CN112233824A - 核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法及核电反应堆堆芯 - Google Patents

核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法及核电反应堆堆芯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法及核电反应堆堆芯。该方法包括：接收调节指令；根据调节指令逐个调整控制棒的位置。本发明将现有所有控制棒的整体移动优化为单控制棒移动，使每次的移动量更小、更精确，减小对核电反应堆堆芯的扰动，实现核电反应堆堆芯的精细化控制。

Description

核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法及核电反应堆堆芯
技术领域
本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法及核电反应堆堆芯。
背景技术
控制棒组件在堆内主要用于功率补偿、温度调节和停堆时提供足够负反应性以保持堆芯次临界度。在堆芯中会布置多组控制棒来控制堆芯的反应性，对于无可溶硼堆芯来说，堆芯的反应性控制手段只有控制棒一种手段。
用于控制堆芯功率和温度的多组控制棒之间存在叠步关系，目的是在引入反应性的同时，减少对轴向功率分布形状的影响，比如CPR1000机组G1、G2、N1、N2采取的叠步设置是100-90-90，AP1000的MSHIM控制模式MA、MB、MC、MD、M1、M2采取的叠步设置为83-83-83-12-12，即在叠步区内，不同控制棒组动作是一致的，或者叫“一动都动，一不动都不动”，由于控制棒动作的一致性性，导致堆芯反应性引入较大，扰动也就大，在无可溶硼堆芯中，控制棒最大微分价值可达到上百pcm/步，尤其是在甩负荷这种快瞬态工况中堆芯难以在要求时间内达到平衡。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法及核电反应堆堆芯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，包括：
接收调节指令；
根据所述调节指令逐个调整控制棒的位置。
进一步，在本发明所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法中，所述接收调节指令包括：接收下插调节指令；
所述根据所述调节指令逐个调整控制棒的位置包括：根据所述下插调节指令逐个下插所述控制棒。
进一步，在本发明所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法中，所述根据所述下插调节指令逐个下插所述控制棒包括：
所述下插调节指令包括每个所述控制棒的下插顺序和下插距离，按照所述下插顺序和所述下插距离逐个下插所述控制棒。
进一步，在本发明所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法中，所述按照所述下插顺序和所述下插距离逐个下插所述控制棒包括：
排序在先的所述控制棒按照对应的所述下插距离完成下插后，排序在后的所述控制棒启动下插，并按照对应的所述下插距离完成下插，直至所有所述控制棒完成下插。
进一步，在本发明所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法中，所述接收调节指令包括：接收提升调节指令；
所述根据所述调节指令逐个调整控制棒的位置包括：根据所述提升调节指令逐个提升所述控制棒。
进一步，在本发明所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法中，所述根据所述提升调节指令逐个提升所述控制棒包括：
所述提升调节指令包括每个所述控制棒的提升顺序和提升距离，按照所述提升顺序和所述提升距离逐个提升所述控制棒。
进一步，在本发明所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法中，所述按照所述提升顺序和所述提升距离逐个提升所述控制棒包括：
排序在先的所述控制棒按照对应的所述提升距离完成提升后，排序在后的所述控制棒启动提升，并按照对应的所述提升距离完成提升，直至所有所述控制棒完成提升。
进一步，在本发明所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法中，在所述接收调节指令之前还包括：
根据核电反应堆堆芯的功率待调节量和/或温度待调节量生成所述调节指令。
进一步，在本发明所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法中，所述核电反应堆堆芯不包含可溶硼。
另外，本发明还提供一种核电反应堆堆芯，包括多个控制棒，使用如上述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法调整所述控制棒。
实施本发明的一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法及核电反应堆堆芯，具有以下有益效果：本发明将现有所有控制棒的整体移动优化为单控制棒移动，使每次的移动量更小、更精确，减小对核电反应堆堆芯的扰动，实现核电反应堆堆芯的精细化控制。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是实施例1提供的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法的流程图；
图2是实施例2提供的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法的流程图；
图3是实施例3提供的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法的流程图；
图4是实施例3提供的控制棒叠步下插过程的示意图；
