[发明专利]综合堆内外探测器测量值的堆芯功率分布在线重构方法

说明书

本发明公开了综合堆内外探测器测量值的堆芯功率分布在线重构方法，以堆芯燃料管理程序对堆芯进行建模和模拟，算出不同堆芯状态下的功率分布；进行本征正交分解；以蒙特卡洛程序模拟算出堆外探测器响应函数；采集堆芯当前状态下的状态参数、堆内探测器测量值、堆外探测器测量值；联立方程组，算出展开系数，算出功率分布在线重构值；在本征正交分解法及堆内探测器测量值进行堆芯功率分布在线重构的基础上，将堆外探测器响应函数和堆外探测器测量值构成的方程作为附加边界条件，以最少的计算成本提高了堆芯功率分布在线重构计算精度，尤其是提高了堆芯边缘位置处组件功率重构值的计算精度，同时也满足了堆芯功率分布在线重构对计算速度的要求。

技术领域

本发明涉及核反应堆堆芯运行和安全技术领域，具体涉及一种综合堆内外探测器测量值的堆芯功率分布在线重构方法。

背景技术

核反应堆堆芯功率分布是堆芯安全裕量计算的重要输入参数，对堆芯功率分布的在线监测不仅可以为操作员提供堆芯状态的参考，以减少过于保守的操作规程，而且还能为精确计算堆芯燃料组件燃耗提供输入参数；可见堆芯功率分布的在线监测对保障反应堆堆芯安全和提高核电厂经济效益具有重要意义。

随着反应堆设计建造技术的发展，堆芯内外常安装有不同类型和适用范围的中子探测器，用以实时测量堆芯中子通量水平，进而计算堆芯三维功率分布；根据堆芯内外探测器测量值实时计算堆芯三维功率分布的方法称为堆芯功率分布在线重构方法。

其中，针对堆内探测器测量值提出和发展的堆芯功率分布在线重构方法主要包括：最小二乘法、样条函数拟合法、谐波展开法、内部边界条件法、Kriging法等，应用对象通常为大型商用压水堆；根据堆外探测器测量值进行堆芯功率分布在线重构计算的方法包括谐波展开法等，应用对象通常为不安装堆内探测器的小型反应堆。

截至目前，中国国内外提出、发展并广泛应用的堆芯功率分布在线重构方法，均为仅使用一种类型(即堆内或堆外)的探测器测量值进行计算，对于综合堆内外探测器测量值进行堆芯功率分布在线重构的研究较少；然而事实上，堆外探测器测量值主要受其相邻组件 (即堆芯边缘位置处组件)中子通量密度影响，对距其较远的组件内中子通量密度灵敏度较低，因此仅使用堆外探测器进行堆芯功率分布在线重构的精度相对较低。

同时，由于堆芯边缘位置的中子通量密度的梯度较大，堆内探测器安装位置有限，堆芯边缘位置处组件的功率分布在线重构计算精度相对较低；在当前循环时，这些边缘组件的功率分布在线重构计算精度对堆芯安全裕量计算精度影响较小；然而在下一循环时，这些边缘组件将通过换料倒料的方式转变为堆芯内部位置的组件，此时该组件的功率、燃耗等参数的计算精度对堆芯安全裕量计算精度会有较大影响。

因此，为提高堆芯功率分布在线重构计算精度，需要研究一种综合堆内外探测器测量值的堆芯功率分布在线重构方法。

发明内容

针对上述现有技术背景，本发明提供一种综合堆内外探测器测量值的堆芯功率分布在线重构方法，可提高堆芯功率分布在线重构的计算精度，且可满足堆芯功率分布在线重构对计算速度的要求。

本发明的技术方案如下：一种综合堆内外探测器测量值的堆芯功率分布在线重构方法，包括以下步骤：

A、以传统的堆芯燃料管理程序对堆芯进行建模和模拟，并计算出堆芯不同燃耗Bu、硼浓度 Cb、冷却剂入口温度Tc、相对功率Pr及控制棒位置Cr条件下的功率分布P_n，c(r)，r表示堆芯燃料栅元的空间坐标向量，n＝1，2，...，N_s表示不同堆芯状态，一组 (Bu，Cb，Tc，Pr，Cr)_n为一个堆芯状态参数，N_s表示堆芯状态数目，c表示模拟计算值；

B、对步骤A计算出的堆芯功率分布P_n，c(r)进行本征正交分解，得到本征正交基函数