CN114334197A - 低运行模式下一回路水装量监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低运行模式下一回路水装量监测方法和系统,该方法包括:确定核电机组的基准源项和至少一个剂量监测点,利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率‑水位关系公式;在所述剂量监测点安装剂量率监测仪表,以k=Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k;利用剂量率监测仪表监测剂量监测点的实际辐射剂量率;利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率,代入剂量监测点的基准辐射剂量率‑水位关系公式,计算出压力容器水位;在显示装置中显示出压力容器水位。与现有技术相比,本发明可实现在维修冷停堆或换料冷停堆等低运行模式下一回路水装量的连续测量,为监测事故后堆芯冷却状态提供重要依据。
Description
技术领域
本发明属于核电厂事故后堆芯冷却状态监测技术领域,更具体地说,本发明涉及一种压水堆核电厂低运行模式下一回路水装量监测方法及系统。
背景技术
三里岛核事故使业界认识到安装一回路水装量监测仪表,特别是压力容器水位监测仪表设备的必要性。压力容器水位为监测事故后堆芯冷却状态提供重要依据,以确保能够及时、准确、方便地对堆芯冷却状态做出正确诊断,进而选择合适的事故运行策略。依据仪表类型的不同,形成了不同的方案,应用较多的方案主要有:(1)通过测量压力容器底部和顶部的差压,或热管段和压力容器底部的差压实现压力容器水位的连续测量,例如文献《秦山核电二期扩建工程堆芯冷却监测系统设计》(核动力工程,第29卷,2008.2)公开的差压式压力容器水位测量装置(CCMS)、文献《SOP规程下堆芯冷却监测系统的设计》(核动力工程,第33卷,2012.10)公开的通过测量得到的差压计算压力容器水位的原理和方法;(2)使用热电偶间断式测量固定高度水位。
然而,不论是通过测量压力容器底部和顶部的差压实现压力容器水装量的连续监测,还是使用热电偶间断式测量固定高度水位,在低运行模式(维修冷停堆和换料冷停堆)下压力容器顶盖移除期间均不可使用:(1)对差压式压力容器水位测量而言,其上部引压管线直接引自压力容器顶盖上的排气管线,并且依据差压计算压力容器水位所需的堆芯出口冷却剂温度测量热电偶从压力容器顶盖处仪表管引入堆芯,在压力容器顶盖移除期间,这些仪表管将会拆除,差压测量和堆芯出口冷却剂温度测量均会丧失;(2)对热电偶间断式测量固定高度水位而言,热电偶从压力容器顶盖处仪表管引入堆芯并布置在固定高度,在压力容器顶盖移除期间,这些仪表管将会拆除,这些热电偶测量均会丧失。
因此,在低运行模式下压力容器顶盖移除期间,对一回路水装量的监测只能依赖于安装于冷段或热段的环路水位计,但是如图1所示,承载堆芯核燃料的压力容器位于反应堆水池底部,而已安装的反应堆水池环路水位计测量范围有限,可测量到的最低水位一般为冷、热管段底部;当一回路水装量持续恶化(如余热排出能力丧失致使压力容器内冷却剂持续的沸腾蒸发,同时一回路水装量恢复手段不可用),压力容器水位低于热管段底部标高时,将完全丧失一回路水装量的监测手段。
有鉴于此,确有必要提供一种能够解决上述问题的低运行模式下一回路水装量监测方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种低运行模式下一回路水装量监测方法及系统,以在低运行模式下压力容器顶盖移除期间实现压力容器水位的连续测量,确保对堆芯冷却状态的连续监测。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种低运行模式下一回路水装量监测方法,包括以下步骤:
1)确定核电机组的基准源项和至少一个位于压力容器上方的剂量监测点,利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式;
2)在所述剂量监测点安装剂量率监测仪表,以k=Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k;其中,Dfr、Dfb分别为压力容器水位处于同一高度时,剂量监测点的实际辐射剂量率和基准辐射剂量率;
3)利用剂量率监测仪表监测剂量监测点的实际辐射剂量率;
4)利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率,代入剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位;
5)在显示装置中显示出压力容器水位。
