CN113936823A - 获取堆外探测器刻度系数的方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及核电技术领域,尤其涉及一种获取堆外探测器刻度系数的方法、系统、装置及存储介质。
背景技术
确保核反应堆安全是核反应堆正常运行的先决条件。为了保证核反应堆安全,需要连续不断地监测核反应堆的状态。目前我国核电厂监测的主要手段之一是堆外核仪表系统。该系统能监测反应堆启堆到正常运行全过程,而监测对象正常功率运行的监测信号主要由功率量程探测器(以下简称为“堆外探测器”)给出。堆外探测器信号被处理后,可反映出反应堆的功率和堆芯轴向功率分布,从而实现对核反应堆的监测。
反映堆外探测器电流和堆芯功率与轴向功率分布偏差之间的系数称之为堆外探测器刻度系数。传统确定堆外探测器刻度系数方法是多点法:通过在不同的功率台阶上引入氙震荡,通过堆内可移动式探测器测量和堆外电流信号,从而计算探测器刻度系数。然而,该方式需要人为引入氙震荡,影响了反应堆安全性和经济性。现国内部分核电站采用一点法校刻堆外探测器刻度系数:即用理论模拟氙震荡代替真实的电厂实验。但是现有技术中,仅利用实测电流进行修正,并且在构造模拟计算时仅考虑满功率状态下,因此与实际情况存在很大的误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种获取堆外探测器刻度系数的方法、系统、装置及存储介质,利用一次堆内通量测量结果来修正核设计理论计算偏差,最终通过求解一个最优化问题获得堆外探测器的刻度系数,从而使获得堆外探测器刻度系数更加精确。
本发明通过下述技术方案实现:
在本申请的一个方面中,提供了一种获取堆外探测器刻度系数的方法,包括以下步骤:
现国内部分核电站采用一点法校刻堆外探测器刻度系数:即用理论模拟氙震荡代替真实的电厂实验。但是现有技术中,仅利用实测电流进行修正,并且在构造模拟计算时仅考虑满功率状态下,因此与实际情况存在很大的偏差。基于此,在本申请中,提供了一种获取堆外探测器刻度系数的方法,通过在线监测的方式建模堆芯理论模型,这样理论计算的堆芯状态和实际堆芯状态将更接近;同时通过多种方式模拟构造堆芯状态,如模拟插棒、模拟氙震荡、模拟低功率到满功率等各个功率水平的状态等更多实际运行的可能状态,这样使得模拟的状态范围更广,能适应于不同的场景;此外,本方案还摒弃了传统方法中的假设条件,在最小假设的情况下,基于求解最优化问题获得最佳的堆外探测器刻度系数,从而使获得的堆外探测器刻度系数更加准确。
优选地,所述S1包括以下子步骤:
S12:根据所述归一化实测功率分布所述实测总功率PrM、所述堆外探测器上部电流所述堆外探测器下部电流值以及所述功率差值ΔIM进行建模,得到与当前堆芯状态对应的第一理论模型,并根据所述第一理论模型计算所述归一化理论功率分布
其中,Rj表示修正系数。
优选地,所述S2包括以下子步骤:
S21:改变所述第一理论模型中的堆芯功率、控制棒棒位或/和轴向氙分布以获得多组其他堆芯状态对应的第二理论模型;
优选地,所述S3包括以下子步骤:
其中,Ku、KL和α均为堆外探测器刻度系数,为第i组的堆外探测器上部电流、为第i组的堆外探测器下部电流,w为权重系数,N表示有N组数据,为第i组的预测电流,Pri为第i组的堆芯功率,为第i组的归一化理论功率分布,Vj为堆芯节块体积,wj,k为堆外探测器响应因子,表示节块j对探测器k的贡献。
在本申请的第二个方面中,提供了一种获取堆外探测器刻度系数的系统,包括:
现国内部分核电站采用一点法校刻堆外探测器刻度系数:即用理论模拟氙震荡代替真实的电厂实验。但是现有技术中,仅利用实测电流进行修正,并且在构造模拟计算时仅考虑满功率状态下,因此与实际情况存在很大的偏差。基于此,在本申请中,提供了一种获取堆外探测器刻度系数的系统,通过在线监测的方式建模堆芯理论模型,这样理论计算的堆芯状态和实际堆芯状态将更接近;同时通过多种方式模拟构造堆芯状态,如模拟插棒、模拟氙震荡、模拟低功率到满功率等各个功率水平的状态等更多实际运行的可能状态,这样使得模拟的状态范围更广,能适应于不同的场景;此外,本方案还摒弃了传统方法中的假设条件,在最小假设的情况下,基于求解最优化问题获得最佳的堆外探测器刻度系数,从而使获得的堆外探测器刻度系数更加准确。
