CN114242279A - 在线保护方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种在线保护方法及系统,该在线保护方法包括:获取定期更新的校刻态数据;根据各个控制棒总棒位分别所对应的校刻态堆芯参数数据,对各个控制棒总棒位分别所对应的堆芯功率分布数据进行重构计算;实时获取当前的控制棒总棒位,并根据当前的控制棒总棒位,从多组堆芯功率分布数据中选择出一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据;根据所述当前堆芯功率分布数据,计算当前的控制棒总棒位所对应的LPD最大值和DNBR最小值;根据所计算的LPD最大值和DNBR最小值,以及预设的LPD整定值和DNBR整定值,判断是否触发停堆信号。实施本发明的技术方案,这种方法不但能够降低计算不确定度,而且可提高保护的响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及核电设计领域,尤其涉及一种在线保护方法及系统。
背景技术
为保证反应堆安全,在设计中要求燃料组件表面的最大热流密度小于临界热流密度,从而引入了DNBR(Departure from Nucleate Boiling Ratio,偏离泡核沸腾比)保护。同时,为了避免堆芯线功率密度过高,引入了LPD(Linear Power Density,线功率密度)保护。
DNBR及LPD计算除了与主泵转速、冷段温度、冷却剂压力有关外,还与堆芯功率分布数据有关,而且,堆芯功率分布监测对反应堆安全运行至关重要。目前,压水堆一般通过中子探测器对堆芯中子通量进行探测,再结合堆外核仪表监测数据来定期计算堆芯功率分布,但这种方式计算精度不够高,且响应时间也较慢,从而无法很好地实现LPD和DNBR保护功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术存在的计算精度不高且响应时间较慢的缺陷,提供一种用于在线保护方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种在线保护方法,用于反应堆LPD和DNBR保护,包括:
步骤S10.获取定期更新的校刻态数据,其中,所述校刻态数据包括多个不同的控制棒总棒位分别所对应的多组校刻态堆芯参数数据;
步骤S20.根据各个控制棒总棒位分别所对应的校刻态堆芯参数数据,对各个控制棒总棒位分别所对应的堆芯功率分布数据进行重构计算;
步骤S30.实时获取当前的控制棒总棒位,并根据当前的控制棒总棒位,从多组堆芯功率分布数据中选择出一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据;
步骤S40.根据所述当前堆芯功率分布数据,计算当前的控制棒总棒位所对应的LPD最大值和DNBR最小值;
步骤S50.根据所计算的LPD最大值和DNBR最小值,以及预设的LPD整定值和DNBR整定值,判断是否触发停堆信号。
优选地,在所述步骤S30中,根据以下方式当前堆芯功率分布数据:
将校刻态数据中的多个控制棒总棒位分别与当前的控制棒总棒位相减,将差值为最小的正数的控制棒总棒位所对应的一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据。
优选地,所述步骤S50包括:
判断所计算的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值;
判断所计算的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值;
若所述LPD最大值大于所述LPD整定值,或者,所述DNBR最小值小于所述DNBR整定值,则触发停堆信号。
优选地,在所述步骤S10中,根据以下方式获取校刻态数据:
通过定期对反应堆在各个校刻态下的运行进行三维模拟来获取校刻态数据。
优选地,在所述步骤S10中,根据以下方式获取校刻态数据:
通过对反应堆在各个校刻态下的运行进行试验来获取校刻态数据。
优选地,在所述步骤S10中,根据以下方式获取校刻态数据:
反应堆在各个校刻态下运行时,通过设置在堆内的多个中子探测器来探测堆芯中子通量。
本发明还构造一种在线保护系统,用于反应堆LPD和DNBR保护,包括:
获取模块,用于获取定期更新的校刻态数据,其中,所述校刻态数据包括多个不同的控制棒总棒位分别所对应的多组校刻态堆芯参数数据;
功率重构模块,用于根据各个控制棒总棒位分别所对应的校刻态堆芯参数数据,对各个控制棒总棒位分别所对应的堆芯功率分布数据进行重构计算;
