[发明专利]装载177盒燃料组件的堆芯的探测器布置方法及其堆芯

说明书

技术领域

本申请涉及核反应堆测量与控制技术领域，特别涉及一种用于装载177盒燃料组件的核反应堆堆芯的固定式探测器径向布置方法以及一种包括固定式探测器的装载177盒燃料组件的核反应堆堆芯。

背景技术

为了加强操作员对反应堆内部的了解，近几年来国际上发展了反应堆堆芯在线监测技术，为操作员提供三维的堆芯功率分布的实时信息。在线监测反应堆的三维功率分布能够保障反应堆的安全，并提高反应堆的经济效益。

反应堆运行期间，反应堆堆芯在线监测系统通过布置在燃料组件中的固定式探测器来测量轴向和径向功率分布，检查堆芯功率分布与设计预期值的相符程度，监测各个燃料组件的燃耗等信息。反应堆内固定式探测器的径向布置方案会直接影响探测器的个数、探测器测量信号的准确性，并最终影响反应堆堆芯在线监测的实时显示结果的精度。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于装载177盒燃料组件的核反应堆堆芯的固定式探测器径向布置方法以及一种包括固定式探测器的装载177盒燃料组件的核反应堆堆芯，其在保证堆芯在线监测系统的计算精度的同时，减少探测器的使用数量，提高堆芯在线监测系统的经济性。

为达到上述目的或目的之一，根据本发明的一个方面的实施例，提出了一种用于装载177盒燃料组件的核反应堆堆芯的固定式探测器径向布置方法，所述方法包括如下步骤：

a)布置燃料组件和控制棒组，形成装载177盒燃料组件的核反应堆堆芯；

b)将已布置控制棒组的燃料组件确定为不布置固定式探测器的燃料组件， 以减小控制棒组的插入和提出对固定式探测器测量精度的影响；

c)确定首行、尾行、首列和尾列中的固定式探测器布置，使得每相邻的两个燃料组件中有且仅有一个固定式探测器且避免在已布置控制棒组的燃料组件中布置固定式探测器，由此形成若干第一系列待选方案；

d)分别以第一系列待选方案为基础，从第二行开始隔行布置固定式探测器，使得在布置有固定式探测器的行中每相邻的两个燃料组件中有且仅有一个固定式探测器，由此形成若干第二系列待选方案；

e)在第二系列待选方案中去除掉存在有表面相邻的固定式探测器的待选方案，得到第三系列待选方案；

f)在第三系列待选方案的基础上，对于不满足燃料组件周围至少有两个固定式探测器条件的燃料组件，在适当的位置增加固定式探测器或局部调整固定式探测器的位置，由此得到第四系列待选方案；

g)对于第四系列待选方案中的每个待选方案，实际测量布置有固定式探测器的燃料组件的状态参数值；

h)针对第四系列待选方案中的每个待选方案，采用数学计算方法对获得的三维离散的状态参数值进行拟合，插值获得核反应堆堆芯内所有燃料组件的状态参数值；

i)对比第四系列待选方案中的各个待选方案，利用统计学工具对比状态参数值的最大值、最小值、算数平均值和方差，从第四系列待选方案中确定最优方案。

根据本发明的一个优选实施例，其中以A-H、J-N、P、R代表15列燃料组件、以01-15代表15行燃料组件，步骤f)中的增加固定式探测器包括在A07、A09、R07、R09位置的燃料组件上增加固定式探测器。

根据本发明的一个优选实施例，在步骤h)中，所述数学计算方法为薄板样条函数插值法或最小二乘法。

根据本发明的一个优选实施例，所述状态参数包括功率、燃耗、硼酸浓度或冷却剂温度。

根据本发明的一个优选实施例，还包括在步骤i)之后对确定的最优方案进行实验验证的步骤。

根据本发明的另一个方面的实施例，提出了一种包括固定式探测器的装载 177盒燃料组件的核反应堆堆芯：

所述核反应堆堆芯中的燃料组件排列组成15行、15列，其中第1-15行分别具有5、9、11、13、13、15、15、15、15、15、13、13、11、9、5个燃料组件，第1-15列分别具有5、9、11、13、13、15、15、15、15、15、13、13、11、9、5个燃料组件，每一行以及每一列中的燃料组件表面相邻，并且所述核反应堆堆芯中的燃料组件分别沿水平中心轴线和竖直中心轴线对称；