一种反应堆LOCA监测系统参数标定方法和装置

技术领域

本发明涉及核电站堆外核测仪表技术领域，特别是涉及一种核压水反应堆LOCA监测系统参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

反应堆LOCA(loss of coolant accident，冷却剂失水事故)监测系统主要用于1000MWe压水反应堆。反应堆LOCA监测系统通过采集堆芯外部功率量程探测器测量的实时电流数据，并通过相应的数学物理模型公式，重新计算出堆芯内部功率三维分布情况，并将结果显示为堆芯运行状态图形、压水反应堆线功率密度、LOCA安全裕度、轴向功率偏差和象限功率倾斜等计算值。按照反应堆运行规定，反应堆在正常运行时计算所得的数值必须保留足够的裕量，并保持在一定的限值以内。这些限值保证了反应堆机组在发生LOCA事故情况下，燃料包壳的安全有关限制得到满足，用以减少事故工况下燃料破损的概率或者减轻事故工况下燃料破损造成的危害。

为确保反应堆LOCA监测系统重构计算结果的准确性，需要定期更新LOCA监测系统的参数。在正常功率运行时，每隔一个月需要修改一次LOCA监测系统的参数，以校准LOCA监测系统的计算，保证LOCA监测系统计算值在误差范围以内。在反应堆机组实施停堆大修，重新装料后，由于堆芯燃料组件装载变化和燃耗变化的影响，停堆之前LOCA监测系统内通过试验标定的参数将不再适用于停堆大修后的工况，需要重新设置合适的LOCA监测系统参数，保证LOCA监测系统计算值在误差范围以内。

现有反应堆在当前循环换料后升功率至75％满功率阶段，LOCA监测系统参数为上一次循环最后一次试验测量值，导致LOCA监测系统计算得到的数值误差较大，不利于压水反应堆机组安全稳定运行。

发明内容

基于此，有必要针对现有反应堆在当前循环换料后升功率至75％满功率阶段LOCA监测系统参数为上一次循环最后一次试验测量值，导致LOCA监测系统计算得到的数值误差较大，不利于压水反应堆机组安全稳定运行的问题，提供一种反应堆LOCA监测系统参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质，实现反应堆在当前循环换料后升功率至75％满功率阶段LOCA监测系统参数的标定，使LOCA监测系统在反应堆大修换料后至升功率至75％满功率阶段，能够准确地监测堆芯内部功率分布状态，以保证压水反应堆安全稳定运行。

为了解决上述问题，本发明提供一种反应堆LOCA监测系统参数标定方法，包括如下步骤：

步骤101、选取反应堆的参考循环；

步骤102、计算反应堆当前循环与参考循环标定的LOCA监测系统参数的比例系数B；

步骤103、根据比例系数B计算反应堆当前循环标定的LOCA监测系统参数。

进一步地，步骤101中，选取反应堆的一次历史循环作为反应堆的参考循环，所述反应堆的一次历史循环为反应堆上一次历史大修换料后至反应堆下一次历史大修换料；所述反应堆的当前循环为反应堆本次大修换料后至反应堆下一次大修换料；

所述反应堆的参考循环根据以下原则选取：

所述反应堆在参考循环和当前循环的堆芯装载方式一致，且没有更换过堆芯外部功率量程探测器的位置；

所述反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段至少完成一次通过试验标定LOCA监测系统参数；

标定的LOCA监测系统参数包括中子传输比例系数T和中子探测器灵敏系数S。

进一步地，所述反应堆为压水反应堆，所述压水反应堆堆芯装载方式包括包括棋盘模式、OUT-IN模式和改进OUT-IN模式；其中，棋盘模式为新旧燃料组件错落布置，OUT-IN模式为较多新燃料组件布置于堆芯外围，改进OUT-IN模式为较多新燃料组件布置于堆芯中心与堆芯外围中间的夹心层。

进一步地，步骤102，包括如下步骤：

步骤1021、分别计算反应堆在当前循环和参考循环大修换料后升功率阶段的堆芯功率分布；

步骤1022、分别计算反应堆在参考循环和当前循环大修换料后升功率阶段各个燃料组件对对应堆芯外部功率量程探测器的响应系数；

步骤1023、根据反应堆在当前循环和参考循环大修换料后升功率阶段的堆芯功率分布和各个燃料组件对对应堆芯外部功率量程探测器的响应系数，计算反应堆当前循环和参考循环标定的LOCA监测系统参数的比例系数B。

进一步地，步骤1021中，将反应堆的堆芯按照四个象限划分，四个象限堆芯内的燃料组件相互对称布置，四个象限堆芯内位置相互对称的燃料组件为相同位置的燃料组件；在同一循环中，四个象限堆芯内相同位置的燃料组件的相对功率是相同的；

