CN112397211B - 一种任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法，包括以下步骤：第一步、创建相关组件配插模型；第二步、最小配插步序数逻辑分析；第三步、输出最小化步序；第四步、输出结果正确性校验。该方法不局限于任何一种相关组件作为起始计算，而是选择一种相关组件操作工具能够操作的最多次数作为计算的起始，这种操作工具操作次数依次递减的方式可以有效减少操作工具的更换次数；无需选择不同操作工具作为起始而产生多个配插顺序以进行对比，本方法可直接生成最小化的配插步序；除了控制棒位置互换必须采用临时存放位置，其余步序均是只操作一次即到达最终位置，实现了理论的最小化步序。

Description

一种任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法
技术领域
本发明涉及一种任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法，应用于压水堆换料期间核燃料相关组件的配插，属于核电控制技术领域。
背景技术
压水堆核电厂停堆期间燃料组件换料时需进行相关组件(燃料组件内插件，如控制棒、阻力塞等)的重新布置，此工作简称为相关组件配插，配插工作是确保相关组件插入正确的燃料组件内。相关组件配插顺序步序存在多种可能性，使用不同的分析手段将得到不同的步序以及步序数，越少的步序数量将缩短实际的相关组件配插工作时长，提高电厂运行经济性，降低燃料组件或相关组件损坏的风险。
相关组件配插过程中，不同相关组件类型需使用不同的配插工具，切换相关组件配插类型时需要更换相应工具，工具更换耗费工时较配插更多，因此，分析计算相关组件配插步序时需同时考虑更换工具的次数。
当前已知的燃料相关组件配插步序产生方式是通过选择不同的起始相关组件(如控制棒组件)进行分析产生多个配插步序，通过分析不同起始相关组件所产生的配插步序，选择最优者加以实际应用。该种相关组件配插步序的分析方式需生成多个步序，并且最优者并不一定满足步序的最小化以及尽量少的工具更换次数。
在相关组件配插时，部分电厂要求控制棒组件插入堆芯相对固定位置，部分电厂则仅要求控制棒组件插入堆芯位置不固定，仅在堆芯插入位置的类型相同即可。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是通过提供一种恰当的任意控制棒位置下压水堆核电厂停堆期间燃料组件换料期间相关组件配插最小化步序的分析方法，缩短实际的相关组件配插工作时长，提高电厂运行经济性，降低燃料组件或相关组件损坏的风险。
任意控制棒位置是指相同类型的控制棒在堆芯中存在多个用于插入该种类型控制棒的插入位置，但这些位置所插入的控制棒仅需类型相同，对任意独立的控制棒组件插入位置无要求。
最小化的步序是指每个相关组件进行移动一次，即可到达其最终位置或插入需要的燃料组件，不需要利用暂存位置或燃料组件进行过度，即实现“一步到位”，达到理论的步序数量最小化。
为达到上述目的，本发明技术方案提供了一种任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法，其特征在于，步骤为：
第一步、创建相关组件配插模型；
第二步、最小配插步序数逻辑分析；
第三步、输出最小化步序；
第四步、输出结果正确性校验。
其中，步骤一中依据第N循环堆芯布置创建一个第N循环卸料后(即相关组件配插前)乏燃料池布置图(简称N循环布置)，其中包含卸料燃料组件位置、所有燃料组件内插相关组件类型及编号信息，已放入乏燃料池的不含相关组件的新燃料组件；依据第N+1循环堆芯布置，创建一个第N+1循环相关组件配插后乏燃料池布置图(简称N+1循环布置)，其中所包含的信息有，第N+1循环布置图燃料组件位置(包含未经过辐照的新燃料组件和上一循环已辐照但继续使用的辐照后燃料组件)，相关组件的类型。上述模型中，相关组件类型是指使用相同的相关组件配插工具作为分类，需要注意的是，控制棒可以分为黑棒和灰棒，所使用相关组件的配插工具相同，但在插入指定位置时，黑棒与灰棒则应当按照类型进一步分类。
其中，步骤二中确定中子源位置是指，在N+1循环布置中，中子源的位置是固定的，即中子源棒编号位置固定。依照此种先决条件，实施以下逻辑计算操作：
对比N循环布置和N+1循环布置，将所有相关组件分为两类，一类是因燃料组件始末布置中相关组件类型不同而需要进行位置调整的一类；另一类是不需要移动的相关组件和不在第N+1循环继续使用且不含相关组件的乏燃料。与固定控制棒位置配插分析相比，因控制棒类型相同，不存在控制棒位置互换情况，这类相关组件将直接归为不需要移动的相关组件。