作为本发明低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式,所述剂量监测点位于反应堆水池上方、易于安装剂量率监测仪表实现辐射剂量率测量的位置;因所述剂量监测点位于压力容器顶盖外,步骤1)对于任一个剂量监测点,都需要按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形,分别拟合出基准辐射剂量率-水位关系公式;对应地,步骤4)利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率后,需要根据实际辐射剂量率对应的压力容器顶盖状态,将修正出的基准辐射剂量率代入压力容器顶盖移开或未移开情形下的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位。
作为本发明低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式,步骤1)中,所述利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式的过程为:
将乏燃料组件中贮存的放射性核素保守视为在反应堆水池水下的γ裸源,按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形,采用辐射屏蔽计算软件分别计算压力容器处于不同水位时,剂量监测点处的基准辐射剂量率;之后对基准辐射剂量率取对数,拟合生成基准辐射剂量率-水位关系公式:
压力容器顶盖移开时,RPVL1=a1-b1*(log10(Dfb));
压力容器顶盖未移开时,RPVL2=a2-b2*(log10(Dfb));
上述公式中,RPVL1为压力容器顶盖移开时的水位,单位为m;RPVL2为压力容器顶盖未移开时的水位,单位m;a1、b1、a2、b2分别为拟合得到的计算系数;Dfb为剂量监测点的基准辐射剂量率,单位为mGy/h。
作为本发明低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式,所述剂量率修正因子k的计算方法为:在压力容器水位处于已知值时,测量剂量监测点的实际辐射剂量率Dfr,将Dfr与基于基准源项计算出的压力容器水位处于同一高度时的基准辐射剂量率Dfb一起代入k=Dfb/Dfr中,计算出剂量率修正因子k。
作为本发明低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式,所述剂量率修正因子k的计算方法为:换料大修期间,压力容器顶盖移除之前需将一回路降至法兰面水位,记录降至法兰面水位时测得的实际辐射剂量率Dfr,将Dfr与基于基准源项计算得到的法兰面水位时的基准辐射剂量率Dfb一起代入k=Dfb/Dfr中,计算剂量率修正因子k。
作为本发明低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式,步骤5)中,显示装置提供压力容器水位的数值显示,还同时以柱状图的形式显示出水位信息,并标识出关键的水位阈值。
作为本发明低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式,所述压力容器水位的测量范围覆盖环路液位计测量下限至堆芯乏燃料组件顶部的区间。
为了实现上述发明目的,本发明还提供了一种低运行模式下一回路水装量监测系统,包括:
剂量率监测仪表,用于监测剂量监测点的实际辐射剂量率;
拟合模块,用于利用软件拟合出至少一个剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式;
计算模块,用于以k=Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k,还用于利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率,代入剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位;其中,Dfr、Dfb分别为压力容器水位处于同一高度时,剂量监测点的实际辐射剂量率和基准辐射剂量率;以及
显示装置,用于显示压力容器水位。
作为本发明低运行模式下一回路水装量监测系统的一种优选实施方式,所述剂量监测点位于反应堆水池上方、易于安装剂量率监测仪表实现辐射剂量率测量的位置;所述拟合模块用于对任一个剂量监测点,都按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形,分别拟合出基准辐射剂量率-水位关系公式;计算模块利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率后,需要根据实际辐射剂量率对应的压力容器顶盖状态,将修正出的基准辐射剂量率代入压力容器顶盖移开或未移开情形下的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位。
作为本发明低运行模式下一回路水装量监测系统的一种优选实施方式,所述显示装置用于提供压力容器水位的数值显示,还用于以柱状图的形式显示出水位信息,并标识出关键的水位阈值。
与现有技术相比,本发明基于核电站辐射环境下维修路径生成方法和系统可实现在维修冷停堆或换料冷停堆等低运行模式下一回路水装量(特别是压力容器水位)的连续测量,为监测事故后堆芯冷却状态提供重要依据,以确保能够及时、准确、方便地对堆芯冷却状态做出正确诊断,进而选择合适的事故运行策略,确保堆芯安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式,对本发明低运行模式下一回路水装量监测方法及系统进行详细说明。