反应堆在当前循环大修换料后升功率阶段堆芯功率分布为反应堆在当前循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件的相对功率P

利用三维堆芯计算程序计算反应堆在当前循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件的相对功率P

反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段堆芯功率分布为反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件的相对功率P

反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件的相对功率P

i为一个象限堆芯内燃料组件位置序号，i取值为1～j的自然数，j为一个象限堆芯内所有燃料组件的总数量；

以参考循环通过试验标定LOCA监测系统参数的一功率平台作为反应堆在当前循环和参考循环大修换料后堆芯功率分布的功率平台。

进一步地，步骤1022中，一个象限堆芯内一个燃料组件对应设有一个堆外功率量程探测器，四个象限堆芯的堆外功率量程探测器相互对称布置；

在同一循环中，四个象限堆芯内相同位置的燃料组件对对应堆外功率量程探测器的响应系数是相同的；反应堆在参考循环和当前循环相同位置的燃料组件对对应堆外功率量程探测器的响应系数是相同的；

反应堆在参考循环和当前循环大修换料后升功率阶段各个燃料组件对对应堆外功率量程探测器的响应系数为压水反应堆在参考循环或当前循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件对对应堆外功率量程探测器的响应系数A

利用蒙特卡罗程序计算压水反应堆在参考循环或当前循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件对对应堆功率量程探测器的响应系数A

i为一个象限堆芯内燃料组件位置序号，i取值为1～j的自然数，j为一个象限堆芯内所有燃料组件的总数量；

以反应堆在当前循环和参考循环大修换料后堆芯功率分布的功率平台作为反应堆在当前循环和参考循环大修换料后响应系数A

进一步地，步骤1023中，根据如下公式计算比例系数B；

其中，i为一个象限堆芯内燃料组件位置序号，i取值为1～j的自然数，j为一个象限堆芯内所有燃料组件的总数量；

P′

P

A

进一步地，步骤103中，利用比例系数B对反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段通过试验标定的LOCA监测系统参数进行比例调整，得到反应堆在当前循环换料后升功率阶段标定的LOCA监测系统参数：

S’＝B×S

T’＝T

其中，S为反应堆在参考循环标定的中子探测器灵敏系数；S’为反应堆在当前循环标定的中子探测器灵敏系数；T为反应堆在参考循环标定的中子传输比例系数；T’为反应堆在当前循环标定的中子传输比例系数。

为了解决上述问题，本发明还提供一种反应堆LOCA监测系统参数标定装置，包括：

选取模块201，用于选取反应堆的参考循环；

第一计算模块202，用于计算反应堆当前循环与参考循环标定的LOCA监测系统参数的比例系数B；

第二计算模块203，用于根据比例系数B计算反应堆当前循环标定的LOCA监测系统参数；

选取模块201、第一计算模块202和第二计算模块203之间数据连接。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述反应堆LOCA监测系统参数标定方法的步骤。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被执行时实现上述反应堆LOCA监测系统参数标定方法的步骤。

本发明的有益技术效果：

本发明的反应堆LOCA监测系统参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质，实现了对压水反应堆当前循环换料后升功率至75％满功率阶段LOCA监测系统参数的标定，提高了LOCA监测系统在反应堆当前循环大修换料后升功率至75％满功率阶段的计算准确性，大大减少了LOCA监测系统在在反应堆当前循环大修换料后升功率至75％满功率阶段出现误报警的频率，从而大大减少了反应堆在当前循环在大修换料后升功率阶段处理LOCA监测系统误报警的时间，提高了压水反应堆的发电效率。

附图说明

图1为本发明的反应堆LOCA监测系统参数标定方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明的反应堆LOCA监测系统参数标定装置的一个实施例的结构示意视图。

图3为本发明的计算机设备的一个实施例的结构示意视图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“设有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1，示出了反应堆LOCA监测系统参数标定方法的一个实施例的流程图，所述反应堆LOCA监测系统参数标定方法，包括以下步骤：

步骤101、选取反应堆的参考循环；

步骤102、计算反应堆当前循环与参考循环标定的LOCA监测系统参数的比例系数B；

步骤103、根据比例系数B计算反应堆当前循环标定的LOCA监测系统参数。

在本实施例中，所述步骤101中，选取反应堆的一次历史循环作为反应堆的参考循环，所述反应堆的一次历史循环为反应堆上一次历史大修换料后至反应堆下一次历史大修换料；所述反应堆的当前循环为反应堆本次大修换料后至反应堆下一次大修换料；

