CN112417673A - 一种压水堆首堆启动物理试验优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压水堆首堆启动物理试验优化方法及装置，通过物理试验，获取压水堆核电厂首堆启动各控制棒组单独测量的积分价值；通过理论计算，获取各控制棒组正常插入次序的积分价值；获取各控制棒组单独测量的积分价值；获取从热态满功率到热态零功率由于反馈效应引入的正反应性；根据上述理论计算的结果，得到物理试验下各控制棒组正常插入次序的积分价值；再结合停堆棒组SA和D12棒束，验证N‑1棒积分价值的安全准则。本发明在启动物理试验不进行控制棒组正常插入次序的积分价值和卡单棒束积分价值测量的情况下实现N‑1棒组积分价值安全准则的验证，减少了试验带来的运行风险、提高了时效、避免了大量硼废水的产生。

Description

一种压水堆首堆启动物理试验优化方法及装置

技术领域

本发明涉及压水堆堆芯核设计技术领域，具体涉及一种压水堆首堆启动物理试验优化方法及装置。

背景技术

压水堆核电厂首堆启动物理试验需要堆芯处于寿期初(BOL)、热态零功率(HZP)状态下验证N-1棒积分价值的安全准则0.96×Δρ|N-1|^M-Ip>1000pcm。其中：Δρ|N-1|^M为除最大积分价值的单束棒之外所有控制棒积分价值的测量值；Ip为热态满功率到热态零功率由于反馈效应引入的正反应性。

为了确保压水堆核电厂的安全性，压水堆核电厂首堆启动物理试验需要堆芯处于寿期初(BOL)、热态零功率(HZP)状态下验证N-1棒积分价值的安全准则0.96×Δρ|N-1|^M-Ip>1000pcm。

现有技术中常规解决方法及途经如下：

压水堆核电厂首堆启动物理试验需要堆芯处于寿期初(BOL)、热态零功率(HZP)状态下测量控制棒组正常插入次序的积分价值，如下所示：

·G1棒组的积分价值；

·G1棒组插入时的G2棒组积分价值；

·G1+G2棒组插入时的N1棒组积分价值；

·G1+G2+N1棒组插入时的N2棒组积分价值；

·G1+G2+N1+N2棒组插入时的R棒组积分价值；

·G1+G2+N1+N2+R棒组插入时的SD棒组积分价值；

·G1+G2+N1+N2+R+SD棒组插入时的SC棒组积分价值；

·G1+G2+N1+N2+R+SD+SC棒组插入时的SB棒组积分价值。

然后将各个棒组的积分价值加在一起得到

接着测量Δρ|SA-D12|^M的积分价值，其中，SA指停堆棒组。然后得到N-1棒的积分价值

通过理论计算得到Ip为从热态满功率HFP到热态零功率HZP引入的总反应性，最后通过公式0.96×Δρ|N-1|^M-Ip>1000pcm验证安全准则。

特别说明：D12棒束是寿初期BOL、热态零功率HZP、控制棒全插ARI-1状态下是最大价值的棒束，不同装载方案下最大价值棒束的位置是会发生变化的。

压水堆核电厂首堆启动物理试验在验证0.96×Δρ|N-1|^M-Ip>1000pcm安全准则时，存在以下弊端和风险：①N-1试验(N-1试验指测量除最大积分价值的单束棒之外所有控制棒积分价值的试验)时，一束控制棒在稀释过程中不断提升以测量其积分价值，其余控制棒全处于堆芯底部，如果此时一旦发生意外大流量硼稀释事故，需要启动安注操作，运行上存在较大的风险。②在测量

