据。

S220:参考下式，通过至少两组在不同的被测堆芯通道组下测得的堆外向功率偏差AO_-ex和堆内的轴向功率偏差AO_-in数据组模拟直线获取中间变量a和b值：

AO_-ex＝a+b*AO_-in。

其中，堆内的轴向功率偏差AO_-in通过堆芯通量图测量获得。堆外轴向功率偏差AO_-ex为堆外探测器的测量值。同一时刻测得的堆外向功率偏差AO_-ex和堆内的轴向功率偏差AO_-in构成一组堆外向功率偏差AO_-ex和堆内的轴向功率偏差AO_-in数据组。在该步骤中，上式实际表达的是一个二元一次函数，在直角坐标系中，b为函数的斜率(是变量AO_-in的截距，是常数)，a为变量AO_-ex的截距(常数)。其中，变量AO_-in和变量AO_-ex组成数据组在本发明中由于是在不同堆芯状态下测得的数据组，因此，在本发明中变量AO_-in和变量AO_-ex组成的数据组，在直角坐标系中实际是一系列离线的点。上述二元一次函数表达的直线由变量AO_-in和变量AO_-ex组成的数据组在直角坐标系中形成的离散的点拟合而成，且离散的点越多(即变量AO_-in和变量AO_-ex组成的数据组越多)拟合而成的直线就更精确。从这方面也可以得出，α系数的精度随着测量的部分堆芯通量图数据组的增加而提高的结论。另外，变量AO_-in和变量AO_-ex组成的数据组，每组都是在同一时刻测得的。一般情况下，在每个不同的反应堆状态下都需要至少测量1组部分堆芯通量图数据，即获得至少一组由变量AO_-in和变量AO_-ex组成的数据组。

S230:参考下式，获取α系数：

α＝[1-(a/100)²]/b。

根据上述表达式可知，该步骤获取α系数的方法需要前面的步骤S210和步骤S220获取中间变量a和b的配合，因此，该方法获取α系数需要执行氙振荡试验，且需要对部分堆芯通量图进行测量。此外，结合上述步骤S210-S220的分析可知，参数a和b为无量纲的中间变量。

在其中一个实施例中，通过氙振荡试验获取6-8组部分堆芯通量图数据。由上述步骤S210-S230中，通过在直角坐系标中将离散的点(由变量AO_-in和变量AO_-ex组成的数据组在直角坐标系中形成的)拟合成直线再进一步求解α系数的步骤中可，α系数的精度随着测量的部分堆芯通量图数据组的增加而提高。但在保障精度的前提下，可以减少对部分堆芯通量图数据的测量。较优选地，通过氙振荡试验获取6-8组部分堆芯通量图数据即可得到精度较高的α系数，还可以有效降低试验成本和降低氙振荡试验对核电机组的扰动。

在其中一个实施例中，至少4组部分堆芯通量图数据对应的被测堆芯通道组不重合或不完全重合。当然，在α系数符合规定精度的前提下，也可以使被测堆芯通道组不重合或不完全重合的部分堆芯通量图数据少于4组。此外，α系数的精度随着测量的部分堆芯通量图数据组的增加而提高，随着被测堆芯通道组包括的被测通道数的增加而提高。选择测量合适的部分堆芯通量图数据和每个被测堆芯通道组包括的被测通道的个数，可以有效降低试验成本和降低氙振荡试验对核电机组的扰动。

在其中一个实施例中，每个被测堆芯通道组至少包括15个被测通道。当然，在α系数符合规定精度的前提下，每个被测堆芯通道组包括的被测通道也可以少于15个。此外，α系数的精度随着测量的部分堆芯通量图数据组的增加而提高，随着被测堆芯通道组包括的被测通道数的增加而提高。选择测量合适的部分堆芯通量图数据和每个被测堆芯通道组包括的被测通道的个数，可以有效降低试验成本和降低氙振荡试验对核电机组的扰动。

在其中一个实施例中，通过氙振荡试验获取6组部分堆芯通量图数据。如此设置，在保障精度的前提下，可以减少对部分堆芯通量图数据的测量，从而有效降低试验成本和降低氙振荡试验对核电机组的扰动。

在其中一个实施例中，每个被测堆芯通道组包括15-20个被测通道。α系数的精度随着测量的部分堆芯通量图数据组的增加而提高，随着被测堆芯通道组包括的被测通道数的增加而提高。选择测量合适的部分堆芯通量图数据和每个被测堆芯通道组包括的被测通道的个数，可以有效降低试验成本和降低氙振荡试验对核电机组的扰动。

在其中一个实施例中，每个被测堆芯通道组包括15个被测通道。如此设置，在保障精度的前提下，可以有效降低试验成本和降低氙振荡试验对核电机组的扰动。

在其中一个实施例中，如图3所示，在换料后寿期初首次获取α系数时，或在反应堆循环期内更新α系数时更新各个测量通道的K_U参数、K_L参数的方法包括步骤S310-S320：

