CN116844745A - 一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于泄漏电流测量技术领域，具体涉及一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，包括：步骤1、在探测回路中串联接入已知电阻；步骤2、计算钒探测器在运行期间的泄漏电流和泄漏修正因子；步骤3、统计分析泄漏电流修正因子范围；步骤4、分析同一探测器的泄漏电流修正因子是否随机组、循环、功率平台的变化而变化；步骤5、确认开展泄漏修正因子测量试验的功率平台及测量次数。本发明方法能够准确、高效测量泄漏电流，使得修正后的电流值能够准确表示探测器信号的真实值，同时简化钒探测器泄漏修正因子测量试验的需求，减少测量次数，选取合适的测量实施功率平台，降低探测器泄漏电流测量的风险。
Description
技术领域
本发明属于泄漏电流测量技术领域，具体涉及一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法。
背景技术
AP1000核电厂使用堆内钒固定式探测器测量电流获取堆芯中子通量分布。对于钒探测器，探测器信号在传输过程中存在衰减，需要使用泄漏修正因子对测量电流进行修正，使其更能更加准确的表示探测器信号的真实值。修正后的探测器信号用于计算堆芯组件功率分布情况。
该泄漏修正因子通过反应堆升功率期间的功率分布测量试验测量获得，功率分布测量试验需要在反应堆提升功率期间在不同功率平台反复实施，为确保每个功率平台测量泄漏修正因子的正确性，需要在每个功率平台测量功率分布前都需先实施泄漏修正因子测量。由于钒固定式探测器获得的电流微弱，且由于测量泄漏修正因子时需要额外接入电阻，存在泄漏修正因子可能因测量不成功而需反复测量，或者测量后无法恢复正常工作状态的风险。三门核电1号机组调试期间，在25％功率平台进行泄漏修正因子测量时出现信号处理机柜故障，50％的探测器无法恢复到正常使用状态，最终通过安全壳外故障处理解决，若如果出现必须通过人员进入安全壳内进行机柜操作才能解决的故障，则可能导致非计划停堆。
因此，需要一种在功率运行期间简便可行的钒固定式探测器泄漏电流测量方法，减少不同功率平台功率分布测量试验反复测量泄漏电流的次数，并能够在低功率水平实施，降低探测器泄漏电流测量的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，该方法能够准确、高效测量泄漏电流，使得修正后的电流值能够准确表示探测器信号的真实值，同时简化钒探测器泄漏修正因子测量试验的需求，减少测量次数，选取合适的测量实施功率平台，降低探测器泄漏电流测量的风险。
实现本发明目的的技术方案：
一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，所述方法包括：
步骤1、在探测回路中串联接入已知电阻；
步骤2、计算钒探测器在运行期间的泄漏电流和泄漏修正因子；
步骤3、统计分析泄漏电流修正因子范围；
步骤4、分析同一探测器的泄漏电流修正因子是否随机组、循环、功率平台的变化而变化；
步骤5、确认开展泄漏修正因子测量试验的功率平台及测量次数。
所述步骤2中泄漏电流的计算公式为：
式中，
IL：泄漏电流；
IA：探测器电流；
R1：探测器电阻；
IB：探测回路串联电阻后的探测器电流；
R2：临时接入电阻。
所述步骤2中泄漏修正因子的计算公式为：
式中，
KA：泄漏修正因子。
所述步骤3中泄漏修正因子分布范围为1～(1+a)，其中，
所述步骤4包括：
步骤4.1、确认测量-预测值的原始最大负偏差X0、原始最大正偏差Y0、原始最大负偏差所在堆芯组件位置、原始最大正偏差所在堆芯组件位置；
步骤4.2、确认测量-预测值的修正最大负偏差X1、修正最大正偏差Y1；
步骤4.3、确认探测器泄漏修正因子在分布范围内的变化对结果的影响。
所述步骤4.2中测量-预测值的修正最大负偏差X1为：原始最大负偏差所在堆芯组件位置和相邻位置的探测器测量电流乘以(1-a)；测量-预测值的修正最大正偏差Y1为：原始最大正偏差所在堆芯组件位置和相邻位置的探测器测量电流乘以(1+a)。
所述步骤4.3中，若且/>则证明探测器泄漏修正因子在分布范围内的变化对结果的影响很小。
所述步骤5具体为：由于泄漏修正因子不随功率水平变化而变化，且对功率分布测量结果的影响可忽略，因此，为降低风险，减少不同功率平台泄漏电流测量次数；并且由于功率水平越低，实施测量的风险越小，因此，选择低功率平台开展泄漏修正因子测量试验。
本发明的有益技术效果在于：
