CN114662281A - 反应堆在线保护方法、系统及可读存储介质 - Google Patents

反应堆在线保护方法、系统及可读存储介质 Download PDF

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胡友森
冯英杰
李可嘉
何明涛
蒙舒祺
吴宇婷
陈天铭
毛玉龙
张薇
彭思涛
程艳花
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Abstract

本发明涉及了一种反应堆在线保护方法、系统及可读存储介质，该反应堆在线保护方法包括：获取自给能探测器的n组探测数据；从n组探测数据中取m组不同的探测数据组成一个子集，并根据各个子集的探测数据分别重构出相应子集的堆芯功率分布数据；根据各个子集所对应的堆芯功率分布数据分别计算各个子集所对应的LPD最大值和DNBR最小值；从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，及从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值；根据最终的LPD最大值和最终的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。通过该技术方案，大幅提升了LPD最大值和DNBR最小值的取值精度，能够降低计算不确定度，获得更多的安全裕量。

Description

反应堆在线保护方法、系统及可读存储介质
技术领域
本发明涉及核电设计领域，尤其涉及一种反应堆在线保护方法、系统及可读存储介质。
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，压水堆一般通过自给能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，而且，在计算堆芯功率分布信息时，通常是先对每组中子探测器的测量数据进行预处理，再将预处理后的各组数据进行汇总，最后根据汇总后的数据推演出堆芯功率分布。但是，在这种方式中，若某个或某些中子探测器的测量数据误差较大，则直接影响堆芯功率分布重构计算的准确度，进而影响DNBR计算值及LPD计算值的准确度，使得核电运行的安全裕量较小。
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核电运行安全裕量较小的缺陷，提供一种反应堆在线保护方法、系统及可读存储介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种反应堆在线保护方法，包括：
步骤S10.获取自给能探测器的n组探测数据，其中，n≥4；
步骤S20.从n组探测数据中取m组不同的探测数据组成一个子集，并根据各个子集的探测数据分别重构出相应子集的堆芯功率分布数据，其中，m≥3，且m<n；
步骤S30.根据各个子集所对应的堆芯功率分布数据分别计算各个子集所对应的LPD最大值和DNBR最小值；
步骤S40.从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，及从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值；
步骤S50.根据所述最终的LPD最大值和所述最终的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，n＝4，m＝3，且所述子集的数量为四个。
优选地，在所述步骤S40中，从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，包括：
从各个子集所对应的LPD最大值中选择出次大值，且将所述次大值作为最终的LPD最大值。
优选地，在所述步骤S40中，从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值，包括：
从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出次小值，且将所述次小值作为最终的DNBR最小值。
优选地，所述步骤S50包括：
判断最终的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值；
判断最终的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值；
若所述最终的LPD最大值大于所述LPD整定值，或者，所述最终的DNBR最小值小于所述DNBR整定值，则触发停堆信号。
本发明还构造一种反应堆在线保护系统，包括：
数据获取模块，用于获取自给能探测器的n组探测数据，其中，n≥4；
组合重构模块，用于从n组探测数据中取m组不同的探测数据组成一个子集，并根据各个子集的探测数据分别重构出相应子集的堆芯功率分布数据，其中，m≥3，且m<n；
值计算模块，用于根据各个子集所对应的堆芯功率分布数据分别计算各个子集所对应的LPD最大值和DNBR最小值；
值选择模块，用于从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，及从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值；
判断模块，用于根据所述最终的LPD最大值和所述最终的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，n＝4，m＝3，且所述子集的数量为四个。
优选地，所述值选择模块包括：
LPD值选择单元，用于从各个子集所对应的LPD最大值中选择出次大值，且将所述次大值作为最终的LPD最大值；
DNBR值选择单元，用于从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出次小值，且将所述次小值作为最终的DNBR最小值。
本发明还构造一种反应堆在线保护系统，包括处理器及存储有计算机程序的存储器，所述处理器在执行所述计算机程序时实现以上所述的反应堆在线保护方法的步骤。
本发明还构造一种可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现以上所述的反应堆在线保护方法的步骤。
在本发明所提供的技术方案中，采用了现场较多的探测数据对堆芯功率分布进行重构计算，即，每组探测数据均参与多次重构计算，重构精度高，进而可得到多种不同的现场实时LPD最大值与DNBR最小值，大幅提升了现场实时LPD最大值和DNBR最小值的取值精度，能够降低计算不确定度，获得更多的安全裕量。
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是本发明反应堆在线保护方法实施例一的流程图；