图1为通过环路水位计对一回路水装量进行监测的示意图。
图2为本发明低运行模式下一回路水装量监测方法的一个实例流程图。
图3为依据表1中的数据拟合生成的压力容器顶盖移开时的对数剂量率-水位关系曲线图。
图4为依据表2中的数据拟合生成的压力容器顶盖未移开时的对数剂量率-水位关系曲线图。
图5为显示装置的压力容器水位显示图。
图6为本发明低运行模式下一回路水装量监测系统的一个实例示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰,以下结合附图和具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明,并非为了限定本发明。
在正常运行工况下,堆芯核燃料淹没于水中,并提供一定的水层厚度以实现放射性物质的生物屏蔽,确保对相关人员(如换料操作期间的换料操作人员)的辐射防护安全。随着堆芯核燃料上方的水位下降,由于生物屏蔽作用减弱,会导致监测到的辐射水平的升高,即,水位下降与辐射水平升高存在一定的因果关系。据此,本发明的发明人提出,可以测量剂量监测点的辐射剂量率,并通过辐射剂量率与压力容器水位的关系拟合公式,计算出压力容器水位,来实现压力容器水位的监测。
请参阅图1,本发明低运行模式下一回路水装量监测方法,包括以下步骤:
S1,确定核电机组的基准源项和至少一个位于压力容器上方的剂量监测点,利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式。
具体地,基准源项是指:考虑机组换料大修期间机组从功率运行正常停堆过渡到低运行模式后,压力容器内所有乏燃料没有移出时的γ源强,该γ源强可以由成熟的堆芯设计软件依据堆芯燃料排布、停堆时间、冷却剂硼浓度、控制棒位置、燃料棒尺寸、燃料富集度、燃料燃耗等参数进行建模计算得出,如:取机组正常停堆后四天的γ源强。
本发明不对基准源项的选取方法进行严格限定。可替代地,所述基准源项也可以取最终安全分析报告(FSAR)中给出的设计基准源项,设计基准源项为在核电厂设计阶段给出的、假设一定比例燃料包壳破损的包络源项。
所述剂量监测点位于反应堆水池上方、易于安装剂量率监测仪表实现辐射剂量率测量的位置,如反应堆水池旁、换料吊车上安装有辐射水平监测仪表的位置。
利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式的过程为:
1)将乏燃料组件中贮存的放射性核素保守视为在反应堆水池水下的γ裸源,采用辐射屏蔽商业计算软件(如Microsheild7.02等)计算压力容器处于不同水位时,剂量监测点处的基准辐射剂量率。可以预见的是,随着乏燃料组件上方屏蔽水层厚度逐渐减少,监测通道附近的辐射剂量率将迅速增大。
因为剂量监测点是位于压力容器顶盖外,考虑到压力容器顶盖较强的屏蔽作用,需要按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形,分别计算基准辐射剂量率和压力容器水位的对应数据,之后对基准辐射剂量率取对数,拟合生成对数剂量率-水位关系曲线图及基准辐射剂量率-水位关系公式。
例如,表1和表2分别给出了某核电机组在压力容器顶盖移开和未移开时,基准辐射剂量率和压力容器水位的对应数据,其中,对数剂量率为计算得到的基准辐射剂量率数据取以10为底的对数得到的结果。
表1、压力容器顶盖移开时的基准辐射剂量率和压力容器水位的对应数据
表2、压力容器顶盖未移开时的基准辐射剂量率和压力容器水位的对应数据
图3和图4分别为依据表1、表2中的基准辐射剂量率和压力容器水位的对应数据拟合生成的对数剂量率-水位关系曲线图。
根据图3和图4中的对数剂量率-水位关系曲线,容易发现对数剂量率和水位近似呈线性变化,基于此,可近似将压力容器顶盖移开和未移开时的对数剂量率和水位关系拟合为线性公式:
压力容器顶盖移开时,RPVL1=a1-b1*(log10(Dfb))---公式(1);
压力容器顶盖未移开时,RPVL2=a2-b2*(log10(Dfb))---公式(2);
上述基准辐射剂量率-水位关系公式(1)、(2)中,RPVL1为压力容器顶盖移开时的水位(m),RPVL2为压力容器顶盖未移开时的水位(m);a1、b1、a2、b2分别为拟合得到的计算系数,对于不同核电机组、不同基准源项、不同剂量监测点等,拟合得到的计算系数a1、b1、a2、b2会有所不同;Dfb为剂量监测点的基准辐射剂量率,单位为mGy/h。
例如,根据图3和图4的曲线(或者说表1和表2中的数据),可以得到如下拟合公式:
压力容器顶盖移开时:RPVL1=12-5.0/9.68*(log10(Dfb)+5.07),即a1为12-5.07*5.0/9.68,b1为5.0/9.68;
压力容器顶盖未移开时:RPVL2=12-5.0/8.99*(log10(Dfb)+6.76),即a2为12-6.76*5.0/8.99,b2为5.0/8.99。