所述反应堆的参考循环根据以下原则选取：

所述反应堆在参考循环和当前循环的堆芯装载方式一致，且没有更换过堆芯外部功率量程探测器的位置；

所述反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段至少完成一次通过试验标定LOCA监测系统参数；

标定的LOCA监测系统参数包括中子传输比例系数T和中子探测器灵敏系数S。

在本实施例中，所述反应堆为压水反应堆，所述压水反应堆堆芯装载方式包括包括棋盘模式、OUT-IN模式和改进OUT-IN模式；其中，棋盘模式为新旧燃料组件错落布置，OUT-IN模式为较多新燃料组件布置于堆芯外围，改进OUT-IN模式为较多新燃料组件布置于堆芯中心与堆芯外围中间的夹心层。

在本实施例中，步骤102，包括如下步骤：

步骤1021、分别计算反应堆在当前循环和参考循环大修换料后升功率阶段的堆芯功率分布；

步骤1022、分别计算反应堆在参考循环和当前循环大修换料后升功率阶段各个燃料组件对对应堆芯外部功率量程探测器的响应系数；

步骤1023、根据反应堆在当前循环和参考循环大修换料后升功率阶段的堆芯功率分布和各个燃料组件对对应堆芯外部功率量程探测器的响应系数，计算反应堆当前循环和参考循环标定的LOCA监测系统参数的比例系数B。

在本实施例中，步骤1021中，将反应堆的堆芯按照四个象限划分，四个象限堆芯内的燃料组件相互对称布置，四个象限堆芯内位置相互对称的燃料组件为相同位置的燃料组件；在同一循环中，四个象限堆芯内相同位置的燃料组件的相对功率是相同的；

反应堆在当前循环大修换料后升功率阶段堆芯功率分布为反应堆在当前循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件的相对功率P′

利用三维堆芯计算程序计算反应堆在当前循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件的相对功率P′

反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段堆芯功率分布为反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件的相对功率P

反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件的相对功率P

i为一个象限堆芯内燃料组件位置序号，i取值为1～j的自然数，j为一个象限堆芯内所有燃料组件的总数量；

以参考循环通过试验标定LOCA监测系统参数的一功率平台作为反应堆在当前循环和参考循环大修换料后堆芯功率分布的功率平台。

在本实施例中，步骤1022中，一个象限堆芯内一个燃料组件对应设有一个堆外功率量程探测器，四个象限堆芯的堆外功率量程探测器相互对称布置；

在同一循环中，四个象限堆芯内相同位置的燃料组件对对应堆外功率量程探测器的响应系数是相同的；反应堆在参考循环和当前循环相同位置的燃料组件对对应堆外功率量程探测器的响应系数是相同的；

反应堆在参考循环和当前循环大修换料后升功率阶段各个燃料组件对对应堆外功率量程探测器的响应系数为压水反应堆在参考循环或当前循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件对对应堆外功率量程探测器的响应系数A

利用蒙特卡罗程序计算压水反应堆在参考循环或当前循环大修换料后升功率阶段一个象限堆芯内i位置燃料组件对对应堆功率量程探测器的响应系数A

i为一个象限堆芯内燃料组件位置序号，i取值为1～j的自然数，j为一个象限堆芯内所有燃料组件的总数量；

以反应堆在当前循环和参考循环大修换料后堆芯功率分布的功率平台作为反应堆在当前循环和参考循环大修换料后响应系数A

在本实施例中，步骤1023中，根据如下公式计算比例系数B；

其中，i为一个象限堆芯内燃料组件位置序号，i取值为1～j的自然数，j为一个象限堆芯内所有燃料组件的总数量；

P′

P

A

在本实施例中，步骤103中，利用比例系数B对反应堆在参考循环大修换料后升功率阶段通过试验标定的LOCA监测系统参数进行比例调整，得到反应堆在当前循环换料后升功率阶段标定的LOCA监测系统参数：

S’＝B×S

T’＝T

其中，S为反应堆在参考循环标定的中子探测器灵敏系数；S’为反应堆在当前循环标定的中子探测器灵敏系数；T为反应堆在参考循环标定的中子传输比例系数；T’为反应堆在当前循环标定的中子传输比例系数。

本实施例提出的反应堆LOCA监测系统参数标定方法，实现了对反应堆当前循环换料后升功率至75％满功率阶段LOCA监测系统参数的标定；本发明计算出的LOCA监测系统参数与在75％满功率平台通过试验标定的LOCA监测系统参数一致，表明在0％～75％满功率区间内，LOCA监测系统能够更加准确地监督堆芯功率分布情况，保证反应堆在安全分析的设计之下安全运行；根据本发明计算出的LOCA监测系统参数，在反应堆当前循环大修换料后升功率至75％满功率阶段，LOCA监测系统未出现反应堆线功率密度超限、LOCA安全裕度超限、轴向功率偏差超限、象限功率倾斜超限报警，大大减少了反应堆在当前循环在大修换料后升功率阶段处理LOCA监测系统误报警的时间，提高了压水反应堆的发电效率。

