[发明专利]验证核反应堆容器内检测器输出信号的方法

说明书

本专利申请要求2013年2月20日提交的、美国专利申请号为No.13/771,115的优先权，该美国专利申请要求2012年11月13日提交的美国临时专利申请号No.61/725,591的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及一种验证核反应堆容器内检测器的方法，尤其涉及这样的一种方法，用于验证固定堆芯内通量检测器和堆芯出口热电偶的输出信号。

背景技术

压水反应堆具有大量的细长燃料组件，安装在直立反应堆容器内。加压冷却剂通过燃料组件循环，以吸收由燃料组件中包含的裂变材料的核反应产生的热量。安装在反应堆容器外部的堆芯外检测器系统测量燃料组件产生的平均功率。但是，同样重要的是，要注意不超过通过堆芯的用以确保不超过运行极限的功率分布。功率分布受许多因素的影响，如，控制棒插入燃料组件的程度。

已经开发了用以确定压水反应堆中功率分布的系统。一种称为BEACON^TM堆芯监测系统的系统，可从宾夕法尼亚州，蔓越莓小镇，西屋电气公司得到许可，使用一组相互耦合但独立的计算机软件程序，在一个或多个工程工作站同时执行以在反应堆堆芯产生在线三维功率分布。BEACON^TM系统连同三维分析一起使用堆芯内通量图，以产生连续测量的三维功率分布。可从宾夕法尼亚州，蔓越莓小镇，西屋电气公司获得许可的BEACON^TM系统实现的功能包括堆芯监测和堆芯分析，堆芯分析包括预测功能，如在线停堆裕度评估、估计临界状态计算和负载机动模拟。

通过在某些、但不是所有的燃料组件中贯穿测量管(instrumentation thimble)的可移动检测器，生成许多核电站的通量图。在其他核电站中，固定堆芯内检测器被定位在测量管内，并提供在整个堆芯径向分布位置的轴向增量间隔开的通量读数。固定堆芯内检测器连续地提供信号输出，信号输出用于描绘堆芯三维功率分布。在单独的燃料组件中产生的功率也可以通过冷却剂在通过该组件的过程中的焓的变化来确定。反过来，焓是燃料组件温度上升、冷却剂压力和冷却剂某些性质的函数。冷却剂压力保持比较恒定，但实际上，冷却剂压力是一个测量量，并且冷却剂的性质是已知的。温度的上升由入口温度传感器来测量，其测量在冷却剂循环返回到反应堆堆芯时的冷却剂温度。可以精确地测量通到燃料组件的平均入口冷却剂温度。燃料组件中的某些，但不是全部，都配有出口热电偶。仪表组件中的焓变化可以通过测量燃料组件的温度上升来计算。如果该组件的冷却剂流速是准确已知的，则可准确获得该组件中产生的功率。压水反应堆中的燃料组件不具有像沸水反应堆那样的外壳通道，其防止冷却剂在相邻组件之间交叉流动。

交叉流动的效果的特征在于混合因子，混合因子被定义为所测量的组件功率和通过热电偶从所测量的焓上升确定的功率的比率。这些混合因子取决于堆芯中的热电偶位置和反应堆功率级。这些测得的混合因子用于更新功率分布的三维解析节点模型。功率分布的不确定性是通过从每个热电偶产生混合因子的标准偏差来进行评价。BEACON^TM系统会将这些不确定性施加到测量功率结果。

因此，该BEACON^TM堆芯监测系统提供连续监测反应堆堆芯三维测量功率分布，并考虑可用裕量达到各种极限的准确评估，例如，峰值线释热率、核热通道因子、和偏离泡核沸腾比(DNBR)。为执行此监测功能，BEACON^TM系统依赖于作为测量信息源的自供电中子堆芯内检测器和/或堆芯出口热电偶的准确性和可靠性。如果这些仪表中的一个出现损坏、故障、或提供无效信号，则目前还没有办法在BEACON^TM系统中自动检测。然而，无效的检测器信号可使操作裕量不准确，进而可导致技术规范监视不合格、对核电站进行不必要的操作限制、并且将时间浪费在诊断问题的原因上。

因此，本发明的目的是提供一种方法，该方法自动地通过对来自每个检测器的数据进行一系列的评估，以确定该检测器输出是否有效。

本发明的另一个目的是一旦输出已被核实为是无效的，则自动从堆芯计算因素中移除单个检测器输出。

另外，本发明的目的是确保直到验证了可接受数量的剩余检测器有效输出可用来安全地忽略无效的检测器输出，才会从堆芯计算考虑因素中移除检测器输出。

发明内容