图5是实施例4提供的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法的流程图；
图6是实施例5提供的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法的流程图；
图7是实施例5提供的控制棒叠步提升过程的示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
参考图1，本实施例的一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法应用于核电站反应堆堆芯，核电站反应堆堆芯中包含多个控制棒，每个控制棒对应一个独立的驱动机构，该驱动机构驱动控制棒进行下插或提升，驱动机构可参考现有技术。多个驱动机构由控制终端进行控制，控制终端可独立控制每个驱动机构工作。作为选择，本实施例的核电反应堆堆芯不包含可溶硼。具体的，该核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法包括下述步骤：
S1、接收调节指令。控制终端接收调节指令，该调节指令用于调节一个或多个控制棒。其中调节指令可由核电站工作人员直接输入到控制终端，即控制终端接收核电站工作人员输入的调节指令。作为选择，调节指令也可由获取的核电反应堆堆芯参数生成，例如根据核电反应堆堆芯的功率待调节量生成调节指令，或根据核电反应堆堆芯的温度待调节量生成调节指令，或根据核电反应堆堆芯的功率待调节量和温度待调节量生成调节指令等。
S2、根据调节指令逐个调整控制棒的位置。控制终端根据调节指令逐个控制每个驱动机构移动，即同一时刻只能有一个驱动机构工作，在一个驱动机构完成移动后，其他驱动机构才开始移动。
本实施例将现有所有控制棒的整体移动优化为单控制棒移动，使每次的移动量更小、更精确，减小对核电反应堆堆芯的扰动，实现核电反应堆堆芯的精细化控制。
实施例2
参考图2，本实施例的一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法应用于核电站反应堆堆芯，核电站反应堆堆芯中包含多个控制棒，每个控制棒对应一个独立的驱动机构，该驱动机构驱动控制棒进行下插，驱动机构可参考现有技术。多个驱动机构由控制终端进行控制，控制终端可独立控制每个驱动机构工作。作为选择，本实施例的核电反应堆堆芯不包含可溶硼。具体的，该核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法包括下述步骤：
S11、接收下插调节指令。控制终端接收下插调节指令，该下插调节指令用于调节一个或多个控制棒。其中下插调节指令可由核电站工作人员直接输入到控制终端，即控制终端接收核电站工作人员输入的下插调节指令。作为选择，下插调节指令也可由获取的核电反应堆堆芯参数生成，例如根据核电反应堆堆芯的功率待调节量生成下插调节指令，或根据核电反应堆堆芯的温度待调节量生成下插调节指令，或根据核电反应堆堆芯的功率待调节量和温度待调节量生成下插调节指令等。
S21、根据下插调节指令逐个下插控制棒。控制终端根据下插调节指令逐个控制每个驱动机构移动，即同一时刻只能有一个驱动机构工作，在一个驱动机构完成移动后，其他驱动机构才开始移动。
本实施例将现有所有控制棒的整体移动优化为单控制棒移动，使每次下插的移动量更小、更精确，减小对核电反应堆堆芯的扰动，实现核电反应堆堆芯的精细化控制。
实施例3
参考图3，本实施例的一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法应用于核电站反应堆堆芯，核电站反应堆堆芯中包含多个控制棒，每个控制棒对应一个独立的驱动机构，该驱动机构驱动控制棒进行下插，驱动机构可参考现有技术。多个驱动机构由控制终端进行控制，控制终端可独立控制每个驱动机构工作。作为选择，本实施例的核电反应堆堆芯不包含可溶硼。具体的，该核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法包括下述步骤：
S11、接收下插调节指令。控制终端接收下插调节指令，该下插调节指令用于调节一个或多个控制棒。其中下插调节指令可由核电站工作人员直接输入到控制终端，即控制终端接收核电站工作人员输入的下插调节指令。作为选择，下插调节指令也可由获取的核电反应堆堆芯参数生成，例如根据核电反应堆堆芯的功率待调节量生成下插调节指令，或根据核电反应堆堆芯的温度待调节量生成下插调节指令，或根据核电反应堆堆芯的功率待调节量和温度待调节量生成下插调节指令等。
S211、下插调节指令包括每个控制棒的下插顺序和下插距离，按照下插顺序和下插距离逐个下插控制棒。具体的，下插顺序根据核电反应堆堆芯的控制需求设置，也可根据需要灵活设置；下插距离根据核电反应堆堆芯的控制需求设置，也可根据需要灵活设置。排序在先的控制棒按照对应的下插距离完成下插后，排序在后的控制棒启动下插，并按照对应的下插距离完成下插，直至所有控制棒完成下插。
参考图4，给出R棒组中3个控制棒的下插过程图，3个控制棒分别是R1、R2、R3的初始棒为140、145、200，其中R1首先下插1个单位，位置更新为139；完后R2下插1个单位，位置更新为144；完成后R3下插一个单位，位置更新为199。
本实施例将现有所有控制棒的整体移动优化为单控制棒移动，使每次下插的移动量更小、更精确，减小对核电反应堆堆芯的扰动，实现核电反应堆堆芯的精细化控制。
实施例4
参考图5，本实施例的一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法应用于核电站反应堆堆芯，核电站反应堆堆芯中包含多个控制棒，每个控制棒对应一个独立的驱动机构，该驱动机构驱动控制棒进行提升，驱动机构可参考现有技术。多个驱动机构由控制终端进行控制，控制终端可独立控制每个驱动机构工作。作为选择，本实施例的核电反应堆堆芯不包含可溶硼。具体的，该核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法包括下述步骤：