参考图2，作为对上述方法的实现，本发明提供一种反应堆LOCA监测系统参数标定装置的一个实施例，该装置实施例与上述反应堆LOCA监测系统参数标定方法的实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

本实施例所述的反应堆LOCA监测系统参数标定装置，包括：

选取模块201，用于选取反应堆的参考循环；

第一计算模块202，用于计算反应堆当前循环与参考循环标定的LOCA监测系统参数的比例系数B；

第二计算模块203，用于根据比例系数B计算反应堆当前循环标定的LOCA监测系统参数；

选取模块、第一计算模块和第二计算模块之间数据连接。

本实施例提出的反应堆LOCA监测系统参数标定装置，实现了对反应堆当前循环换料后升功率至75％满功率阶段LOCA监测系统参数的标定；本发明计算出的LOCA监测系统参数与在75％满功率平台通过试验标定的LOCA监测系统参数一致，表明在0％～75％满功率区间内，LOCA监测系统能够更加准确地监督堆芯功率分布情况，保证反应堆在安全分析的设计之下安全运行；根据本发明计算出的LOCA监测系统参数，在反应堆当前循环大修换料后升功率至75％满功率阶段，LOCA监测系统未出现反应堆线功率密度超限、LOCA安全裕度超限、轴向功率偏差超限、象限功率倾斜超限报警，大大减少了反应堆在当前循环在大修换料后升功率阶段处理LOCA监测系统误报警的时间，提高了压水反应堆的发电效率。

作为对上述方法的实现，本发明提供一种计算机设备的一个实施例，该计算机设备实施例与上述反应堆LOCA监测系统参数标定方法的实施例相对应。

本实施例所述的计算机设备，包括通过系统总线相互通信连接的存储器301、处理器302和网络接口303。需要指出的是，图中仅示出了具有组件301-303的计算机设备，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器、嵌入式设备等。

所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。

所述存储器301至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器、静态随机访问存储器、只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、可编程只读存储器、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器301可以是所述计算机设备的内部存储单元，例如该计算机设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器301也可以是所述计算机设备的外部存储设备，例如该计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡，安全数字卡，闪存卡等。当然，所述存储器301还可以既包括所述计算机设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器301通常用于存储安装于所述计算机设备的操作系统和各类应用软件，例如上述方法的计算机可读指令等。此外，所述存储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

所述处理器302在一些实施例中可以是中央处理器、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器302通常用于控制所述计算机设备的总体操作。本实施例中，所述处理器302用于运行所述存储器301中存储的计算机可读指令或者处理数据，例如运行上述反应堆LOCA监测系统参数标定方法的计算机可读指令。

所述网络接口303可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口303通常用于在所述计算机设备与其他电子设备之间建立通信连接。

本实施例提出的计算机设备，实现了对反应堆当前循环换料后升功率至75％满功率阶段LOCA监测系统参数的标定；本发明计算出的LOCA监测系统参数与在75％满功率平台通过试验标定的LOCA监测系统参数一致，表明在0％～75％满功率区间内，LOCA监测系统能够更加准确地监督堆芯功率分布情况，保证反应堆在安全分析的设计之下安全运行；根据本发明计算出的LOCA监测系统参数，在反应堆当前循环大修换料后升功率至75％满功率阶段，LOCA监测系统未出现反应堆线功率密度超限、LOCA安全裕度超限、轴向功率偏差超限、象限功率倾斜超限报警，大大减少了反应堆在当前循环在大修换料后升功率阶段处理LOCA监测系统误报警的时间，提高了压水反应堆的发电效率。

作为对上述方法的实现，本发明提供一种计算机可读存储介质的一个实施例，该计算机可读存储介质实施例与上述反应堆LOCA监测系统参数标定方法的实施例相对应。

本实施例所述的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述反应堆LOCA监测系统参数标定方法的步骤。

本实施例提出的计算机可读存储介质，实现了对反应堆当前循环换料后升功率至75％满功率阶段LOCA监测系统参数的标定；本发明计算出的LOCA监测系统参数与在75％满功率平台通过试验标定的LOCA监测系统参数一致，表明在0％～75％满功率区间内，LOCA监测系统能够更加准确地监督堆芯功率分布情况，保证反应堆在安全分析的设计之下安全运行；根据本发明计算出的LOCA监测系统参数，在反应堆当前循环大修换料后升功率至75％满功率阶段，LOCA监测系统未出现反应堆线功率密度超限、LOCA安全裕度超限、轴向功率偏差超限、象限功率倾斜超限报警，大大减少了反应堆在当前循环在大修换料后升功率阶段处理LOCA监测系统误报警的时间，提高了压水反应堆的发电效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。