可见,根据剂量监测点的基准辐射剂量率和公式(1)、(2),就能够计算出压力容器水位。
本发明不对压力容器水位的具体测量范围做出限定,优选地,压力容器水位的测量范围应覆盖环路液位计测量下限至堆芯乏燃料组件顶部的区间(如:从热管段底部直至堆芯顶部之间的压力容器水位区间),以实现低运行模式下一回路水装量持续恶化直至堆芯开始裸露期间对压力容器水位的持续监测。
S2,在所述剂量监测点安装剂量率监测仪表,以k=Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k;其中,Dfr、Dfb分别为压力容器水位处于同一高度时,剂量监测点的实际辐射剂量率和基准辐射剂量率。
本发明不对辐射水平监测仪表的监测方式和剂量监测点的设置做出限定,使用现有的辐射水平监测仪表对进行辐射剂量率监测即可,典型如安装在反应堆水池旁、换料吊车上的γ剂量率监测仪表。虽然本发明以γ剂量率为例进行说明,但在实际中,根据具体情况,可以通过监测γ剂量率计算反应容器水位,也可以通过监测α、β剂量率来计算反应容器水位。
引入剂量率修正因子k的原因是:公式(1)、(2)中的Dfb为依据基准源项计算得到的基准辐射剂量率,而在实际中,剂量率监测仪表测出的是实际辐射剂量率Dfr。由于机组每次换料大修期间,堆芯燃料燃耗、燃料包壳状态等因素导致实际源项与基准源项之间存在一定的偏差,在剂量监测点测得的实际辐射剂量率Dfr与理论计算出的基准辐射剂量率Dfb也会存在偏差。为了确保压力容器水位计算的准确性,不能直接将辐射水平监测仪表测得的实际辐射剂量率作为基准辐射剂量率代入公式(1)、(2)计算压力容器水位,而是有必要设定剂量率修正因子k,将测得的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率,才能代入基准辐射剂量率-水位关系公式(1)、(2)中计算压力容器水位。
需要说明的是,因为实际辐射剂量率与基准辐射剂量率的偏差是由实际源项与基准源项之间的偏差引起的,与压力容器顶盖是否移开无关,所以公式(1)、(2)中的剂量率修正因子k相同。
剂量率修正因子k的计算方法为:在压力容器水位处于已知值时,测量剂量监测点的实际辐射剂量率Dfr,将Dfr与基于基准源项计算出的压力容器水位处于同样水位时的基准辐射剂量率Dfb一起代入k=Dfb/Dfr中,即可计算出剂量率修正因子k。
优选地,因为每次换料大修期间,压力容器顶盖移除之前需将一回路降至法兰面水位,标高11m为已知值,因此,可以记录降至法兰面水位时测得的实际辐射剂量率Dfr,与基于基准源项计算得到的法兰面水位时的基准辐射剂量率Dfb一起代入k=Dfb/Dfr中,计算剂量率修正因子k。例如,对于表2相关的核电机组,降至法兰面水位时记录的实际辐射剂量率为8.42E-06mGy/h,从表2中查到水位标高11m时,基于基准源项计算得到的基准辐射剂量率为9.26E-06mGy/h,那么该核电机组的剂量率修正因子k=Dfb/Dfr=9.26E-06/8.42E-06=1.1。
S3,利用剂量率监测仪表监测剂量监测点的实际辐射剂量率。
S4,利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率,代入剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位。
易于理解的是,利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率后,需要根据实际辐射剂量率对应的压力容器顶盖状态,将修正出的基准辐射剂量率代入压力容器顶盖移开或未移开情形下的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位。
在实际中,为便于计算,也可以先将剂量率修正因子k代入基准辐射剂量率-水位关系公式,得到剂量监测点的实际辐射剂量率-水位关系公式,再将剂量监测点的实际辐射剂量率代入实际辐射剂量率-水位关系公式,计算压力容器水位。
具体地,根据剂量率修正因子k的计算公式可知,Dfb=k*Dfr---公式(3);
将公式(3)代入公式(1)、(2),即可得到剂量监测点的实际辐射剂量率-水位关系公式为:
压力容器顶盖移开时,RPVL1=a1-b1*(log10(k*Dfr))---公式(4);
压力容器顶盖未移开时,RPVL2=a2-b2*(log10(k*Dfr))---公式(5);
其中,RPVL1为压力容器顶盖移开时的水位,单位为m;RPVL2为压力容器顶盖未移开时的水位,单位为m;a1、b1、a2、b2分别为拟合得到的计算系数;k为剂量率修正因子,无单位;Dfr为剂量监测点的实际辐射剂量率,也就是剂量率监测仪表的监测值,单位为mGy/h。
S5,在显示装置中显示出压力容器水位数值。
如图5所示,显示装置除提供压力容器水位的数值显示之外,为了能够直观地反映压力容器内的水装量情况,可以同时以柱状图的形式显示出水位信息,并标识出关键的水位阈值,以便于操纵员使用。
此外,在剂量率监测仪表失效时(如超量程),显示装置能够给出测量失效的指示,同时水位数值显示为“上一刻的有效值”。
