[發(fā)明專利]一種核電站一回路冷卻劑泄漏的軟測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611101855.9
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106782703A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁軍;杜麗;黃煒平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G21C17/022
• 分類號: G21C17/022
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電站的檢測和控制領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站一回路冷卻劑泄漏量的軟測量方法。

背景技術(shù)

壓水堆核電站分為核島和常規(guī)島兩個部分，核島包括一回路(主要設(shè)備是反應(yīng)堆、主冷卻劑泵、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器和相應(yīng)管道)和一些安全和輔助系統(tǒng)，常規(guī)島與常規(guī)火電廠蒸汽動力系統(tǒng)大致相同，包括汽輪機、發(fā)電機、給水泵、除氧器、冷凝器(以上稱為二回路)和一些其他輔助系統(tǒng)。一回路和二回路的熱交換過程在蒸汽發(fā)生器中進行。通常，一回路的循環(huán)介質(zhì)冷卻劑帶有一定放射性。由于一回路涉及大量的設(shè)備、管道和閥門，在長期在高溫、高壓冷卻劑的沖蝕下，極易產(chǎn)生薄弱環(huán)節(jié)或誘發(fā)邊界原有缺陷、裂紋的擴展，導(dǎo)致一回路系統(tǒng)冷卻劑的泄漏，當(dāng)泄漏過度時，往往會導(dǎo)致嚴重事故的發(fā)生。目前的在役核電站中，一般是通過設(shè)置多種物理特性與不同量程的測量儀表如核素、壓力、流量、溫度、液位、輻射性等大致判斷泄漏的發(fā)生。但是，由于一回路中可能的泄漏點較多，無法通過準確安裝測量儀表的方式檢測冷卻劑泄漏量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對核電站一回路冷卻劑泄漏無法直接檢測的問題，提供一種核電站一回路冷卻劑泄漏量的軟測量方法，通過數(shù)學(xué)模型來在線估計和預(yù)測冷卻劑泄漏量，克服現(xiàn)有核電站一回路冷卻劑泄漏無法直接檢測的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案和步驟來實現(xiàn)的：一種核電站一回路冷卻劑泄漏的軟測量方法，包括以下步驟：

(1)選擇m個與一回路冷卻劑泄漏量有關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)測量參數(shù)作為軟測量模型的輔助變量，構(gòu)成測量參數(shù)向量X_m。

(2)選擇一回路冷卻劑泄漏量作為軟測量變量，構(gòu)成軟測量參數(shù)向量Y_m。

(3)從一回路運行中采集一組軟測量建模樣本集構(gòu)成建模樣本矩陣XX和YY，其中，是測量參數(shù)向量X_m的第i個樣本點的樣本值，是軟測量參數(shù)向量Y_m的第i個樣本點的樣本值，NN是建模樣本集中的樣本點數(shù)。

(4)對建模樣本矩陣XX和YY進行標準化、歸一化處理，使得各變量均值為0、方差為1，得到輸入矩陣X和輸出矩陣Y。

(5)將輸入矩陣X和輸出矩陣Y分成訓(xùn)練樣本矩陣X₁，Y₁和測試樣本矩陣X₂，Y₂，采用基于多元統(tǒng)計投影原理的偏最小二乘方法在訓(xùn)練樣本中建立軟測量模型其中，θ為軟測量模型參數(shù)矩陣，X₁是訓(xùn)練樣本的輸入矩陣，是訓(xùn)練樣本的輸出矩陣Y的軟測量預(yù)測值，并在測試樣本中進行模型驗證；為保證長時間運行時軟測量模型的精度，需要對軟測量模型參數(shù)矩陣θ定期進行模型自動校正；

(6)將當(dāng)前測量數(shù)據(jù)矩陣代入步驟(5)中的軟測量模型進行預(yù)測計算，并把預(yù)測結(jié)果進行逆標準化、逆歸一化處理，得到一回路冷卻劑泄漏量預(yù)測數(shù)據(jù)向量。

進一步的，所述步驟(3)中，NN的取值在500到1000之間。

進一步的，所述步驟(4)具體為：

對建模樣本矩陣XX和YY進行標準化、歸一化處理，具體公式如下：

均值計算：

方差計算：

歸一化計算：

式中，是XX的均值和方差，是YY的均值和方差，X,Y是處理后得到的建模樣本輸入輸出矩陣。

進一步的，所述步驟(5)具體為：首先將建模樣本矩陣中NN個采樣數(shù)據(jù)分成訓(xùn)練樣本矩陣X₁，Y₁和測試樣本矩陣X₂，Y₂，在訓(xùn)練樣本中采用基于多元統(tǒng)計投影原理的偏最小二乘方法建立偏最小二乘軟測量模型P和Q分別是關(guān)于X₁和Y₁的負荷矩陣，B是內(nèi)部關(guān)系系數(shù)矩陣，并在測試樣本中進行模型驗證。

進一步的，所述步驟(6)中，將當(dāng)前測量數(shù)據(jù)矩陣代入步驟(5)中的軟測量模型進行預(yù)測計算，并把預(yù)測結(jié)果進行逆標準化、逆歸一化處理，采用的具體公式為：

式中，是前面進行標準化、歸一化時的均值和方差。

進一步的，所述步驟(5)中，對軟測量模型參數(shù)矩陣θ定期進行模型自動校正時，采用的校正公式為：