图2是本发明反应堆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。
图1是本发明反应堆在线保护方法实施例一的流程图，该实施例的反应堆在线保护方法用于反应堆的LPD和DNBR保护，且具体包括以下步骤：
步骤S10.获取自给能探测器的n组探测数据，其中，n≥4；
步骤S20.从n组探测数据中取m组不同的探测数据组成一个子集，并根据各个子集的探测数据分别重构出相应子集的堆芯功率分布数据，其中，m≥3，且m<n；
步骤S30.根据各个子集所对应的堆芯功率分布数据分别计算各个子集所对应的LPD最大值和DNBR最小值；
步骤S40.从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，及从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值；
步骤S50.根据所述最终的LPD最大值和所述最终的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。
在该实施例中，首先，通过将n组探测数据分成
Figure BDA0003515074430000051
个子集，并基于每个子集的探测数据分别重构出堆芯功率分布数据，从而得到
Figure BDA0003515074430000052
种不同的堆芯功率分布数据。然后，再根据不同的堆芯功率分布数据计算得到
Figure BDA0003515074430000053
种不同的现场实时LPD最大值与DNBR最小值的取值，而且，从
Figure BDA0003515074430000054
个LPD最大值中确定出最终的LPD最大值，及从
Figure BDA0003515074430000055
个DNBR最小值中确定出最终的DNBR最小值。最后，根据最终的LPD最大值及最终的DNBR最小值，并结合LPD整定值和DNBR整定值来判断是否触发停堆信号。因此，该实施例的技术方案采用了现场较多的探测数据对堆芯功率分布进行重构计算，即，每组探测数据均参与多次重构计算，重构精度高，进而可得到多种不同的现场实时LPD最大值与DNBR最小值，大幅提升了现场实时LPD最大值和DNBR最小值的取值精度，能够降低计算不确定度，获得更多的安全裕量。
在一个具体实施例中，堆芯例如为177堆芯、121堆芯、157堆芯、193堆芯、241堆芯，而且，n＝4，m＝3，
Figure BDA0003515074430000061
即，子集的数量为四个。在该实施例中，共设置四组自给能探测器，当分别对自给能探测器的四组探测数据进行预处理后，将这四组探测数据按照4取3进行组合，分别得到4区(子集)探测数据，每区包含3组探测数据。然后，基于每区的探测数据，分别重构出堆芯功率分布数据，从而得到4种不同的重构后的全堆芯功率分布。再根据不同的全堆芯功率分布，计算得到4种不同的现场实时LPD最大值与DNBR最小值的取值。
进一步地，在一个具体实施例中，步骤S30包括：
从各个子集所对应的LPD最大值中选择出次大值，且将所述次大值作为最终的LPD最大值；
从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出次小值，且将所述次小值作为最终的DNBR最小值。
在该实施例中，考虑单一故障的安全分析假设，现场参与保护的实时计算值取4区LPD的次大值和4区DNBR的次小值，并将该4区LPD的次大值/4区DNBR的次小值作为最终的LPD最大值/最终的DNBR最小值。
进一步地，在一个具体实施例中，步骤S50包括：
判断最终的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值；
判断最终的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值；
若所述最终的LPD最大值大于所述LPD整定值，或者，所述最终的DNBR最小值小于所述DNBR整定值，则触发停堆信号。
在该实施例中，将该4区LPD的次大值/4区DNBR的次小值与LPD/DNBR整定值进行比较，如果超过或低于相应的整定值，则触发停堆信号。
图2是本发明反应堆在线保护系统实施例一的逻辑结构图，该实施例的反应堆在线保护系统包括：数据获取模块10、组合重构模块20、值计算模块30、值选择模块40和判断模块50，其中，数据获取模块10用于获取自给能探测器的n组探测数据，其中，n≥4；组合重构模块20用于从n组探测数据中取m组不同的探测数据组成一个子集，并根据各个子集的探测数据分别重构出相应子集的堆芯功率分布数据，其中，m≥3，且m<n；值计算模块30用于根据各个子集所对应的堆芯功率分布数据分别计算各个子集所对应的LPD最大值和DNBR最小值；值选择模块40用于从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，及从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值；判断模块50用于根据所述最终的LPD最大值和所述最终的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。该实施例的技术方案采用了现场较多的探测数据对堆芯功率分布进行重构计算，即，每组探测数据均参与多次重构计算，重构精度高，进而可得到多种不同的现场实时LPD最大值与DNBR最小值，大幅提升了现场实时LPD最大值和DNBR最小值的取值精度，能够降低计算不确定度，获得更多的安全裕量。
在一个具体实施例中，n＝4，m＝3，
Figure BDA0003515074430000071
即，子集的数量为四个，该实施例可应用于177堆芯、121堆芯、157堆芯、193堆芯、241堆芯等。
进一步地，在一个具体实施例中，值选择模块40包括LPD值选择单元和DNBR值选择单元，其中，LPD值选择单元用于从各个子集所对应的LPD最大值中选择出次大值，且将所述次大值作为最终的LPD最大值；DNBR值选择单元，用于从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出次小值，且将所述次小值作为最终的DNBR最小值。
本发明还构造一种反应堆在线保护系统，该反应堆在线保护系统包括处理器及存储器，该存储器存储有计算机程序，该处理器在执行该计算机程序时实现以上所述的反应堆在线保护方法的步骤。
本发明还构造一种可读存储介质，该可读存储介质存储有计算机程序，且该计算机程序在被处理器执行时实现以上所述的反应堆在线保护方法的步骤。
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)