通过以上描述可知,本发明运行模式下一回路水装量监测方法基于剂量率监测仪表测得的监测点实际辐射剂量率,并对实际辐射剂量率进行修正,得到基准辐射剂量率,依据拟合出的实际辐射剂量率-水位关系公式得到压力容器水位,最后,将得到的压力容器水位予以合理显示。本发明通过监测压力容器上方的辐射水平来测量压力容器水位,可实现在维修冷停堆或换料冷停堆等低运行模式下压力容器顶盖移除期间,常规安装的差压式热力容器水位测量或热电偶式压力容器水位测量因压力容器顶盖移除而不可用时,对压力容器水位的连续测量,为监测事故后堆芯冷却状态提供重要依据,以确保能够及时、准确、方便地对堆芯冷却状态做出正确诊断,进而选择合适的事故运行策略,确保堆芯安全,可作为现有一回路水位监测仪表系统的补充。
请参阅图6,本发明低运行模式下一回路水装量监测系统包括:
剂量率监测仪表20,用于监测剂量监测点的实际辐射剂量率;
拟合模块22,用于利用软件拟合出至少一个剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式;
计算模块24,用于以k=Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k,还用于利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率,代入剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位;以及
显示装置26,用于显示压力容器水位。
具体的,所述剂量监测点位于反应堆水池上方、易于安装剂量率监测仪表实现辐射剂量率测量的位置;所述拟合模块22用于对任一个剂量监测点,都按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形,分别拟合出基准辐射剂量率-水位关系公式;计算模块24利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率后,需要根据实际辐射剂量率对应的压力容器顶盖状态,将修正出的基准辐射剂量率代入压力容器顶盖移开或未移开情形下的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位。
具体的,显示装置26用于提供压力容器水位的数值显示,还用于以柱状图的形式显示出水位信息,并标识出关键的水位阈值。
结合以上对本发明的详细描述可以看出,相对于现有技术,本发明可实现在维修冷停堆或换料冷停堆等低运行模式下一回路水装量(特别是压力容器水位)的连续测量,为监测事故后堆芯冷却状态提供重要依据,以确保能够及时、准确、方便地对堆芯冷却状态做出正确诊断,进而选择合适的事故运行策略,确保堆芯安全。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种低运行模式下一回路水装量监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)确定核电机组的基准源项和至少一个位于压力容器上方的剂量监测点,利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式;
2)在所述剂量监测点安装剂量率监测仪表,以k=Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k;其中,Dfr、Dfb分别为压力容器水位处于同一高度时,剂量监测点的实际辐射剂量率和基准辐射剂量率;
3)利用剂量率监测仪表监测剂量监测点的实际辐射剂量率;
4)利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率,代入剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位;
5)在显示装置中显示出压力容器水位。
2.根据权利要求1所述的低运行模式下一回路水装量监测方法,其特征在于,所述剂量监测点位于反应堆水池上方、易于安装剂量率监测仪表实现辐射剂量率测量的位置;因所述剂量监测点位于压力容器顶盖外,步骤1)对于任一个剂量监测点,都需要按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形,分别拟合出基准辐射剂量率-水位关系公式;对应地,步骤4)利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率后,需要根据实际辐射剂量率对应的压力容器顶盖状态,将修正出的基准辐射剂量率代入压力容器顶盖移开或未移开情形下的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位。
3.根据权利要求2所述的低运行模式下一回路水装量监测方法,其特征在于,步骤1)中,所述利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式的过程为:
