CN115101225A - 堆外探测器中间量程的保护定值标定方法和系统 - Google Patents

堆外探测器中间量程的保护定值标定方法和系统 Download PDF

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CN115101225A CN202210646643.8A CN202210646643A CN115101225A CN 115101225 A CN115101225 A CN 115101225A CN 202210646643 A CN202210646643 A CN 202210646643A CN 115101225 A CN115101225 A CN 115101225A
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Abstract

本发明涉及堆外探测器中间量程的保护定值标定方法和系统，包括以下步骤：确定堆芯中子的通量水平修正因子；计算中间量程探测器的加权功率因子；根据加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子；根据通量水平修正因子、功率分布修正因子以及中间量程探测器寿期初的测试数据，预测中间量程探测器的保护定值。本发明在不需要减载降功率的条件下，即可实现对核电机组的仪表系统的中间量程探测器的保护定值进行预测和标定，解决了未能紧急停堆的预期瞬变保护定值随着循环运行对应的功率水平发生变化的问题，保证了机组的安全运行。

Description

堆外探测器中间量程的保护定值标定方法和系统
技术领域
本发明涉及核反应堆的技术领域，更具体地说，涉及一种堆外探测器中间量程的保护定值标定方法和系统。
背景技术
当前仪表系统中间量程保护定值在每个循环寿期初启动物理试验期间30％FP功率平台进行标定。仪表系统在高功率水平达到量程上限，如需进行中间量程数据采集需要机组进行深度减载降功率。因此，在机组正常运行期间，无合适窗口进行再次标定。随着燃耗增加，堆芯功率分布与通量水平发生变化，寿期初标定得到的保护定值不再适用，可能造成仪表系统保护定值对应功率水平变化，对机组安全运行产生影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种堆外探测器中间量程的保护定值标定方法和系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种堆外探测器中间量程的保护定值标定方法，包括以下步骤：
确定堆芯中子的通量水平修正因子；
计算中间量程探测器的加权功率因子；
根据所述加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子；
根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子以及所述中间量程探测器寿期初的测试数据，预测所述中间量程探测器的保护定值。
在本发明所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法中，所述确定堆芯中子的通量水平修正因子包括：
获取堆芯外围组件功率分布数据及对应的循环燃耗数据；
获取堆芯中子的通量水平数据及对应的循环燃耗数据；
根据所述堆芯外围组件功率分布数据及对应的循环燃耗数据，获得堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势；
根据所述堆芯中子的通量水平数据及对应的循环燃耗数据，获得堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势；
根据所述堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势和所述堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势，确定所述通量水平修正因子。
在本发明所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法中，所述计算中间量程探测器的加权功率因子包括：
获取中间量程响应因子；
结合堆芯燃料组件的功率分布数据和所述中间量程响应因子，计算所述加权功率因子。
在本发明所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法中，所述根据所述加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子包括：
获取不同燃耗状态下对应的中间量程探测器加权功率因子；
根据所述不同燃耗状态下对应的中间量程探测器加权功率因子，计算所述功率分布修正因子。
在本发明所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法中，所述根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子以及所述中间量程探测器寿期初的测试数据，预测所述中间量程探测器的保护定值包括：
获取所述中间量程探测器寿期初的测试数据；
根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子和所述中间量程探测器寿期初的测试数据，结合保护定值计算式，计算所述中间量程探测器的保护定值。
在本发明所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法中，所述测试数据为：所述中间量程探测器寿期初的实测电流值；