1、本发明提供的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法能够测得反应堆功率运行条件下，探测器信号在传输过程中衰减的泄漏电流，利用其修正探测器电流后，使其更能准确的表示探测器信号的真实值，更准确地获取堆芯中子通量分布；
2、本发明提供的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法通过确定探测器泄漏电流数据范围和功率分布测量关于泄漏修正因子的敏感性，可以减少不同功率平台泄漏电流测量次数，降低测量多次实施带来的风险；
3、本发明提供的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法减少在不同功率平台泄漏电流测量次数，可以减少实验耗时和功率平台等待时间，有助于电厂增加发电量，提升经济效益。
附图说明
图1为现有技术中钒探测器正常工作回路示意图；
图2为本发明所提供的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法中接入临时电阻后的钒探测器泄漏修正因子测量回路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，包括以下步骤：
步骤1、在探测回路中串联接入已知电阻
钒探测器正常工作时的电路回路如图1所示，实际经过探测器的电流(ID)应为探测器电流(IA)与泄漏电流(IL)之和，探测器回路图中探测器电流(IL)与探测器电阻(R1)可测，由于泄漏电流(IL)和泄漏电阻(RL)无法直接测量，为求解泄漏电流，执行测量时在探测回路中临时串联接入另一已知电阻R2，如图2所示。
步骤2、计算钒探测器在运行期间的泄漏电流和泄漏修正因子
由图1和图2电流之间的关系可得：
IL+IA＝ID (1)
I'L·+IB＝ID (2)
式中：
IL：泄漏电流，未知量；
IA：探测器电流，已知量(测量值)；
ID：实际电流，未知量。
IL’：探测回路串联电阻后的泄漏电流，未知量；
IB：探测回路串联电阻后的探测器电流，已知量(测量值)。
联立式(1)和式(2)可得：
I'L·＝IL+IA-IB (3)
根据基尔霍夫电压电流定律，得到以下公式：
IL·RL＝IA·R1 (4)
I'L·RL＝IB·(R1+R2) (5)
式中：
RL：泄漏电阻，未知量；
R1：探测器电阻，已知量；
R2：临时接入电阻，已知量。
联立式(3)、式(4)、式(5)，得到探测器泄漏电流：
定义泄漏修正因子KA为：
联立(6)式和(7)式，得到泄漏修正因子：
步骤3、统计分析泄漏电流修正因子范围
反应堆有功率情况下，在不同机组、循环的＜10％、15％、25％、50％、75％、100％额定功率平台实施泄漏修正测量，记录探测器在不同额定功率测得的泄漏修正因子，根据(8)式可得泄漏修正因子下限值为1，比较所有探测器的泄漏修正因子数值，统计确定泄漏修正因子上限值(1+a)，其中，因此，泄漏修正因子分布范围为1～(1+a)。
步骤4、分析同一探测器的泄漏电流修正因子是否随机组、循环、功率平台的变化而变化
在保持其他输入不变的情况下，仅修改探测器电流值，以模拟泄漏修正因子的变化。通过比较不同泄漏修正因子对最终测量结果的影响，来评价功率分布测量关于泄漏修正因子的敏感性，具体步骤如下：
步骤4.1、确认测量-预测值的原始最大负偏差X0、原始最大正偏差Y0、原始最大负偏差所在堆芯组件位置、原始最大正偏差所在堆芯组件位置
分别根据不同功率平台获得的数据计算堆芯功率分布，确认测量-预测值的原始最大负偏差X0、原始最大正偏差Y0、原始最大负偏差所在堆芯组件位置、原始最大正偏差所在堆芯组件位置。
步骤4.2、确认测量-预测值的修正最大负偏差X1、修正最大正偏差Y1
保持其他输入不变，对原始最大负偏差所在堆芯组件位置和相邻位置的探测器测量电流乘以(1-a)得到测量-预测值的修正最大负偏差X1；对原始最大正偏差所在堆芯组件位置和相邻位置的探测器测量电流乘以(1+a)，得到测量-预测值的修正最大正偏差Y1。以增加结果的偏差量，同时确保泄漏修正因子幅度变化能够包络泄漏修正因子的变化范围。
步骤4.3、确认探测器泄漏修正因子在分布范围内的变化对结果的影响分别比较原始数据和修改数据计算的最大负偏差、最大正偏差，若且/>则证明探测器泄漏修正因子在分布范围内的变化对结果的影响很小。
步骤5、确认开展泄漏修正因子测量试验的功率平台及测量次数
根据上述分析，证明不同功率平台之间泄漏修正因子分布范围在1～(1+a)之间，不随功率水平变化而变化，且对功率分布测量结果的影响可忽略，为降低风险，可以减少不同功率平台泄漏电流测量次数，且由于功率水平越低，实施测量的风险越小，可以只选择一个低功率平台开展泄漏修正因子测量试验。