S310:参考下式，获取中间变量K值：

I_U-ex+I_{L_ex}＝K*W。

其中，堆外上部电流值I_{U_ex}和堆外下部电流值I_{L_ex}均为堆外探测器的测量值。W为热平衡试验得到的堆芯功率。

S320:参考下式，获取K_U参数：

K_U＝1/[K(1+a/100)]。

参考下式，获取K_L参数：

K_L＝1/[K(1-a/100)]。

在该实施例中，获取中间变量K值的表达式中，由于堆外上部电流值I_{U_ex}和堆外下部电流值I_{L_ex}均为堆外探测器的测量值，而W为热平衡试验得到的堆芯功率。由于I_{U_ex}值、I_{L_ex}值和W值四个参数均不需要通过氙振荡试验便可获得，所以，K值的获取不需要执行氙振荡试验。而K_U参数和K_L参数的获取，由于得出K_U参数和K_L参数的表达式中含有中间无量纲变量a，因此需要执行氙振荡试验才能获取，所以，该获取K_U参数、K_L参数的方法仅在换料后寿期初首次获取α系数时，或在反应堆循环期内更新α系数时使用。

在其中一个实施例中，当外部测量的轴向功率偏差变化在0.5％FP～1.5％FP内时，进行一次部分通量图测量。在该实施例中，由于插棒和轴向氙振荡常常使△Φex产生变化，当变化范围在0.5％FP～1.5％FP内时，进行部分通量图测量。一般情况下只需要测量前3个pass，如果有1个探测器不可用时，可以测量前4个pass，而不必进行救援测量，以节省时间。

在其中一个实施例中，当外部测量的轴向功率偏差变化在0.5％FP～1.5％FP内时，进行一次部分通量图测量。每次进行部分通量图测量获取4-8组部分堆芯通量图数据。其中，至少4组部分堆芯通量图数据对应的被测堆芯通道组不重合或不完全重合。每个被测堆芯通道组至少包括15个被测通道。

在其中一个实施例中，进行部分通量图测量的具体方法包括使被测堆芯通道组包含的被测通道数量不同或被测通道的位置组成不同。如此设置，能够获取更多不同被测通道状态下的堆芯通量图，提高其测量结果的一般性程度，从而提高后续根据部分堆芯通量图获取的参数的精度，提高轴向功率偏差△I_ex的校准精度。

在其中一个实施例中，还包括抽插R棒和/或改变硼浓度，以维持反应堆冷却剂平均温度和参考温度的差值在-0.5℃至+0.5℃之间。在进行部分堆芯通量图的测量过程中，可能出现核反应堆功率与负荷需求不平衡的现象。出现这种现象时，可以通过提出或插入R棒来调节冷却剂平均温度，也可以通过稀释硼浓度或硼化来改变反应性来调节冷却剂平均温度，或二者同时进行。

核反应堆冷却剂平均温度控制系统的功能是通过调节冷却剂平均温度实现核反应堆功率与负荷精确匹配的，其主要是通过调节R棒组实现的。R棒组控制系统是一个闭环系统。它由三通道非线性调节器、棒速程序控制单元和控制棒棒速逻辑控制装置及驱动机构等设备组成。R棒组控制系统的输入量是反映堆芯功率的中子注量率信号、反映汽轮机负荷和最终功率设定值中最大值信号以及核反应堆冷却剂平均温度测量信号。在核反应堆功率运行工况，当负荷需求与核反应堆功率出现不平衡时，给出温度偏差信号，该偏差信号经棒速程序控制单元后产生R棒组移动速度和方向(提升或插入)信号，然后通过逻辑控制装置和可控硅电源按一定程序输出控制棒的驱动电流脉冲使棒在堆芯移动以改变堆芯反应性，达到改变核反应堆功率的目的。硼浓度控制是反应性控制的主要手段之一。硼浓度控制是通过核反应堆化学与容积控制系统实现的。采用硼浓度控制来调节反应性能够减少控制棒数量，改善了轴向功率分布等。在硼稀释前，要求反应堆控制棒位先要提到预估的临界棒位，然后采用硼稀释的方法逐渐提高反应性，直至反应堆达临界。

在其中一个实施例中，引入氙振荡后控制功率避免触发C2报警。

在其中一个实施例中，在完成堆芯通量图测量后，还包括，恢复堆内核测量系统至试验前的状态。在同一个寿命周期内，往往可能需要测量两次以及两次以上的α系数，以在不同寿期内更新α系数，使系统校准参数更加精确。为了不让堆内探测器长时间处于工作状态而容易老化，在测量完毕时，应将RIC测量探头放回贮存孔道，恢复至试验前的状态。并控制堆芯轴向氙振荡，同时逐步恢复R棒棒位。