总价值不仅耗时，还会产生大量的硼废液，牺牲核电厂的经济性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是压水堆核电厂在启动物理试验验证N-1棒积分价值安全准则时存在潜在的运行风险且耗时、产生大量硼废水的弊端，目的在于提供一种压水堆首堆启动物理试验优化方法及装置，解决了既能满足安全准则要求，又能避免这种运行风险较大且耗时、产生大量硼废水的启动物理试验的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种压水堆首堆启动物理试验优化方法，包括以下步骤：步骤S1：通过物理试验，获取压水堆核电厂首堆启动各控制棒组单独测量的积分价值，得到第一试验数集；步骤S2：通过理论计算，获取理论数据，所述理论数据具体包括：获取各控制棒组正常插入次序的积分价值，得到第二理论数集；获取各控制棒组单独测量的积分价值，得到第一理论数集；获取从热态满功率到热态零功率由于反馈效应引入的正反应性，得到Ip值；根据停堆棒组SA和D12棒束，获取第三理论值，步骤S3：根据所述第一理论数集、所述第二理论数集和所述第一试验数集，得到物理试验下各控制棒组正常插入次序的积分价值，即第二试验数集；步骤S4：根据所述第三理论值、第二试验数集和所述Ip值，验证N-1棒积分价值的安全准则；其中，所述D12棒束为寿期初状态、热态零功率状态或ARI-1状态下最大价值的棒束。

现有技术在验证N-1棒积分价值的安全准则的过程中，需要用到多种物理试验数据，为了取得这些物理试验数据，既会浪费大量的时间(3-4天)，也会带来大量硼废液，影响环境安全，降低了生产经济效益。而本发明仅需要做一个物理试验，取得压水堆核电厂首堆启动各控制棒组单独测量的积分价值，即第一试验数集，其他的试验数据则经过理论计算获得。再将理论计算获得的试验数据与物理试验获得的数据进行相应处理后，来验证N-1棒积分价值的安全准则。由于本发明仅做了一个物理试验(压水堆核电厂首堆启动各控制棒组单独测量的积分价值)，节约了时间，也避免了多次物理试验所产生的大量硼废液。

进一步的，所述理论计算均保守考虑一定幅度的计算不确定性。

进一步的，所述步骤S2中，考虑-10％的计算不确定性，得到所述第二理论数集。

进一步的，所述步骤S2中，考虑+10％的计算不确定性，得到所述第一理论数集。

进一步的，所述步骤S2中，考虑-10％的计算不确定性，得到所述第三理论值。

进一步的，所述计算不确定性均通过多个机组和多个循环的启动物理试验验证。

进一步的，所述第三理论值为Δρ|SA-D12|^E。

进一步的，所述第一理论数集、第二理论数集、第一试验数集和第二试验数集具有如下关系：第一理论数集/第二理论数集＝第一试验数集/第二试验数集。

进一步的，第三理论值+第二试验数集＝Δρ|N-1|^E；所述N-1棒积分价值的安全准则为：0.96×Δρ|N-1|^E-Ip>1000pcm；其中，Δρ|N-1|^E表示除最大积分价值的单束棒之外所有控制棒积分价值的理论测量值。

本发明的另一种实现方式，一种压水堆首堆启动物理试验优化装置，包括处理器，所述处理器里含有计算机可执行的程序，所述程序可上述任意一种压水堆首堆启动物理试验优化方法。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

使用本发明方法，在启动物理试验时，仅需进行压水堆核电厂首堆启动各控制棒组单独测量的积分价值试验，不进行其他数据的物理试验，实现N-1棒积分价值安全准则的验证，提高了验证过程的安全性，节省了试验时间，避免了产生大量硼废水。在启动物理试验不进行控制棒组正常插入次序的积分价值和卡单棒束积分价值测量的情况下实现N-1棒组积分价值安全准则的验证。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

针对压水堆核电厂在启动物理试验验证N-1棒积分价值安全准则时存在运行风险和耗时、产生大量硼废水的特点，本实施例1是一种压水堆首堆启动物理试验项目优化设计的新方法，既能满足N-1棒积分价值安全准则要求，又能避免这种运行风险较大且耗时、产生大量硼废水的启动物理试验。如图1所示，本实施例1的方法步骤具体如下：

1)首先将压水堆核电厂首堆启动物量试验中各控制棒组单独测量的积分价值加在一起得到

2)通过理论计算得到控制棒组正常插入次序的积分价值，并将其积分价值加在一起并保守考虑-10％的计算不确定性得到

3)通过理论计算得到各控制棒组单独计算得到的积分价值，将其积分价值加在一起并保守考虑+10％的计算不确定性得到

4)计算得到K^E值。

5)计算得到

6)通过理论计算并考虑-10％的计算不确定性得到Δρ|SA-D12|^E。

7)计算得到Δρ|N-1|^E值。

8)通过理论计算得到Ip值，并考虑保守的计算不确定性。

9)验证N-1棒积分价值的安全准则。

0.96×Δρ|N-1|^E-Ip>1000pcm

在本实施例1中所采用的理论计算值均考虑了足够保守不确定性，且这些计算不确定性均通过多个机组多个循环的启动物理试验验证。因此，本实施例1能有效地验证N-1棒积分价值的安全准则的。

