[发明专利]一种用于反应堆LPD和DNBR在线保护和监测的实现方法

说明书

本发明公开了一种用于反应堆LPD和DNBR在线保护和监测的实现方法，包括：采集自给能探测器SPND的实测电流，和反应堆主冷却剂系统的各项实测运行参数；将采集的数据分别传输给上层计算单元和下层计算单元；上层计算单元和下层计算单元进行LPD在线计算和DNBR在线计算；上层计算单元的计算精度高于下层计算单元的计算精度；基于下层计算单元的LDP和DNBR计算结果，向反应堆保护系统提供LPD和DNBR保护输入信号，实现LPD和DNBR保护功能；基于上层计算单元的LDP和DNBR计算结果，实现对反应堆运行状况的监测。通过该方法实现在线监测堆芯各燃料组件轴向各段的LPD和DNBR分布，向反应堆保护系统提供LPD和DNBR保护输入信号，从而提高核电厂运行的安全性和经济性。

技术领域

本发明涉及核安全领域，具体地，涉及一种用于反应堆LPD和DNBR在线保护和监测的实现方法。

背景技术

压水堆在运行时，要求堆芯工作在泡核沸腾传热方式下，此时的传热效率最高。但当出现某些瞬态导致堆内局部热流密度增大到一定程度时，包壳壁面上产生的气泡在离开壁之前就连成一片，形成汽膜，使热阻变大，传热系数降低，引起包壳温急剧上升，最终导致燃料温度过高而熔毁，此情况即为偏离泡核沸腾（DNB）。为保证反应堆安全，在设计中要求燃料元件表面的最大热流密度小于临界热流密度。为定量表达这个要求，引入了偏离泡核沸腾比（DNBR）；同时为避免堆芯线功率密度过高，引入了线功率密度（LPD）。

在第二代M310机组中，DNBR及LPD的监测均通过采集平均温度、冷却剂压力、主泵转速及轴向功率偏差，计算出DNB和LPD限制函数，然后进行线性化处理。通过将计算值与整定值进行比较而触发停堆功能。此方法可以减少通道的误差，但是存在动态补偿复杂，而且需要将DNB安全限制函数转化为保护系统停堆定值，过程较为繁琐的问题。同时堆芯中子通量密度参数的在线监测仅由堆外核仪表系统完成，在计算精度和响应时间均无法满足反应堆保护的要求。

随着反应堆设计要求的提高，三代核电厂的堆芯测量系统及反应堆主冷却剂系统的各参数测量精度及响应时间有了较大提升。因此可以考虑采用一种新的DNBR和LPD计算和保护方法，用于反应堆保护，以进一步提升核电厂的安全性和经济性。

发明内容

本发明提供了一种用于反应堆LPD和DNBR在线保护和监测的实现方法，利用三代核电厂堆芯测量系统自给能探测器（SPND）的实测电流，以及反应堆主冷却剂系统的各项实测运行参数，设计一种用于LPD和DNBR在线保护和监测的实现方法，通过该方法实现在线监测堆芯各燃料组件轴向各段的LPD和DNBR分布，向反应堆保护系统提供LPD和DNBR保护输入信号，从而提高核电厂运行的安全性和经济性。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种用于反应堆LPD和DNBR在线保护和监测的实现方法，所述方法包括：

采集核电厂堆芯测量系统自给能探测器SPND的实测电流，和反应堆主冷却剂系统的各项实测运行参数；

将采集的数据分别传输给上层计算单元和下层计算单元；

上层计算单元和下层计算单元均基于自给能探测器SPND实测电流和反应堆主冷却剂系统实测运行参数进行LPD在线计算和DNBR在线计算；其中，上层计算单元的计算精度高于下层计算单元的计算精度；

基于下层计算单元的LPD和DNBR计算结果，向反应堆保护系统提供LPD和DNBR保护输入信号，实现LPD和DNBR保护功能；

基于上层计算单元的LPD和DNBR计算结果，实现对反应堆运行状况的监测。

进一步的，上层计算单元和下层计算单元均包括若干计算机，同一计算单元的计算机互相独立且冗余，同一计算单元的计算机采用相同的算法同时进行计算。