实施例以三门核电在1号机组第1、2、3循环，2号机组第1、2、3循环为例，采用本发明提供的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法进行实施，具体实施步骤如下：
步骤1、分别在多个功率平台通过接入临时电阻方法，
步骤2、根据公式(6)和公式(8)，测量计算钒探测器在当时状态下的泄漏电流IL与泄漏修正因子KA；
步骤3、统计分析泄漏电流修正因子范围
统计分析在不同机组、循环、功率平台下测得的泄漏修正因子，确定泄漏修正因子不因功率水平的不同而呈现明显的区别，确定泄漏修正因子分布在1.0000～1.0001之间，即a＝0.0001，证明不同功率平台之间泄漏修正因子分布范围在1.0000～1.0001之间，不随功率水平变化而变化；
步骤4、分析同一探测器的泄漏电流修正因子是否随机组、循环、功率平台的变化而变化
步骤4.1、统计不同功率平台获得的堆芯功率分布数据，确认测量-预测值的最大负偏差X0＝-7.12％、最大正偏差Y0＝+8.16％、最大负偏差所在堆芯组件位置M-03、最大正偏差所在堆芯组件位置H-08；
步骤4.2、保持其他输入不变，对最大负偏差所在堆芯组件位置和相邻位置的探测器测量电流乘以0.9999，对最大正偏差所在堆芯组件位置和相邻位置的探测器测量电流乘以1.0001，此时测量-预测值的最大负偏差X1＝-7.12％、最大正偏差Y1＝+8.18％；
步骤4.3、根据均远小于0.01，证明探测器泄漏修正因子在分布范围1.0000～1.0001内的变化，对功率分布测量结果的影响很小；
步骤5、经过结果分析，确认仅需在每循环15％额定功率平台实施一次泄漏修正因子测量。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (8)
1.一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、在探测回路中串联接入已知电阻；
步骤2、计算钒探测器在运行期间的泄漏电流和泄漏修正因子；
步骤3、统计分析泄漏电流修正因子范围；
步骤4、分析同一探测器的泄漏电流修正因子是否随机组、循环、功率平台的变化而变化；
步骤5、确认开展泄漏修正因子测量试验的功率平台及测量次数。
2.根据权利要求1所述的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，其特征在于，所述步骤2中泄漏电流的计算公式为：
式中，
IL：泄漏电流；
IA：探测器电流；
R1：探测器电阻；
IB：探测回路串联电阻后的探测器电流；
R2：临时接入电阻。
3.根据权利要求2所述的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，其特征在于，所述步骤2中泄漏修正因子的计算公式为：
式中，
KA：泄漏修正因子。
4.根据权利要求3所述的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，其特征在于，所述步骤3中泄漏修正因子分布范围为1～(1+a)，其中，
5.根据权利要求4所述的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，其特征在于，所述步骤4包括：
步骤4.1、确认测量-预测值的原始最大负偏差X0、原始最大正偏差Y0、原始最大负偏差所在堆芯组件位置、原始最大正偏差所在堆芯组件位置；
步骤4.2、确认测量-预测值的修正最大负偏差X1、修正最大正偏差Y1；
步骤4.3、确认探测器泄漏修正因子在分布范围内的变化对结果的影响。
6.根据权利要求5所述的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，其特征在于，所述步骤4.2中测量-预测值的修正最大负偏差X1为：原始最大负偏差所在堆芯组件位置和相邻位置的探测器测量电流乘以(1-a)；测量-预测值的修正最大正偏差Y1为：原始最大正偏差所在堆芯组件位置和相邻位置的探测器测量电流乘以(1+a)。
7.根据权利要求6所述的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，其特征在于，所述步骤4.3中，若且/>则证明探测器泄漏修正因子在分布范围内的变化对结果的影响很小。
8.根据权利要求7所述的一种反应堆内钒固定式探测器泄漏电流测量方法，其特征在于，所述步骤5具体为：由于泄漏修正因子不随功率水平变化而变化，且对功率分布测量结果的影响可忽略，因此，为降低风险，减少不同功率平台泄漏电流测量次数；并且由于功率水平越低，实施测量的风险越小，因此，选择低功率平台开展泄漏修正因子测量试验。
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