在压水堆核电厂首堆启动物理试验时，只要通过本实施例1的方法验证N-1棒积分价值安全准则，就保证堆芯满足要求N-1棒积分价值安全准则。因此，可以取消

和Δρ|SA-D12|^M积分价值测量试验。

本实施例1通过理论计算KE值、Δρ|SA-D12|^E值和Ip值，这些计算值都考虑了保守的计算不确定性，结合首堆启动物理试验测量值

实现N-1棒积分价值安全准则的验证。同时避免首堆启动物理试验因

和Δρ|SA-D12|^M积分价值测量带来的运行风险与耗时、产生大量硼废水。

实施例2

本实施例2是实施例1的基础上，一种应用于压水堆首堆启动物理试验项目优化设计的方法，具体步骤如下：

1)首先将压水堆核电厂首堆启动物量试验中各控制棒组单独测量的积分价值加在一起得到

2)通过理论计算得到K^E保守值为1.30。

3)

4)通过理论计算并考虑-10％的计算不确定性得到Δρ|SA-D12|^E＝-281pcm。

5)

6)通过理论计算得到Ip保守值为2810pcm。

7)0.96×Δρ|N-1|^E-Ip＝0.96×7683-2810＝4566pcm>1000pcm。

因此，该压水堆核电厂首堆满足N-1棒积分价值的安全准则。

本实施例在实现N-1棒积分价值安全准则验证的前提下，不需要进行

和Δρ|SA-D12|^M积分价值测量，避免了因测量

和Δρ|SA-D12|^M积分价值带来运行风险、耗时且产生大量硼废水等问题。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：通过物理试验，获取压水堆核电厂首堆启动各控制棒组单独测量的积分价值，得到第一试验数集；

步骤S2：通过理论计算，获取理论数据，所述理论数据具体包括：

获取各控制棒组正常插入次序的积分价值，得到第二理论数集；

获取各控制棒组单独测量的积分价值，得到第一理论数集；

获取从热态满功率到热态零功率由于反馈效应引入的正反应性，得到Ip值；

根据停堆棒组SA和D12棒束，获取第三理论值；

步骤S3：根据所述第一理论数集、所述第二理论数集和所述第一试验数集，得到物理试验下各控制棒组正常插入次序的积分价值，即第二试验数集；

步骤S4：根据所述第三理论值、第二试验数集和所述Ip值，验证N-1棒积分价值的安全准则；

其中，所述D12棒束为寿期初状态、热态零功率状态或ARI-1状态下最大价值的棒束。

2.根据权利要求1所述压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，所述理论计算均保守考虑一定幅度的计算不确定性。

3.根据权利要求2所述压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，考虑-10％的计算不确定性，得到所述第二理论数集。

4.根据权利要求2所述压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，考虑+10％的计算不确定性，得到所述第一理论数集。

5.根据权利要求2所述压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，考虑-10％的计算不确定性，得到所述第三理论值。

6.根据权利要求2所述压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，所述计算不确定性均通过多个机组和多个循环的启动物理试验验证。

7.根据权利要求1所述压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，所述第三理论值为Δρ|SA-D12|^E。

8.根据权利要求1所述压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，所述第一理论数集、第二理论数集、第一试验数集和第二试验数集具有如下关系：

第一理论数集/第二理论数集＝第一试验数集/第二试验数集。

9.根据权利要求1所述压水堆首堆启动物理试验优化方法，其特征在于，

第三理论值+第二试验数集＝Δρ|N-1|^E；

所述N-1棒积分价值的安全准则为：0.96×Δρ|N-1|^E-Ip>1000pcm；

其中，Δρ|N-1|^E表示除最大积分价值的单束棒之外所有控制棒积分价值的理论测量值。

10.一种压水堆首堆启动物理试验优化装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器里含有计算机可执行的程序，所述程序可实现权利要求1-9任一所述压水堆首堆启动物理试验优化方法。

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