优选地,所述获取模块包括:
其中,Rj表示修正系数。
优选地,所述处理模块包括:
处理单元,用于改变所述第一理论模型中的堆芯功率、控制棒棒位或/和轴向氙分布以获得多组其他堆芯状态对应的第二理论模型;
优选地,所述计算模块包括:
其中,Ku、KL和α均为堆外探测器刻度系数,为第i组的堆外探测器上部电流、为第i组的堆外探测器下部电流,w为权重系数,N表示有N组数据,为第i组的预测电流,Pri为第i组的堆芯功率,为第i组的归一化理论功率分布,Vj为堆芯节块体积,wj,k为堆外探测器响应因子,表示节块j对探测器k的贡献。
在本申请的第三个方面中,提供了一种电子装置,包括处理器和存储器;
存储器,用于存储处理器可执行指令;
处理器,被配置为执行如上所述的获取堆外探测器刻度系数的方法。
在本申请的第四个方面中,提供了一种计算机可读存储介质,包括存储的计算机程序,所述计算机程序运行时执行如上所述的获取堆外探测器刻度系数的方法。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、在堆外探测器刻度系数计算中,只需要一次堆内测量结果,不再需要人为移动控制棒改变堆芯轴向功率分布,减少刻度系数试验的时间,而且避免了堆芯额外的不安全性;
2、减少了可移动式堆内探测器的使用频率,增加了堆内探测器的寿命;
3、通过在线监测方式或采用离线跟踪方式构造与实际堆芯很接近的理论模型;
4、模拟计算了不同功率水平、不同实际运行可能会出现的堆芯状态下的功率分布情况,使得堆外探测器刻度系数适用性广泛。
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为本发明的流程示意图。
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
本实施例提供了一种获取堆外探测器刻度系数的方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1:获取修正系数,具体地,包括:
利用在线监测系统或者利用堆芯核设计程序(比如SCIENCE软件包或者中国核动力研究设计院NESTOR软件包等)离线跟踪堆芯运行状态至当前堆芯状态;本实施例所说的当前堆芯状态指的是堆芯的最新状态,从而使得后续建立的理论模型中的各燃耗分布、可燃毒物分布和实际情况尽可能的接近,以减小误差;
处理实测堆内通量测量结果(比如堆内可移动式探测器或固定式探测器测量得到的实测通量图),得到实测总功率PrM、归一化实测功率分布以及功率差值ΔIM;同时记录对应的堆外探测器各段电流值并根据各段电流值计算得到堆外探测器上部电流和下部电流值
值得说明的是,本实施例中的上标M表示测量值,下标j表示三维堆芯的节块编号,k表示探测器轴向编号,u表示堆外探测器上部电流之和,L表示堆外探测器下部电流之和,mc表示对应于测量状态下的计算值。
在本实施例中,在堆外探测器刻度系数计算中,只需要一次堆内测量结果,用以获取修正系数,在后续操作过程中,不再需要人为移动控制棒改变堆芯轴向功率分布,而是直接通过模拟的方式获取其他堆芯状态,从而减少操作时间,而且避免了堆芯额外的不安全性。
本实施例提供了两种方式获取多组其他堆芯状态:
第一种:在核设计软件建模的第一理论模型中,改变堆芯功率、控制棒棒位和轴向氙分布的一种或多种,以获得第一组第二理论模型;在获得的第一组第二理论模型的基础上,在改变堆芯功率、控制棒棒位和轴向氙分布的一种或多种,以获得第二组第二理论模型,重复上述步骤,以获得N组第二理论模型;并且每获得一组第二理论模型,便用核设计软件计算当前第二理论模型对应的堆芯状态的归一化理论功率分布和堆芯功率Pr;
第二种:在核设计软件建模的第一理论模型中,通过多次改变堆芯功率、控制棒棒位和轴向氙分布的一种或多种,且每次改变的堆芯功率、控制棒棒位和轴向氙分布的值不完全相同,以获得N组不同的第二理论模型;并且每获得一组第二理论模型,便用核设计软件计算当前第二理论模型对应的堆芯状态的归一化理论功率分布和堆芯功率Pr。
