[发明专利]用于核反应堆的功率控制装置及功率控制方法

说明书

本发明公开了一种用于核反应堆的功率控制装置及功率控制方法，所述功率控制装置包括：输入模块，设置为接收用户输入的目标功率值；测量模块，设置为测量核反应堆的实际功率值；控制模块，设置为基于所述目标功率值和所述实际功率值计算相对功率偏差，并基于所述相对功率偏差获取控制棒的运行信息；以及驱动模块，设置为基于所述运行信息驱动控制棒运行。

技术领域

本发明的实施例涉及核工程领域，特别涉及一种用于核反应堆的功率控制装置及功率控制方法。

背景技术

在核工程领域，对核反应堆进行功率控制是保证核反应堆动态性能并保证其高效稳定运行的重要技术手段，如果核反应堆的堆芯功率不能得到很好的控制，可能会导致严重事故。

核反应堆的功率控制可以通过调节控制棒的运行(例如控制棒的提升、插入、保持运动等)来实现，控制棒一般由硼和镉等易于吸收中子的材料制成，通过调节控制棒相对于反应中心的位置来改变参与裂变反应的中子数量，从而控制反应的进行程度。

核反应堆具有多种类型，不同的核反应堆在调节手段、运行模式上存在较大差异，由此对多种核反应堆的功率调节也相应地需要采取多种不同方式。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于核反应堆的功率控制装置及功率控制方法，以为核反应堆的功率控制提供一种不同的实现方式，从而适应不同种类的核反应堆对不同的功率调节方式的需求。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于核反应堆的功率控制装置，包括：输入模块，设置为接收用户输入的目标功率值；测量模块，设置为测量核反应堆的实际功率值；控制模块，设置为基于所述目标功率值和所述实际功率值计算相对功率偏差，并基于所述相对功率偏差获取控制棒的运行信息；以及驱动模块，设置为基于所述运行信息驱动控制棒运行。

根据一些实施方式，所述相对功率偏差由所述目标功率值和所述实际功率值的差值除以所述目标功率值所得的比值确定。

根据一些实施方式，所述运行信息包括运行方向，所述控制模块基于所述相对功率偏差的正负号来确定控制棒的运行方向。

根据一些实施方式，所述运行信息包括运行速度，所述控制模块设置为：基于所述相对功率偏差超过第一偏差阈值，确定所述运行速度保持在第一速度阈值；和/或基于所述相对功率偏差在第一偏差阈值和第二偏差阈值之间，确定所述运行速度随所述相对功率偏差在第一速度阈值与第二速度阈值之间线性变化；和/或基于所述相对功率偏差从第二偏差阈值向第三偏差阈值变化，确定所述运行速度保持在第二速度阈值，直至所述相对功率偏差达到第三偏差阈值时，所述运行速度变为0；和/或基于所述相对功率偏差在0和第三偏差阈值之间，确定所述运行速度保持为0。

根据一些实施方式，所述测量模块设置为测量多个实际功率值，所述控制模块设置为对所述多个实际功率值进行筛选，并从筛选后的多个实际功率值中选取次大值用于计算所述相对功率偏差。

根据一些实施方式，所述功率控制装置还包括监控模块，设置为：禁止超过保护阈值的目标功率值作用于所述功率控制装置；和/或禁止使得相对功率偏差超过10％的目标功率值作用于所述功率控制装置；和/或在存在以下一种或多种情况时，禁止控制棒向上运行：核反应堆周期小于预设值、核反应堆的实际功率值大于预设值、核反应堆的实际功率值除以冷却剂流量所得的比值大于预设值、堆芯出口温度高于预设值。

根据一些实施方式，所述控制模块冗余设置。

根据一些实施方式，所述功率控制装置还包括显示模块，设置为以图形化形式实时显示所述相对功率偏差的变化情况。

根据本发明的另一方面，提出了一种用于核反应堆的功率控制方法，包括：接收用户输入的目标功率值；测量核反应堆的实际功率值；基于所述目标功率值和所述实际功率值计算相对功率偏差，并基于所述相对功率偏差获取控制棒的运行信息；以及基于所述运行信息驱动控制棒运行。