S12、接收提升调节指令。控制终端接收提升调节指令，该提升调节指令用于调节一个或多个控制棒。其中提升调节指令可由核电站工作人员直接输入到控制终端，即控制终端接收核电站工作人员输入的提升调节指令。作为选择，提升调节指令也可由获取的核电反应堆堆芯参数生成，例如根据核电反应堆堆芯的功率待调节量生成提升调节指令，或根据核电反应堆堆芯的温度待调节量生成提升调节指令，或根据核电反应堆堆芯的功率待调节量和温度待调节量生成提升调节指令等。
S22、根据提升调节指令逐个提升控制棒。控制终端根据提升调节指令逐个控制每个驱动机构移动，即同一时刻只能有一个驱动机构工作，在一个驱动机构完成移动后，其他驱动机构才开始移动。
本实施例将现有所有控制棒的整体移动优化为单控制棒移动，使每次提升的移动量更小、更精确，减小对核电反应堆堆芯的扰动，实现核电反应堆堆芯的精细化控制。
实施例5
参考图6，本实施例的一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法应用于核电站反应堆堆芯，核电站反应堆堆芯中包含多个控制棒，每个控制棒对应一个独立的驱动机构，该驱动机构驱动控制棒进行提升，驱动机构可参考现有技术。多个驱动机构由控制终端进行控制，控制终端可独立控制每个驱动机构工作。作为选择，本实施例的核电反应堆堆芯不包含可溶硼。具体的，该核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法包括下述步骤：
S12、接收提升调节指令。控制终端接收提升调节指令，该提升调节指令用于调节一个或多个控制棒。其中提升调节指令可由核电站工作人员直接输入到控制终端，即控制终端接收核电站工作人员输入的提升调节指令。作为选择，提升调节指令也可由获取的核电反应堆堆芯参数生成，例如根据核电反应堆堆芯的功率待调节量生成提升调节指令，或根据核电反应堆堆芯的温度待调节量生成提升调节指令，或根据核电反应堆堆芯的功率待调节量和温度待调节量生成提升调节指令等。
S221、提升调节指令包括每个控制棒的提升顺序和提升距离，按照提升顺序和提升距离逐个提升控制棒。具体的，提升顺序根据核电反应堆堆芯的控制需求设置，也可根据需要灵活设置；提升距离根据核电反应堆堆芯的控制需求设置，也可根据需要灵活设置。排序在先的控制棒按照对应的提升距离完成提升后，排序在后的控制棒启动提升，并按照对应的提升距离完成提升，直至所有控制棒完成提升。
参考图7，给出R棒组中3个控制棒的提升过程图，3个控制棒分别是R1、R2、R3的初始棒为140、145、200，其中R3首先提升1个单位，位置更新为201；完后R2提升1个单位，位置更新为146；完成后R1提升一个单位，位置更新为141。
本实施例将现有所有控制棒的整体移动优化为单控制棒移动，使每次提升的移动量更小、更精确，减小对核电反应堆堆芯的扰动，实现核电反应堆堆芯的精细化控制。
实施例6
本实施例的核电反应堆堆芯包括多个控制棒，使用如上述实施例的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法调整控制棒。
本实施例将现有所有控制棒的整体移动优化为单控制棒移动，使每次的移动量更小、更精确，减小对核电反应堆堆芯的扰动，实现核电反应堆堆芯的精细化控制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，包括：
接收调节指令；
根据所述调节指令逐个调整控制棒的位置。
2.根据权利要求1所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，所述接收调节指令包括：接收下插调节指令；
所述根据所述调节指令逐个调整控制棒的位置包括：根据所述下插调节指令逐个下插所述控制棒。
3.根据权利要求2所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，所述根据所述下插调节指令逐个下插所述控制棒包括：
所述下插调节指令包括每个所述控制棒的下插顺序和下插距离，按照所述下插顺序和所述下插距离逐个下插所述控制棒。
4.根据权利要求3所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，所述按照所述下插顺序和所述下插距离逐个下插所述控制棒包括：
排序在先的所述控制棒按照对应的所述下插距离完成下插后，排序在后的所述控制棒启动下插，并按照对应的所述下插距离完成下插，直至所有所述控制棒完成下插。
5.根据权利要求1所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，所述接收调节指令包括：接收提升调节指令；
所述根据所述调节指令逐个调整控制棒的位置包括：根据所述提升调节指令逐个提升所述控制棒。
6.根据权利要求5所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，所述根据所述提升调节指令逐个提升所述控制棒包括：
所述提升调节指令包括每个所述控制棒的提升顺序和提升距离，按照所述提升顺序和所述提升距离逐个提升所述控制棒。
7.根据权利要求6所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，所述按照所述提升顺序和所述提升距离逐个提升所述控制棒包括：
排序在先的所述控制棒按照对应的所述提升距离完成提升后，排序在后的所述控制棒启动提升，并按照对应的所述提升距离完成提升，直至所有所述控制棒完成提升。
8.根据权利要求1所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，在所述接收调节指令之前还包括：
根据核电反应堆堆芯的功率待调节量和/或温度待调节量生成所述调节指令。
9.根据权利要求1所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法，其特征在于，所述核电反应堆堆芯不包含可溶硼。
10.一种核电反应堆堆芯，包括多个控制棒，其特征在于，使用如权利要求1至9任一项所述的核电反应堆堆芯控制棒叠步运动方法调整所述控制棒。
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