在其中一个实施例中，还包括判断各个通道的试验数据是否符合以下标准：

若符合，将试验数据用于更新α系数、K_U参数、K_L参数。其中，为第k通道堆内和堆外功率的绝对偏差；

为第k通道堆内和堆外轴向功率偏差的绝对偏差；Pr^(k)为第k通道堆外功率；ΔΦ_in为堆芯轴向功率偏差；k为1至4中的整数。

上述核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法，通过在反应堆循环期内，执行氙振荡试验(获取一次全堆芯通量图数据和至少4组部份通量图数据，对数据进行加工处理)获取堆外核仪表系统功率量程的各个测量通道的α系数，然后在该氙振荡试验后直至下一次氙振荡试验期间的所有循环都采用与最近一次次氙振荡试验相同的α系数，并根据该α系数对仪表系统各个测量通道的K_U参数、K_L参数进行更新。如此设置，能够减少进行部分通量图测量的次数，从而减少氙振荡试验对核电机组的扰动和降低核电机组被迫提前停堆的几率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种核电站堆外核仪表系统的轴向功率偏差的校准方法，其特征在于，包括：

在反应堆循环期内，执行氙振荡试验，以获取堆外核仪表系统功率量程的各个测量通道的α系数；其中，所述α系数为调节堆芯轴向功率偏移的功率量程校准系数；

执行堆芯通量图测量，并根据最近一次获得的α系数，参考下式对仪表系统各个测量通道的K_U参数、K_L参数进行更新：

W_in＝K_U×I_{U_in}+K_L×I_{L_in}；

△I_in＝α(K_U×I_{U_in}-K_L×I_{L_in})；

其中，堆芯功率W_in、堆内上部电流值I_{U_in}、堆内下部电流值I_{L_in}以及轴向功率偏差△I_in由堆芯通量图测量获得；K_U参数为用于调节堆芯上部功率分布的功率量程校准系数，K_L参数为用于调节堆芯下部功率分布的功率量程系数；

堆外核仪表系统根据所述最近一次获得的α系数、更新后的K_U参数、K_L参数参照下式获得轴向功率偏差△I_ex：

△I_ex＝α(K_U×I_{U_ex}-K_L×I_{L_ex})；

其中，堆外上部电流值I_{U_ex}和堆外下部电流值I_{L_ex}均为堆外探测器的测量值；

所述在反应堆循环期内，执行氙振荡试验，以获取堆外核仪表系统功率量程的各个测量通道的α系数包括：

在换料后寿期初首次满功率工况下，执行一次氙振荡试验，将获得的各个测量通道的α系数用于反应堆的整个寿期内；或者

在反应堆循环期内，执行一次氙振荡试验，将获得的各个测量通道的α系数用于反应堆的剩余寿期；或者

根据设定的时间间隔，执行两次以及两次以上的氙振荡试验，将每次氙振荡试验获得的各个测量通道的α系数用于直到下次氙振荡试验之间的间隙；

在两个以及两个以上的平衡循环内，在后的平衡循环内各个时期采用的α系数分别与在前的任意一个平衡循环内在相同时期采用的α系数相同；或者

在后的平衡循环内各个时期采用的α系数与在前的任意一个平衡循环内的任意一个时期采用的α系数相同。

2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述设定的时间间隔为30至90天。

3.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，在换料后寿期初首次获取α系数，或在反应堆循环期内更新α系数的方法包括：

通过氙振荡试验获取至少1组全堆芯通量图数据和至少4组部分堆芯通量图数据；

参考下式，通过至少两组在不同的被测堆芯通道组下测得的堆外轴向功率偏差AO_-ex和堆内的轴向功率偏差AO_-in数据组模拟直线获取中间变量a和b值：

AO_-ex＝a+b*AO_-in；

其中，堆内的轴向功率偏差AO_-in通过堆芯通量图测量获得；堆外轴向功率偏差AO_-ex为堆外探测器的测量值；同一时刻测得的所述堆外向功率偏差AO_-ex和所述堆内的轴向功率偏差AO_-in构成一组所述堆外向功率偏差AO_-ex和堆内的轴向功率偏差AO_-in数据组；

参考下式，获取α系数：

α＝[1-(a/100)²]/b。

4.根据权利要求3所述的校准方法，其特征在于，通过氙振荡试验获取6至8组所述部分堆芯通量图数据。

5.根据权利要求3所述的校准方法，其特征在于，至少4组所述部分堆芯通量图数据对应的被测堆芯通道组不重合或不完全重合。

6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，每个所述被测堆芯通道组至少包括15个被测通道。

7.根据权利要求6所述的校准方法，其特征在于，每个所述被测堆芯通道组包括15至20个被测通道。

8.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，当外部测量的轴向功率偏差变化在0.5％FP至1.5％FP内时，进行一次部分堆芯通量图测量。

9.根据权利要求8所述的校准方法，其特征在于，每次进行所述部分堆芯通量图测量获取4至8组部分堆芯通量图数据。

10.根据权利要求9所述的校准方法，其特征在于，还包括抽插R棒和/或改变硼浓度，以维持反应堆冷却剂平均温度和参考温度的差值在-0.5℃至+0.5℃之间。

11.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，还包括判断各个通道的试验数据是否符合以下标准：

若符合，将试验数据用于更新α系数、K_U参数、K_L参数；

其中，

为第k通道堆内和堆外功率的绝对偏差；

为第k通道堆内和堆外轴向功率偏差的绝对偏差；Pr^(k)为第k通道堆外功率；ΔΦ_in为堆芯轴向功率偏差；k为1至4中的整数。

Images