将乏燃料组件中贮存的放射性核素保守视为在反应堆水池水下的γ裸源,按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形,采用辐射屏蔽计算软件分别计算压力容器处于不同水位时,剂量监测点处的基准辐射剂量率;之后对基准辐射剂量率取对数,拟合生成基准辐射剂量率-水位关系公式:
压力容器顶盖移开时,RPVL1=a1-b1*(log10(Dfb));
压力容器顶盖未移开时,RPVL2=a2-b2*(log10(Dfb));
上述公式中,RPVL1为压力容器顶盖移开时的水位,单位为m;RPVL2为压力容器顶盖未移开时的水位,单位m;a1、b1、a2、b2分别为拟合得到的计算系数;Dfb为剂量监测点的基准辐射剂量率,单位为mGy/h。
4.根据权利要求3所述的低运行模式下一回路水装量监测方法,其特征在于,所述剂量率修正因子k的计算方法为:在压力容器水位处于已知值时,测量剂量监测点的实际辐射剂量率Dfr,将Dfr与基于基准源项计算出的压力容器水位处于同一高度时的基准辐射剂量率Dfb一起代入k=Dfb/Dfr中,计算出剂量率修正因子k。
5.根据权利要求4所述的低运行模式下一回路水装量监测方法,其特征在于,所述剂量率修正因子k的计算方法为:换料大修期间,压力容器顶盖移除之前需将一回路降至法兰面水位,记录降至法兰面水位时测得的实际辐射剂量率Dfr,将Dfr与基于基准源项计算得到的法兰面水位时的基准辐射剂量率Dfb一起代入k=Dfb/Dfr中,计算剂量率修正因子k。
6.根据权利要求1所述的低运行模式下一回路水装量监测方法,其特征在于,步骤5)中,显示装置提供压力容器水位的数值显示,还同时以柱状图的形式显示出水位信息,并标识出关键的水位阈值。
7.根据权利要求1所述的低运行模式下一回路水装量监测方法,其特征在于,所述压力容器水位的测量范围覆盖环路液位计测量下限至堆芯乏燃料组件顶部的区间。
8.一种低运行模式下一回路水装量监测系统,其特征在于,所述低运行模式下一回路水装量监测系统包括:
剂量率监测仪表,用于监测剂量监测点的实际辐射剂量率;
拟合模块,用于利用软件拟合出至少一个剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式;
计算模块,用于以k=Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k,还用于利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率,代入剂量监测点的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位;其中,Dfr、Dfb分别为压力容器水位处于同一高度时,剂量监测点的实际辐射剂量率和基准辐射剂量率;以及
显示装置,用于显示压力容器水位。
9.根据权利要求8所述的低运行模式下一回路水装量监测系统,其特征在于,所述剂量监测点位于反应堆水池上方、易于安装剂量率监测仪表实现辐射剂量率测量的位置;所述拟合模块用于对任一个剂量监测点,都按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形,分别拟合出基准辐射剂量率-水位关系公式;计算模块利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率后,需要根据实际辐射剂量率对应的压力容器顶盖状态,将修正出的基准辐射剂量率代入压力容器顶盖移开或未移开情形下的基准辐射剂量率-水位关系公式,计算出压力容器水位。
10.根据权利要求8所述的低运行模式下一回路水装量监测系统,其特征在于,所述显示装置用于提供压力容器水位的数值显示,还用于以柱状图的形式显示出水位信息,并标识出关键的水位阈值。
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CN202111468317.4A CN114334197A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 低运行模式下一回路水装量监测方法及系统 |
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CN202111468317.4A CN114334197A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 低运行模式下一回路水装量监测方法及系统 |
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CN115267873A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-01 | 中国核动力研究设计院 | 一种反应堆沉积源项的测量分析方法、系统、终端及介质 |
CN115267873B (zh) * | 2022-08-01 | 2024-04-19 | 中国核动力研究设计院 | 一种反应堆沉积源项的测量分析方法、系统、终端及介质 |
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