所述根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子和所述中间量程探测器寿期初的测试数据，结合保护定值计算式，计算所述中间量程探测器的保护定值包括：
根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子和所述中间量程探测器寿期初的实测电流值，结合保护定值计算式，计算所述中间量程探测器的保护定值。
在本发明所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法中，所述保护定值计算式满足：
I2＝α*β*I1；
其中，I2为中间量程探测器的保护定值；α为通量水平修正因子；β为功率分布修正因子；I1中间量程探测器寿期初的实测电流值。
本发明还提供一种堆外探测器中间量程的保护定值标定系统，包括：
第一确定单元，用于确定堆芯中子的通量水平修正因子；
计算单元，用于计算中间量程探测器的加权功率因子；
第二确定单元，用于根据所述加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子；
预测单元，用于根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子以及所述中间量程探测器寿期初的测试数据，预测所述中间量程探测器的保护定值。
本发明还提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储程序指令，所述处理器用于根据所述存储器所存储的程序指令执行如上所述方法的步骤。
本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
实施本发明的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法和系统，具有以下有益效果：包括以下步骤：确定堆芯中子的通量水平修正因子；计算中间量程探测器的加权功率因子；根据加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子；根据通量水平修正因子、功率分布修正因子以及中间量程探测器寿期初的测试数据，预测中间量程探测器的保护定值。本发明在不需要减载降功率的条件下，即可实现对核电机组的仪表系统的中间量程探测器的保护定值进行预测和标定，解决了未能紧急停堆的预期瞬变保护定值随着循环运行对应的功率水平发生变化的问题，保证了机组的安全运行。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势图；
图3是本发明实施例提供的堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势图；
图4是本发明实施例提供的寿期初与寿期末30％FP理论功率分布图；
图5是本发明实施例提供的中间量程响应因子示意图；
图6是本发明实施例提供的理论标定方法偏差统计图；
图7是本发明实施例提供的堆外探测器中间量程的保护定值标定系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，为本发明提供的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法一可选实施例的流程示意图。
如图1所示，该堆外探测器中间量程的保护定值标定方法包括以下步骤：
步骤S101、确定堆芯中子的通量水平修正因子。
可选的，一些实施例中，确定堆芯中子的通量水平修正因子包括：获取堆芯外围组件功率分布数据及对应的循环燃耗数据；获取堆芯中子的通量水平数据及对应的循环燃耗数据；根据堆芯外围组件功率分布数据及对应的循环燃耗数据，获得堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势；根据堆芯中子的通量水平数据及对应的循环燃耗数据，获得堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势；根据堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势和堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势，确定通量水平修正因子。
具体的，堆芯外围组件功率分布数据及对应的循环燃耗数据可以通过检测的手段获得，也可以通过存储在数据库中的历史数据中直接提取获得，本发明不作具体限定。
同样地，堆芯中子的通量水平数据及对应的循环燃耗数据也可以通过检测的手段获得，或者，可以通过存储在数据库中的历史数据中直接提取获得，本发明不作具体限定。
一些实施例中，堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势和堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势可以通过软件进行分析计算得到。
或者，在其他一些实施例中，也可以通过软件模拟堆芯功率运行燃耗史得到堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势。
其中，图2为某核电厂机组历史循环堆芯外围组件功率分布随燃耗变化趋势图；图3为某核电厂历史循环堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势图。
由图2可知，随着堆芯燃耗的加深以及堆内可燃毒物的消耗，堆芯外围功率权重不断变化。由图3可知，随着堆芯燃耗的加深以及可裂变核素的消耗，堆芯总体中子通量水平不断上涨。
因此，基于堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势和堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势，可以确定通量水平修正因子。
