核电厂反应性系数比的计算方法及其计算装置

技术领域

本申请属于核电技术领域，具体涉及一种核电厂反应性系数比的计算方法及其计算装置。

背景技术

反应性系数比定义为总温度系数与多普勒功率系数的比值，在一般核电厂中为获得此比值，进行反应性系数测量试验。为区别于物理概念的“反应性系数”，以下将该比值称之为“反应性系数比”。核电厂通常在调试期间执行反应性系数比测量试验，以验证堆芯满足设计要求。

然而，目前，反应性系数比的计算结果与设计值之间的误差较大，主要原因是在原理方法方面存在缺陷，从而导致反应性系数比的测量结果的误差较大，降低了堆芯满足设计要求的验证结果的准确度。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种核电厂反应性系数比的计算方法及其计算装置，通过利用严谨推导出的反应性系数比的计算公式，计算得到核电厂反应性系数比，从而提高了反应性系数比的计算结果的准确度，更为精准地验证堆芯是否满足设计要求。

本申请第一方面提供了一种核电厂反应性系数比的计算方法，该计算方法包括：获取当前时刻t的反应堆热功率Pr(t)、初始时刻的反应堆热功率Pr

在上述方案中，根据一种经严格的步骤和数学方法推导出的反应性系数比的计算公式，计算得到核电厂当前时刻t的最终反应性系数比，从而使得最终反应性系数比的误差更小，准确度更高，进而有利于利用该最终反应性系数比更为精准地验证堆芯是否满足设计要求。

在本申请一个具体实施方式中，上述根据Pr(t)、Pr

本申请第二方面提供了一种核电厂反应性系数比的计算装置，该计算装置包括获取模块和计算模块。获取模块用于获取当前时刻t的反应堆热功率Pr(t)、初始时刻的反应堆热功率Pr

本申请第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机的可执行指令。可执行指令被处理器执行时实现本申请第一方面的核电厂反应性系数比的计算方法。

本申请第四方面提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器。处理器用于执行本申请第一方面的核电厂反应性系数比的计算方法。存储器用于存储处理器的可执行指令。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种核电厂反应性系数比的计算方法的流程示意图。

图2所示为本申请另一实施例提供的一种核电厂反应性系数比的计算方法的流程示意图。

图3所示为本申请一实施例提供的一种核电厂反应性系数比的计算装置的结构示意图。

图4所示为本申请一实施例提供的一种电子设备的框图。

具体实施方式

反应堆在稳态满功率状态下，反应堆热功率降低为5％FP，降功率速率约5％FP/分钟。将控制棒组置于“手动”模式，并在负荷下降及其后的30分钟内不动作，且禁止调硼操作。降功率之后温度和氙浓度将发生变化。

氙浓度增加引起的反应性减少量与反应堆冷却剂平均温度降低所造成的反应性增长量相当。从慢化剂温度下降的速率确定由氙瞬态引起的负反应性引入特性，可以估算总温度系数α

参考作者为潘泽飞，书籍名为《压水堆核动力电厂反应堆物理试验方法》，传统的反应性平衡方程表达式如下公式(1)。

ρ(t)＝α

公式(1)中，t：在负荷变化后的当前时刻t，单位为分钟。Pr(t)：当前时刻t的反应堆热功率，单位为％FP。Pr

传统的方程推导做了大量假设和省略，最终得到反应性系数比的计算公式如下公式(2)。

公式(2)中，ΔP(t)：表示当前时刻t堆芯功率与初始功率的差值，单位为％FP，ΔP(t)＝Pr(t)-Pr

经仔细研究发现，由于传统的方程在推导出公式(2)的过程中做了大量的假设和省略，从而使得计算的反应性系数比

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种核电厂反应性系数比的计算方法及其计算装置。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请根据一种严谨的反应性平衡方程，经过严谨的推导得到反应性系数比的计算公式，具体过程如下。

Δρ＝Δρ

ρ(t)-ρ(0)＝Δρ

＝Δρ

＝Δρ

＝Δρ

＝Δρ

公式(3)中，α

对比公式(3)和公式(1)可知，公式(3)比公式(1)多了一项α

假设参考温度随功率线性变化，则参考温度可以采用如下公式(4)计算。

公式(4)中，T

在核电机组为堆跟机模式时，反应堆功率变化会跟随汽轮机功率变化而变化，因而，在汽轮机负荷变化前，反应堆处于稳态，氙处于平衡状态。在汽轮机负荷变化后的约30分钟时间内，氙的变化可以很好地近似为线性变化，于是公式(3)又可以写成如下公式(5)。