在具体实施时,两种方法可单独实施,也可混合一起实施,在本实施例中,为了简化操作过程,选择第一种方法获取N组第二理论模型。
在本实施例中,在计算堆外探测器刻度系数时,不仅仅只考虑了一种状态下的堆芯状态,而是模拟计算了不同功率水平、不同实际运行可能会出现的堆芯状态下的功率分布情况,使得堆外探测器刻度系数适用性广泛,在面对不同的堆芯状态时,也可以进行测量。
其中,Ku、KL和α均为堆外探测器刻度系数,为第i组的堆外探测器上部电流、为第i组的堆外探测器下部电流,w为权重系数,取值为正值,代表了最小化功率误差和最小化ΔI误差之间的某种平衡,N表示有N组数据,为第i组的预测电流,Pri为第i组的堆芯功率,为第i组的归一化理论功率分布,Vj为堆芯节块体积,wj,k为堆外探测器响应因子,表示节块j对探测器k的贡献。
值得说明的是,在实际处理时,也可以按照下式堆外探测器刻度系数;
但是,相较于前一种计算方式,此种方式的计算过程稍显复杂,且计算结果的稳定性也不如第一种,因此在本实施例中,选用第一种方式获取堆外探测器刻度系数。
在本实施例中,摒弃了传统方法中的假设条件(传统方法中,需要假定堆内AO和堆外AO线性),直接通过求解极值问题获得最佳的堆外探测器刻度系数,即:通过在最小假设的情况下,基于求解最优化问题获得最佳的堆外探测器刻度系数,从而使获得的堆外探测器刻度系数更加准确。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上提供了一种获取堆外探测器刻度系数的系统,包括:
具体地,本实施例中的获取模块包括:
其中,Rj表示修正系数。
具体地,本实施例中的处理模块包括:
处理单元,用于改变第一理论模型中的堆芯功率、控制棒棒位或/和轴向氙分布以获得多组其他堆芯状态对应的第二理论模型;
具体地,本实施例中的计算模块包括:
其中,Ku、KL和α均为堆外探测器刻度系数,为第i组的堆外探测器上部电流、为第i组的堆外探测器下部电流,w为权重系数,N表示有N组数据,为第i组的预测电流,Pri为第i组的堆芯功率,为第i组的归一化理论功率分布,Vj为堆芯节块体积,wj,k为堆外探测器响应因子,表示节块j对探测器k的贡献。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上还提供了一种电子装置,包括处理器和存储器;
存储器,用于存储处理器可执行指令;
处理器,被配置为执行如实施例1所提供的获取堆外探测器刻度系数的方法。
实施例4
本实施例在实施例1的基础上还提供了一种计算机可读存储介质,包括存储的计算机程序,计算机程序运行时执行如实施例1所提供的获取堆外探测器刻度系数的方法。
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)
2.根据权利要求1所述的获取堆外探测器刻度系数的方法,其特征在于,所述S1包括以下子步骤:
S12:根据所述归一化实测功率分布所述实测总功率PrM、所述堆外探测器上部电流所述堆外探测器下部电流值以及所述功率差值ΔIM进行建模,得到与当前堆芯状态对应的第一理论模型,并根据所述第一理论模型计算所述归一化理论功率分布
其中,Rj表示修正系数。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的获取堆外探测器刻度系数的方法,其特征在于,所述S3包括以下子步骤:
6.根据权利要求5所述的获取堆外探测器刻度系数的系统,其特征在于,所述获取模块包括:
其中,Rj表示修正系数。
8.根据权利要求5-8中任意一项所述的获取堆外探测器刻度系数的系统,其特征在于,所述计算模块包括:
9.电子装置,其特征在于,包括处理器和存储器;
所述存储器,用于存储所述处理器可执行指令;
所述处理器,被配置为执行如权利要求1-4中任意一项所述的获取堆外探测器刻度系数的方法。
10.计算机可读存储介质,其特征在于,包括存储的计算机程序,所述计算机程序运行时执行如权利要求1-4中任意一项所述的获取堆外探测器刻度系数的方法。
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