具体的，堆芯中子的通量水平修正因子可以通过下式表示：
α＝φ2/φ1 (1)。
其中，φ1：燃耗状态1对应的堆芯通量水平；φ2：燃耗状态2对应的堆芯通量水平。
步骤S102、计算中间量程探测器的加权功率因子。
一些实施例中，计算中间量程探测器的加权功率因子包括：获取中间量程响应因子；结合堆芯燃料组件的功率分布数据和中间量程响应因子，计算加权功率因子。
具体的，反应堆堆芯随着燃耗加深，堆芯功率分布也发生变化。本发明实施例中，通过对堆芯功率运行燃耗数据的分析，可得到堆芯燃料组件功率分布随燃耗的变化，具体如图4所示。
由图4可知，各堆芯燃料组件功率对中间量程探测器测量电流的影响不同(，其中，各堆芯燃料组件功率对中间量程探测器测量电流的贡献(即中间量程响应因子)如图5所示。因此，通过获取中间量程响应因子并结合堆芯燃料组件功率分布即可计算得到中间量程探测器的加权功率因子。
具体的，中间量程探测器的加权功率因子满足以下条件：
σ＝ΣXi×Pi (2)。
其中，Xi：i位置对应的中间量程响应因子；Pi：i位置对应的堆芯燃料组件功率。
步骤S103、根据加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子。
一些实施例中，根据加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子包括：获取不同燃耗状态下对应的中间量程探测器加权功率因子；根据不同燃耗状态下对应的中间量程探测器加权功率因子，计算功率分布修正因子。
具体的，堆芯燃料组件的功率分布修正因子满足以下条件：
β＝σ2/σ1 (3)。
其中，σ1：燃耗状态1对应的中间量程探测器的加权功率因子；σ2：燃耗状态2对应的中间量程探测器的加权功率因子。
因此，通过计算不同燃耗状态下中间量程探测器的加权功率因子，再结合(3)式即可计算得到堆芯燃料组件的功率分布修正因子。
步骤S104、根据通量水平修正因子、功率分布修正因子以及中间量程探测器寿期初的测试数据，预测中间量程探测器的保护定值。
一些实施例中，根据通量水平修正因子、功率分布修正因子以及中间量程探测器寿期初的测试数据，预测中间量程探测器的保护定值包括：获取中间量程探测器寿期初的测试数据；根据通量水平修正因子、功率分布修正因子和中间量程探测器寿期初的测试数据，结合保护定值计算式，计算中间量程探测器的保护定值。
可选的，本发明实施例中，测试数据为：中间量程探测器寿期初的实测电流值。
一些实施例中，根据通量水平修正因子、功率分布修正因子和中间量程探测器寿期初的测试数据，结合保护定值计算式，计算中间量程探测器的保护定值包括：根据通量水平修正因子、功率分布修正因子和中间量程探测器寿期初的实测电流值，结合保护定值计算式，计算中间量程探测器的保护定值。
本发明实施例中，保证定值计算式表示如下：
I2＝α*β*I1 (4)。
其中，I2为中间量程探测器的保护定值；α为通量水平修正因子；β为功率分布修正因子；I1中间量程探测器寿期初的实测电流值。
因此，在确定通量水平修正因子、功率分布修正因子以及中间量程探测器寿期初的实测电流值后，采用(4)式即快速计算得到中间量程探测器的保护定值。
本发明通过计算堆芯功率分布、通量水平随燃耗的变化，结合IRC(中间量程探测器)探头响应因子计算堆芯外围功率权重，计算ATWT(未能紧急停堆的预期瞬变)定值对应功率水平随燃耗的变化。结合循环初期的现场实测数据(即实测电流值)，实现理论标定IRC保护定值的功能，解决ATWT定值随着循环运行对应的功率水平发生变化的问题。
为了验证本发明的可靠性，在一个具体实施例中，选取某循环寿期初与寿期末数据，根据功率分布、通量水平计算修正因子。从而实现两个方面的计算：1、对应相同的电流值，计算ATWT保护定值对应的功率水平。2、对应30％FP，计算寿期末ATWT理论标定结果。
收集某电厂各台机组各循环的理论计算数值(即表1中的预测值)，与现场大修停堆电流跟踪工作采集的现场实际值进行对比，数据表格见表1。对数据偏差进行统计，结果见图6。
表1理论计算与实测数据偏差统计
Figure BDA0003686157390000101
其中，表1中RT表示高通量紧急停堆(即对应25％功率)，ATWT表示未能紧急停堆的预期瞬变(对应30％FP功率)，C1对应20％FP功率。
由表1可看出，本发明的标定方法与现场实际数据符合度较高。
参考图7，为本发明提供的堆外探测器中间量程的保护定值标定系统一可选实施例的结构示意图。
其中，该堆外探测器中间量程的保护定值标定系统可用于实现本发明实施例公开的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法。
如图7所示，该堆外探测器中间量程的保护定值标定系统包括：
第一确定单元701，用于确定堆芯中子的通量水平修正因子。
计算单元702，用于计算中间量程探测器的加权功率因子。
第二确定单元703，用于根据加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子。
预测单元703，用于根据通量水平修正因子、功率分布修正因子以及中间量程探测器寿期初的测试数据，预测中间量程探测器的保护定值。
本发明还提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；存储器用于存储程序指令，处理器用于根据存储器所存储的程序指令执行本发明实施例公开的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法的步骤。
本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例公开的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法的步骤。