1.一种反应堆在线保护方法，其特征在于，包括：
步骤S10.获取自给能探测器的n组探测数据，其中，n≥4；
步骤S20.从n组探测数据中取m组不同的探测数据组成一个子集，并根据各个子集的探测数据分别重构出相应子集的堆芯功率分布数据，其中，m≥3，且m<n；
步骤S30.根据各个子集所对应的堆芯功率分布数据分别计算各个子集所对应的LPD最大值和DNBR最小值；
步骤S40.从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，及从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值；
步骤S50.根据所述最终的LPD最大值和所述最终的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所述的反应堆在线保护方法，其特征在于，n＝4，m＝3，且所述子集的数量为四个。
3.根据权利要求1所述的反应堆在线保护方法，其特征在于，在所述步骤S40中，从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，包括：
从各个子集所对应的LPD最大值中选择出次大值，且将所述次大值作为最终的LPD最大值。
4.根据权利要求1所述的反应堆在线保护方法，其特征在于，在所述步骤S40中，从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值，包括：
从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出次小值，且将所述次小值作为最终的DNBR最小值。
5.根据权利要求1所述的反应堆在线保护方法，其特征在于，所述步骤S50包括：
判断最终的LPD最大值是否大于预设的LPD整定值；
判断最终的DNBR最小值是否小于预设的DNBR整定值；
若所述最终的LPD最大值大于所述LPD整定值，或者，所述最终的DNBR最小值小于所述DNBR整定值，则触发停堆信号。
6.一种反应堆在线保护系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取自给能探测器的n组探测数据，其中，n≥4；
组合重构模块，用于从n组探测数据中取m组不同的探测数据组成一个子集，并根据各个子集的探测数据分别重构出相应子集的堆芯功率分布数据，其中，m≥3，且m<n；
值计算模块，用于根据各个子集所对应的堆芯功率分布数据分别计算各个子集所对应的LPD最大值和DNBR最小值；
值选择模块，用于从各个子集所对应的LPD最大值中选择出最终的LPD最大值，及从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出最终的DNBR最小值；
判断模块，用于根据所述最终的LPD最大值和所述最终的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。
7.根据权利要求6所述的反应堆在线保护系统，其特征在于，n＝4，m＝3，且所述子集的数量为四个。
8.根据权利要求6所述的反应堆在线保护系统，其特征在于，所述值选择模块包括：
LPD值选择单元，用于从各个子集所对应的LPD最大值中选择出次大值，且将所述次大值作为最终的LPD最大值；
DNBR值选择单元，用于从各个子集所对应的DNBR最小值中选择出次小值，且将所述次小值作为最终的DNBR最小值。
9.一种反应堆在线保护系统，包括处理器及存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一项所述的反应堆在线保护方法的步骤。
10.一种可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的反应堆在线保护方法的步骤。
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