在需要移动的相关组件分类中，标记第N循环布置中没有相关组件的燃料组件以及所需插入相关组件的类型。
在所有已标记的相关组件中，选择同种相关组件类型数量最多的一类，并选择对应的相关组件操作工具。如果存在两种相同数量的相关组件类型，则优先选择控制棒组件类型。
在第N循环布置中，搜索所有对应类型的相关组件，直到找到所选类型对等数量的相关组件。将所找到的相关组件随机任意顺序逐一移动空燃料组件内。当选择类型为控制棒类型，在移动时，按照黑棒类型和灰棒类型分别插入对应的类型空燃料组件内。每移动一步按照顺序形成一个相关组件的配插步骤。
移动完成后，形成新的第N循环布置。
重复以上步骤形成循环执行模式。
当需要移动的相关组件数量为0，则循环结束。所有配插步骤执行完成后，形成N+1循环执行布置。
其中，步骤三中将所有步骤二执行步骤按照执行顺序组合成完整配插步序，其中包含每次循环所需要的配插操作工具更换。
其中，步骤四中执行以下检验活动，以确定配插步序的正确性和合理性：
按照步骤二中对比N+1循环布置和N+1循环执行布置，相关组件所在位置的类型满足要求；检验N+1循环执行布置中所有燃料组件均配插相关组件；检验N+1循环执行布置中所有不在第N+1循环继续使用且应不含相关组件的乏燃料组件中不包含相关组件；检验最终相关组件配插执行步序中，相关组件仅移动过一次。与现有技术相比，根据本发明的一种任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法具有如下有益效果：不局限于任何一种相关组件作为起始计算，而是选择一种相关组件操作工具能够操作的最多次数作为计算的起始，这种操作工具操作次数依次递减的方式可以有效减少操作工具的更换次数；无需选择不同操作工具作为起始而产生多个配插顺序以进行对比，本方法可直接生成最小化的配插步序；所有相关组件移动均是只操作一次即到达最终位置，实现了理论的最小化步序。
附图说明
图1为任意控制棒位置下压水反应堆核燃料相关组件配插流程图；
图2为任意控制棒位置下相关组件最小化步序配插分析方法。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
结合图1，在一优选的实施方式中，步骤一中依据第N循环堆芯布置创建一个第N循环卸料后(即相关组件配插前)乏燃料池布置图(简称N循环布置)，其中包含卸料燃料组件位置、所有燃料组件内插相关组件类型及编号信息，已放入乏燃料池的不含相关组件的新燃料组件；依据第N+1循环堆芯布置，创建一个第N+1循环相关组件配插后乏燃料池布置图(简称N+1循环布置)，其中所包含的信息有，第N+1循环布置图燃料组件位置(包含未经过辐照的新燃料组件和上一循环已辐照但继续使用的辐照后燃料组件)，相关组件的类型。上述模型中，相关组件类型是指使用相同的相关组件配插工具作为分类，需要注意的是，控制棒可以分为黑棒和灰棒，所使用相关组件的配插工具相同，但在插入指定位置时，黑棒与灰棒则应当按照类型进一步分类。
结合图2，在一优选的实施方式中，步骤二中确定中子源位置是指，在N+1循环布置中，中子源的位置是固定的，即中子源棒编号位置固定。依照此种先决条件，实施以下逻辑计算操作：
对比N循环布置和N+1循环布置，将所有相关组件分为两类，一类是因燃料组件始末布置中相关组件类型不同而需要进行位置调整的一类；另一类是不需要移动的相关组件和不在第N+1循环继续使用且不含相关组件的乏燃料。与固定控制棒位置配插分析相比，因控制棒类型相同，不存在控制棒位置互换情况，这类相关组件将直接归为不需要移动的相关组件。
在需要移动的相关组件分类中，标记第N循环布置中没有相关组件的燃料组件以及所需插入相关组件的类型。
在所有已标记的相关组件中，选择同种相关组件类型数量最多的一类，并选择对应的相关组件操作工具。如果存在两种相同数量的相关组件类型，则优先选择控制棒组件类型。
在第N循环布置中，搜索所有对应类型的相关组件，直到找到所选类型对等数量的相关组件。将所找到的相关组件随机任意顺序逐一移动空燃料组件内。当选择类型为控制棒类型，在移动时，按照黑棒类型和灰棒类型分别插入对应的类型空燃料组件内。每移动一步按照顺序形成一个相关组件的配插步骤。
移动完成后，形成新的第N循环布置。
重复以上步骤形成循环执行模式。
当需要移动的相关组件数量为0，则循环结束。所有配插步骤执行完成后，形成N+1循环执行布置。
在一优选的实施方式中，步骤三中将所有步骤二执行步骤按照执行顺序组合成完整配插步序，其中包含每次循环所需要的配插操作工具更换。
