[发明专利]一种基于多探测器测量信号的动态反应性测量方法

说明书

本发明公开了一种基于多探测器测量信号的动态反应性测量方法，本发明针对现有的单探测器点堆模型的不足，通过三维时空动力学分析，对多个探测器的测量信号进行耦合分析，建立了一种能够消除点堆模型测量落棒反应性空间效应误差的反应堆动态反应性测量方法。本方法采用基于三维时空动力学分析结合三维物理模型计算物理参数，耦合多探测器的测量信号，用于反应性测量，改进了原有测量方法的不足，提高了动态反应性测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及反应堆动态反应性测量领域，具体涉及一种基于多探测器测量信号的动态反应性测量方法。

背景技术

核反应堆堆芯的动态反应性测量主要针对物理试验过程中的控制棒积分价值、卡棒次临界度、停堆深度等测量过程。

核电站常用的反应性测量方法有：调硼法、换棒法以及动态刻棒法。其中，调硼法通过调硼浓度测量控制棒微、积分价值，但测量时间长且成本高；换棒法不需要调硼、耗时稍短，可测控制棒积分价值；动态刻棒法通过下插控制棒，结合计算分析与实测数据，可在较短时间内较精确地测量控制棒积分价值，是现在核电站广泛使用的方法。但上述方法一般用于约2000pcm以内的反应性测量，用于大反应性测量具有局限性。现常用的大反应性测量方法为落棒法，落棒法的基本原理是：瞬时将控制棒落入处于临界状态的反应堆内，同时测量中子计数率随时间的变化，结合落棒前后的中子计数率计算出待测的反应性。该方法通过落棒，可实现控制棒积分价值、卡棒次临界度、停堆深度等大反应性的快速测量。

上述测量方法大多普遍基于点堆模型，采用单探测器进行反应性的测量，测量过程易受中子通量空间效应的影响，反应性测量结果存在误差。其中，动态刻棒法结合三维物理计算分析，减小了测量过程中的空间效应，但仍无法完全消除测量误差。

拟采用多探测器阵列式耦合测量中子信号，基于三维时空动力学分析对测量信号进行耦合，测量动态反应性，以进一步减小测量过程中单探测器的空间效应，获得更加准确的动态反应性测量结果。

国际上针对反应性动态测量开展过一些研究。1989年，Glumac等提出了一种快速插棒的控制棒价值测量方法，以满足核电站快速测量控制棒价值的需求，该方法利用静态计算数据修正测量过程的中子通量空间效应。1992年，西屋公司的赵荣安等人提出了动态刻棒方法(DRWM)，该方法以最大速度下插控制棒组棒，结合三维时空动力学分析进行物理计算修正，测量商用反应堆的控制棒微、积分价值，现已广泛应用于各个核电站。在此基础上，韩国的E.K.Lee等人基于CE System80堆型开展了类似研究。俄国在2010年开展过修正逆动态方法测量研究。但目前国外少有基于多探测器测量信号的动态反应性测量研究。

而国内有研究机构针对动态刻棒技术开展了基于三维物理分析的修正计算研究，还有研究机构针对单探测器逆动态法的反应性测量过程进行了修正研究，但尚无单位基于三维时空动力学分析，对用于动态反应性测量的多探测器测量信号耦合方法进行研究或申请相关专利技术的报道。因此需要针对现有单探测器动态反应性测量方法的不足，掌握基于多探测器测量信号的动态反应性测量方法，为动态反应性的精确测量提供能力。

发明内容

本发明提供了一种基于多探测器测量信号的动态反应性测量方法，该方法可改进原有单探测器测量中点堆模型的不足，获得更加准确的动态反应性测量结果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于多探测器测量信号的动态反应性测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用多个中子探测器在堆内或堆外不同位置采集测量信号；

步骤二、基于三维时空动力学分析，对实际测量过程进行计算模拟，获得第n个探测器动态测量过程中各时刻的探测器处中子通量形状函数ψ_c(t)，对第n个探测器的测量信号进行初步处理，得到N_n(t)；对所有探测器的测量信号进行初步处理得到n个探测器的信号N₁(t)…N_n(t)；