本实用发明基于堆芯中子通量水平与分布随着燃耗加深而变化的趋势建模计算，得到堆芯外围功率权重的变化，从而实现IRC保护定值翻转对应的功率水平的变化趋势，在此基础上实现了IRC保护定值理论标定。
相比于传统在循环中后期机组深度减载并长期运行时才能进行的现场标定方案，进行复杂的机组升降功率操作，本发明可以避免额外引入堆芯反应性控制风险以及发电量损失，同时还兼顾机组的安全与经济效益。
进一步地，本发明可以在循环中后期理论标定中间量程IRC保护定值，减少机组停堆降功率期间人为干预IRC保护功能引入的风险。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种堆外探测器中间量程的保护定值标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定堆芯中子的通量水平修正因子；
计算中间量程探测器的加权功率因子；
根据所述加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子；
根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子以及所述中间量程探测器寿期初的测试数据，预测所述中间量程探测器的保护定值。
2.根据权利要求1所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法，其特征在于，所述确定堆芯中子的通量水平修正因子包括：
获取堆芯外围组件功率分布数据及对应的循环燃耗数据；
获取堆芯中子的通量水平数据及对应的循环燃耗数据；
根据所述堆芯外围组件功率分布数据及对应的循环燃耗数据，获得堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势；
根据所述堆芯中子的通量水平数据及对应的循环燃耗数据，获得堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势；
根据所述堆芯外围组件功率分布随循环燃耗变化趋势和所述堆芯总体通量水平随循环燃耗变化趋势，确定所述通量水平修正因子。
3.根据权利要求1所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法，其特征在于，所述计算中间量程探测器的加权功率因子包括：
获取中间量程响应因子；
结合堆芯燃料组件的功率分布数据和所述中间量程响应因子，计算所述加权功率因子。
4.根据权利要求1所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法，其特征在于，所述根据所述加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子包括：
获取不同燃耗状态下对应的中间量程探测器加权功率因子；
根据所述不同燃耗状态下对应的中间量程探测器加权功率因子，计算所述功率分布修正因子。
5.根据权利要求1所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法，其特征在于，所述根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子以及所述中间量程探测器寿期初的测试数据，预测所述中间量程探测器的保护定值包括：
获取所述中间量程探测器寿期初的测试数据；
根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子和所述中间量程探测器寿期初的测试数据，结合保护定值计算式，计算所述中间量程探测器的保护定值。
6.根据权利要求5所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法，其特征在于，所述测试数据为：所述中间量程探测器寿期初的实测电流值；
所述根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子和所述中间量程探测器寿期初的测试数据，结合保护定值计算式，计算所述中间量程探测器的保护定值包括：
根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子和所述中间量程探测器寿期初的实测电流值，结合保护定值计算式，计算所述中间量程探测器的保护定值。
7.根据权利要求6所述的堆外探测器中间量程的保护定值标定方法，其特征在于，所述保护定值计算式满足：
I2＝α*β*I1；
其中，I2为中间量程探测器的保护定值；α为通量水平修正因子；β为功率分布修正因子；I1中间量程探测器寿期初的实测电流值。
8.一种堆外探测器中间量程的保护定值标定系统，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于确定堆芯中子的通量水平修正因子；
计算单元，用于计算中间量程探测器的加权功率因子；
第二确定单元，用于根据所述加权功率因子，确定堆芯燃料组件的功率分布修正因子；
预测单元，用于根据所述通量水平修正因子、所述功率分布修正因子以及所述中间量程探测器寿期初的测试数据，预测所述中间量程探测器的保护定值。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储程序指令，所述处理器用于根据所述存储器所存储的程序指令执行权利要求1-7中任意一项所述方法的步骤。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述方法的步骤。
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