在一优选的实施方式中，步骤四中执行以下检验活动，以确定配插步序的正确性和合理性：
按照步骤二中对比N+1循环布置和N+1循环执行布置，相关组件所在位置的类型满足要求；检验N+1循环执行布置中所有燃料组件均配插相关组件；检验N+1循环执行布置中所有不在第N+1循环继续使用且应不含相关组件的乏燃料组件中不包含相关组件；检验最终相关组件配插执行步序中，相关组件仅移动过一次。
与现有技术相比，根据本发明的一种任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法具有如下有益效果：不局限于任何一种相关组件作为起始计算，而是选择一种相关组件操作工具能够操作的最多次数作为计算的起始，这种操作工具操作次数依次递减的方式可以有效减少操作工具的更换次数；无需选择不同操作工具作为起始而产生多个配插顺序以进行对比，本方法可直接生成最小化的配插步序；所有相关组件移动均是只操作一次即到达最终位置，实现了理论的最小化步序。
综上，反应堆换料期间通过对新旧反应堆燃料以及相关组件布置开展相关组件配插步序分析，越短的配插步序数将直接影响实际的工作进度甚至缩短整个大修工期。本发明方法不仅适用于当前压水堆电厂普遍使用的控制棒组件、阻力塞组件、中子源组件三类相关组件，对于后继新堆型可能使用的多种类型相关组件同样适用。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (2)

1.一种任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法，其特征在于，步骤为：
步骤一、创建相关组件配插模型；
步骤二、最小配插步序数逻辑分析；
步骤三、输出最小化步序；
步骤四、输出结果正确性校验；
所述步骤一中依据第N循环堆芯布置创建一个第N循环卸料后乏燃料池布置图，简称N循环布置，其中包含卸料燃料组件位置、所有燃料组件内插相关组件类型及编号信息，已放入乏燃料池的不含相关组件的新燃料组件；依据第N+1循环堆芯布置，创建一个第N+1循环相关组件配插后乏燃料池布置图，简称N+1循环布置，其中所包含的信息有，第N+1循环布置图燃料组件位置、包含未经过辐照的新燃料组件和上一循环已辐照但继续使用的辐照后燃料组件、相关组件的类型，上述模型中，相关组件类型是指使用相同的相关组件配插工具作为分类，控制棒分为黑棒和灰棒，所使用相关组件的配插工具相同，但在插入指定位置时，黑棒与灰棒则应当按照类型进一步分类；
所述步骤二中确定中子源位置，在N+1循环布置中，中子源的位置是固定的，即中子源棒编号位置固定；依照此种先决条件，实施以下逻辑计算操作：
对比N循环布置和N+1循环布置，将所有相关组件分为两类，一类是因燃料组件始末布置中相关组件类型不同而需要进行位置调整的一类；另一类是不需要移动的相关组件和不在第N+1循环继续使用且不含相关组件的乏燃料；与固定控制棒位置配插分析相比，因控制棒类型相同，不存在控制棒位置互换情况，这类相关组件将直接归为不需要移动的相关组件；
在需要移动的相关组件分类中，标记第N循环布置中没有相关组件的燃料组件以及所需插入相关组件的类型；
在所有已标记的相关组件中，选择同种相关组件类型数量最多的一类，并选择对应的相关组件操作工具；如果存在两种相同数量的相关组件类型，则优先选择控制棒组件类型；
在第N循环布置中，搜索所有对应类型的相关组件，直到找到所选类型对等数量的相关组件；将所找到的相关组件随机任意顺序逐一移动空燃料组件内；当选择类型为控制棒类型，在移动时，按照黑棒类型和灰棒类型分别插入对应的类型空燃料组件内；每移动一步按照顺序形成一个相关组件的配插步骤；
移动完成后，形成新的第N循环布置；
重复以上步骤形成循环执行模式；
当需要移动的相关组件数量为0，则循环结束；所有配插步骤执行完成后，形成N+1循环执行布置；
步骤四中执行以下检验活动，以确定配插步序的正确性和合理性：
按照步骤二中对比N+1循环布置和N+1循环执行布置，相关组件所在位置的类型满足要求；检验N+1循环执行布置中所有燃料组件均配插相关组件；检验N+1循环执行布置中所有不在第N+1循环继续使用且应不含相关组件的乏燃料组件中不包含相关组件；检验最终相关组件配插执行步序中，相关组件仅移动过一次。
2.根据权利要求1所述的任意控制棒位置下压水堆燃料相关组件配插分析方法，其特征在于，步骤三中将所有步骤二执行步骤按照执行顺序组合成完整配插步序，其中包含每次循环所需要的配插操作工具更换。
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