确定模块,用于实时获取当前的控制棒总棒位,并根据当前的控制棒总棒位,从多组堆芯功率分布数据中选择出一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据;
计算模块,用于根据所述当前堆芯功率分布数据,计算当前的控制棒总棒位所对应的LPD最大值和DNBR最小值;
判断模块,用于根据所计算的LPD最大值和DNBR最小值,以及预设的LPD整定值和DNBR整定值,判断是否触发停堆信号。
优选地,所述确定模块,用于将校刻态数据中的多个控制棒总棒位分别与当前的控制棒总棒位相减,将差值为最小的正数的控制棒总棒位所对应的一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据。
优选地,所述判断模块包括:
第一判断子单元,用于判断所计算的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值;
第二判断子单元,用于判断所计算的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值;
停堆触发单元,用于在所述LPD最大值大于所述LPD整定值,或者,所述DNBR最小值小于所述DNBR整定值时,触发停堆信号。
优选地,所述获取模块,用于通过定期对反应堆在各个校刻态下的运行进行三维模拟或试验来获取校刻态数据。
在本发明所提供的技术方案中,在获取到定期更新的校刻态数据(多个不同的控制棒总棒位分别所对应的多组校刻态堆芯参数数据)后,按照不同的控制棒总棒位分段重构不同的全堆芯功率分布,然后再根据现场的实时总棒位来从多组全堆芯功率分布数据中选择出一组全堆芯功率分布数据,进而实时确定实时的LPD最大值和DNBR最小值,这种方法不但能够降低计算不确定度,而且可提高保护的响应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中:
图1是本发明在线保护方法实施例一的流程图;
图2是本发明在线保护方法实施例二的流程图;
图3是本发明在线保护系统实施例一的逻辑结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
首先说明的是,控制棒作为一种快速控制反应性的工具,可在正常运行时调节反应堆的功率,在事故工况下快速引入负反应性,使反应堆快速停堆。试验证明,控制棒的总棒位也影响反应堆的功率分布。基于此,在本申请的技术方案中,首先按照不同的控制棒插入总步数,分段重构不同的全堆芯功率分布,然后再根据现场的总棒位选择一段重构后的全堆芯功率分布,进而现场实时确定LPD与DNBR取值,这种方法能够降低计算不确定度,而且可提高保护的响应速度,获得更多的安全裕量。
图1是本发明在线保护方法实施例一的流程图,该实施例的在线保护方法用于反应堆LPD和DNBR保护,且包括以下步骤:
步骤S10.获取定期更新的校刻态数据,其中,所述校刻态数据包括多个不同的控制棒总棒位分别所对应的多组校刻态堆芯参数数据;
在该步骤中,校刻态数据为稳态工况下的堆芯参数数据,而且校刻态数据有多组,分别对应不同的总棒位,例如,结合图2,总棒位R1时的校刻态堆芯参数数据;总棒位R2时的校刻态堆芯参数数据;总棒位R3时的校刻态堆芯参数数据;总棒位R4时的校刻态堆芯参数数据。应理解,堆芯参数数据分的组数越多,计算的越精准,但同时也增加了计算量,因此,工程上一般会做权衡,比如,获取3个总棒位分别所对应的三组校刻态堆芯参数数据。
关于校刻态数据的获取方式,在一个具体例子中,可通过定期对反应堆在各个校刻态下的运行进行三维模拟来获取校刻态数据;在另一个具体例子中,可通过对反应堆在各个校刻态下的运行进行试验来获取校刻态数据来获取,而且,在反应堆在各个校刻态下运行时,通过设置在堆内的多个中子探测器来探测堆芯中子通量,并根据堆芯中子通量来计算堆芯通量图。
另外,需说明的是,校刻态数据可由上位机(非安全级设备)生成或更新,并定期将其传送至下位机(安全级设备),即,下位机从上位机获取定期更新的校刻态数据,然后执行步骤S20至步骤S50。
步骤S20.根据各个控制棒总棒位分别所对应的校刻态堆芯参数数据,对各个控制棒总棒位分别所对应的堆芯功率分布数据进行重构计算;
在该步骤中,在进行堆芯功率分布数据的重构计算时,可采用权重系数法、耦合系数法或谐波综合法,而且,分别根据不同总棒位所对应的校刻态堆芯参数数据重构不同的全堆芯功率分布数据,例如,结合图2,根据总棒位R1时的校刻态堆芯参数数据重构出对应总棒位R1的全堆芯功率分布,根据总棒位R2时的校刻态堆芯参数数据重构出对应总棒位R2的全堆芯功率分布,根据总棒位R3时的校刻态堆芯参数数据重构出对应总棒位R3的全堆芯功率分布,根据总棒位R4时的校刻态堆芯参数数据重构出对应总棒位R4的全堆芯功率分布。