在汽轮机负荷变化后的几分钟内(例如，小于10min)，反应堆热功率即在一个新的水平上(记作P(∞))趋于稳定。对公式(5)式求时间t的导数，得到k的表达式，带入公式(5)，结合公式(4)得公式(6)。

在汽轮机变化负荷后约10分钟对公式(6)功率积分进行近似，得到反应性系数比的最终表达式为如下公式(7)。

公式(7)中，t1是汽轮机负荷变化后，反应堆热功率趋于一个新的水平上(即P(∞))的时间。对比公式(7)和公式(2)可知，公式(7)比公式(2)多了修正参数Z，参考如下公式(8)。

相应地，结合公式(2)、公式(7)和公式(8)得到公式(9)。

举例来说，反应性系数比的设计值为2.9482，以福清U6C1反应性系数测量试验为例，基于公式(2)和公式(7)分别计算的反应性系数比参考下表1。

表1基于公式(2)和公式(7)分别计算的反应性系数比

由表1的数据可知，采用基于公式(2)计算的反应性系数比与设计值的偏差为13.6％，基于公式(7)计算的反应性系数比与设计值的偏差为8.5％，由此可知，采用本申请实施例提供的核电厂反应性系数比的计算方法可以得到误差更小的反应性系数比。

基于上述公式(7)至公式(9)，本申请至少一实施例提供了核电厂反应性系数比的计算方法。图1所示为本申请一实施例提供的一种核电厂反应性系数比的计算方法的流程示意图。该计算方法的执行主体可以是处理器或服务器等。该计算方法包括如下步骤。

S100：获取当前时刻t的反应堆热功率Pr(t)、初始时刻的反应堆热功率Pr

在一些实施例中，可以从反应堆冷却剂平均温度T

S200：获取多普勒功率系数α

在一些实施例中，操作人员或者处理器等可以从设计文件中查得α

S300：根据Pr(t)、Pr

根据本申请实施例提供的技术方案，通过采用经严格的步骤和数学方法推导出的公式(7)得到核电厂当前时刻t的最终反应性系数比，从而使得最终反应性系数比的误差更小，精确率更高，进而有利于利用该最终反应性系数比更为精准地验证堆芯是否满足设计要求。

图2所示为本申请另一实施例提供的一种核电厂反应性系数比的计算方法的流程示意图。图2所示实施例为图1所示实施例的一变型例。如图2所示，与图1所示实施例的不同之处在于，步骤S310至S330为图1所示实施例中步骤S300的一具体实现方式。

S310：根据Pr(t)、Pr

S320：根据T

需要说明的是，步骤S310和S320可以具有先后顺序，也可以是同时进行，本申请实施例对此不做具体限定。

S330：根据核电厂当前时刻t的初始反应性系数比

根据本申请实施例提供的技术方案，通过分别计算初始反应性系数比

图3所示为本申请一实施例提供的一种核电厂反应性系数比的计算装置的结构示意图。该计算装置100包括获取模块110和计算模块120。获取模块110用于获取当前时刻t的反应堆热功率Pr(t)、初始时刻的反应堆热功率Pr

在本申请至少一实施例中，计算模块120还用于根据Pr(t)、Pr

该计算装置为上述本申请实施例提供的核电厂反应性系数比的计算方法对应的装置，因此至少能够实现上述相应的技术效果，此处不再赘述。

图4所示为本申请一实施例提供的一种电子设备的框图。

参照图4，电子设备10包括处理器11和存储器12。存储器12用于存储可由处理器11执行的指令，例如应用程序。处理器11的数量可以为一个或多个。存储器12中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器11被配置为执行指令，以执行上述核电厂反应性系数比的计算方法。

电子设备10还可以包括一个电源组件被配置为电子设备10的电源管理，一个有线或无线网络接口被配置为将电子设备10连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口。电子设备10可以操作基于存储在存储器12的操作系统，例如Windows Server

一种非临时性计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由上述电子设备10的处理器执行时，使得上述电子设备10能够执行一种核电厂反应性系数比的计算方法。该计算方法由代理程序执行，该计算方法包括：获取当前时刻t的反应堆热功率Pr(t)、初始时刻的反应堆热功率Pr

本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的计算方法、计算装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的计算装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序校验码的介质。

本领域的技术人员可以清楚的了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的计算装置和电子设备的具体工作过程，可以参考前述计算方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中各技术特征的组合方式并不限于本申请实施例中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本申请所记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。