[发明专利]基于薄板样条函数插值的核电站堆芯温度场软测量方法

摘要

本发明公开了基于薄板样条函数插值的核电站堆芯温度场软测量方法，首先对压水堆堆芯冷却剂出口截面的整个二维温度场分布进行插值重构；再建立堆芯温度计算模型；然后调用冷却剂热力参数，利用换热公式计算得到各冷却剂通道的流量；最后，从冷却剂入口或出口开始，将上一个节块的温度及对应的冷却剂密度和比热带入堆芯温度计算模型，利用迭代法计算下一个节块的温度值，以此类推，最终得到整个堆芯的冷却剂温度分布，实现了对堆芯冷却剂和堆芯燃料组件的三维温度分布的软测量。本发明能够利用堆芯出口的点温度测量值对计算模型进行自适应修正，减小了数据误差，很好地表征了堆芯内部的温度分布状况。

主权项

基于薄板样条函数插值的核电站堆芯温度场软测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：基于核电站反应堆结构及堆芯冷却剂出口处的温度传感器的分布特点建立坐标系；将测点温度作为离散点，采用薄板样条函数插值的方法对测点温度进行数值计算处理，对其他未布置温度传感器的冷却剂出口温度进行估计，初步重构得到堆芯冷却剂整个出口整个截面的温度场的分布；步骤二：通过反应堆结构及其回路系统中冷却剂的流动方式、热量传输特性和燃料元件的传导特性，建立堆芯温度计算模型和堆芯热传导模型，并计算得到堆芯的径向功率Qij、堆芯的轴向功率Qk和每个节块的功率Qijk；步骤三：根据各通道的冷却剂进/出口温度，取其平均值调用冷却剂热力参数包括比热容、密度以及温度，采用换热公式Qij＝cij·wij·ρij·ΔTij，计算出冷却剂在各通道的流量wij；式中ΔTij是各通道冷却剂进、出口温度差，Qij是堆芯径向功率，cij是冷却剂的比热容，ρij是冷却剂的密度；冷却剂的各通道流量即为冷却剂在压水堆中流动的所有通道流量；步骤四：利用步骤二得到的每个节块的功率Qijk和步骤三所得到的各个通道的冷却剂流量值wij，从冷却剂入口或出口的温度开始，将上一个节块的温度及对应的冷却剂密度和比热带入换热公式Qijk＝cijk·wij·ρijk·ΔTijk中计算下一个节块温度的初值，再根据温度初值修正本节块冷却剂的密度和比热容，从而得到进一步精确的节块温度，如此反复迭代逼近直至下个节块的温度满足精度要求；以此类推，最终得到整个堆芯的冷却剂温度分布；式中，cijk为每个节块冷却剂的比热容，wij为每个冷却剂通道的流量，ρijk为每个节块冷却剂的密度，ΔTijk为每个节块冷却剂的进出口温差；步骤五：将步骤四所得到的核电站堆芯冷却剂的三维温度带入步骤二中的堆芯传导模型中，计算得到堆芯燃料组件各部分的三维温度分布。