步骤S30.实时获取当前的控制棒总棒位,并根据当前的控制棒总棒位,从多组堆芯功率分布数据中选择出一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据;
在该步骤中,需说明的是,可从测量机构获取控制棒的各个棒的棒位测量信号,从而获取控制棒的当前总棒位。在获取到当前的控制棒总棒位后,再根据当前的从棒位从多组堆芯功率分布数据中选择出一组堆芯功率分布数据,并将其作为当前堆芯功率分布数据。
步骤S40.根据所述当前堆芯功率分布数据,计算当前的控制棒总棒位所对应的LPD最大值和DNBR最小值;
在该步骤中,在确定出当前堆芯功率分布数据后,可利用该当前堆芯功率分布数据计算当前总棒位下各燃料组件的各发生点的LPD值和DNBR值,应理解,LPD及DNBR的计算方法均为现有方法,在此不做赘述。然后,从计算出的多个LPD值中确定出LPD最大值,以及,从计算出的多个DNBR值中确定出DNBR最小值,例如,假如某堆芯有177个燃料组件,且每个组件有44个发生点,那么将产生177*44个LPD值及177*44个DNBR值。
步骤S50.根据所计算的LPD最大值和DNBR最小值,以及预设的LPD整定值和DNBR整定值,判断是否触发停堆信号。
在该步骤中,需说明的是,LPD整定值和DNBR整定值均是根据事故分析结果提前设定的。
进一步地,在一个具体实施例中,在步骤S30中,可根据以下方式当前堆芯功率分布数据:将校刻态数据中的多个控制棒总棒位分别与当前的控制棒总棒位相减,将差值为最小的正数的控制棒总棒位所对应的一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据。例如,结合图2,假设某一时刻,堆芯控制棒的当前总棒位为R,若0≤R≤R1时,选用对应总棒位R1的堆芯功率分布数据计算DNBR最小值和LPD最大值;若R1<R≤R2时,选用对应总棒位R2的堆芯功率分布数据计算DNBR最小值和LPD最大值;若R2<R≤R3时,选用对应总棒位R3的堆芯功率分布数据计算DNBR最小值和LPD最大值;若R3<R≤R4时,选用对应总棒位R4的堆芯功率分布数据计算DNBR最小值和LPD最大值。
进一步地,在一个具体实施例中,结合图2,步骤S50包括:
判断所计算的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值;
判断所计算的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值;
若所述LPD最大值大于所述LPD整定值,或者,所述DNBR最小值小于所述DNBR整定值,则触发停堆信号。
图3是本发明在线保护系统实施例一的逻辑结构图,该在线保护系统用于反应堆LPD和DNBR保护,且包括:获取模块10、功率重构模块20、确定模块30、计算模块40和判断模块50,其中,获取模块10用于获取定期更新的校刻态数据,其中,所述校刻态数据包括多个不同的控制棒总棒位分别所对应的多组校刻态堆芯参数数据;功率重构模块20用于根据各个控制棒总棒位分别所对应的校刻态堆芯参数数据,对各个控制棒总棒位分别所对应的堆芯功率分布数据进行重构计算;确定模块30用于实时获取当前的控制棒总棒位,并根据当前的控制棒总棒位,从多组堆芯功率分布数据中选择出一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据;计算模块40用于根据所述当前堆芯功率分布数据,计算当前的控制棒总棒位所对应的LPD最大值和DNBR最小值;判断模块50用于根据所计算的LPD最大值和DNBR最小值,以及预设的LPD整定值和DNBR整定值,判断是否触发停堆信号。
进一步地,获取模块10用于通过定期对反应堆在各个校刻态下的运行进行三维模拟或试验来获取校刻态数据。
进一步地,确定模块30用于将校刻态数据中的多个控制棒总棒位分别与当前的控制棒总棒位相减,将差值为最小的正数的控制棒总棒位所对应的一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据。
进一步地,判断模块40包括第一判断子单元、第二判断子单元和停堆触发单元,其中,第一判断子单元用于判断所计算的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值;第二判断子单元用于判断所计算的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值;停堆触发单元用于在所述LPD最大值大于所述LPD整定值,或者,所述DNBR最小值小于所述DNBR整定值时,触发停堆信号。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何纂改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种在线保护方法,用于反应堆LPD和DNBR保护,其特征在于,包括:
步骤S10.获取定期更新的校刻态数据,其中,所述校刻态数据包括多个不同的控制棒总棒位分别所对应的多组校刻态堆芯参数数据;
步骤S20.根据各个控制棒总棒位分别所对应的校刻态堆芯参数数据,对各个控制棒总棒位分别所对应的堆芯功率分布数据进行重构计算;
步骤S30.实时获取当前的控制棒总棒位,并根据当前的控制棒总棒位,从多组堆芯功率分布数据中选择出一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据;
步骤S40.根据所述当前堆芯功率分布数据,计算当前的控制棒总棒位所对应的LPD最大值和DNBR最小值;
步骤S50.根据所计算的LPD最大值和DNBR最小值,以及预设的LPD整定值和DNBR整定值,判断是否触发停堆信号。
2.根据权利要求1所述的在线保护方法,其特征在于,在所述步骤S30中,根据以下方式当前堆芯功率分布数据:
将校刻态数据中的多个控制棒总棒位分别与当前的控制棒总棒位相减,将差值为最小的正数的控制棒总棒位所对应的一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据。
3.根据权利要求1所述的在线保护方法,其特征在于,所述步骤S50包括:
判断所计算的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值;
判断所计算的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值;
若所述LPD最大值大于所述LPD整定值,或者,所述DNBR最小值小于所述DNBR整定值,则触发停堆信号。
4.根据权利要求1所述的在线保护方法,其特征在于,在所述步骤S10中,根据以下方式获取校刻态数据:
通过定期对反应堆在各个校刻态下的运行进行三维模拟来获取校刻态数据。
5.根据权利要求1所述的在线保护方法,其特征在于,在所述步骤S10中,根据以下方式获取校刻态数据:
通过对反应堆在各个校刻态下的运行进行试验来获取校刻态数据。
6.根据权利要求5所述的在线保护方法,其特征在于,在所述步骤S10中,根据以下方式获取校刻态数据:
反应堆在各个校刻态下运行时,通过设置在堆内的多个中子探测器来探测堆芯中子通量。
7.一种在线保护系统,用于反应堆LPD和DNBR保护,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取定期更新的校刻态数据,其中,所述校刻态数据包括多个不同的控制棒总棒位分别所对应的多组校刻态堆芯参数数据;
功率重构模块,用于根据各个控制棒总棒位分别所对应的校刻态堆芯参数数据,对各个控制棒总棒位分别所对应的堆芯功率分布数据进行重构计算;
确定模块,用于实时获取当前的控制棒总棒位,并根据当前的控制棒总棒位,从多组堆芯功率分布数据中选择出一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据;
计算模块,用于根据所述当前堆芯功率分布数据,计算当前的控制棒总棒位所对应的LPD最大值和DNBR最小值;
判断模块,用于根据所计算的LPD最大值和DNBR最小值,以及预设的LPD整定值和DNBR整定值,判断是否触发停堆信号。
8.根据权利要求7所述的在线保护系统,其特征在于,
所述确定模块,用于将校刻态数据中的多个控制棒总棒位分别与当前的控制棒总棒位相减,将差值为最小的正数的控制棒总棒位所对应的一组堆芯功率分布数据作为当前堆芯功率分布数据。
9.根据权利要求7所述的在线保护系统,其特征在于,所述判断模块包括:
第一判断子单元,用于判断所计算的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值;
第二判断子单元,用于判断所计算的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值;
停堆触发单元,用于在所述LPD最大值大于所述LPD整定值,或者,所述DNBR最小值小于所述DNBR整定值时,触发停堆信号。
10.根据权利要求7所述的在线保护系统,其特征在于,
所述获取模块,用于通过定期对反应堆在各个校刻态下的运行进行三维模拟或试验来获取校刻态数据。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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