[發明專利]一種核電站堆外探測器中子計數率計算方法及其系統

有效

• 申請號: 201810262125.X
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108447574B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 李志勇
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅;柯夏荷

本發明提供一種核電站堆外探測器中子計數率計算方法和系統，包括以下步驟：S100、根據堆芯核設計數據確定堆外探測器對堆芯功率的響應函數，獲取中子的空間位置、能量和角度，并通過共軛中子輸運計算得到的堆外探測器空間響應因子；S200、根據堆芯核設計數據獲取反應堆包含的中子源類型，并計算得到每一中子源類型的堆芯中子源強；S300、根據每一中子源類型下的堆芯中子源強和所述堆外探測器空間響應因子獲得堆外探測器中子計數率。本發明采用了改進的堆外探測器空間響應函數與堆芯中子源強的累計求和的方法快速計算堆外探測器的中子計數率以快速判定是否滿足法規標準的要求，能夠獲得很好的精度，并具有很高的效率，符合工程應用要求。

技術領域

本發明涉及核電技術領域，尤其涉及一種核電站堆外探測器中子計數率計算方法及其系統。

背景技術

根據參考標準GB12789.1-1991-“核反應堆儀表準則第一部分：一般原則”，在反應堆停堆狀態下要有計數，通常要求完全停堆時，計數率至少達到每秒2個計數。當有效增殖系數(k_eff)大約為0.99時，計數率大于每秒10個計數，當計數率低于每秒2個計數時，建議采用“趨臨界”實驗計數。因此，在反應堆設計和啟動實驗時需要保證堆外核測系統(一般指源量程中子探測器)的計數率至少達到每秒2個計數。在反應堆設計時，一般采用初級中子源和次級中子源來保證必要的中子計數率，而設計時需要通過復雜的模型計算，不論是采用確定論計算方法還是概率論計算方法，建立計算模型是一件很復雜和耗時的工作。如何提高計算手段的簡化程度是這項設計的一個難點。針對反應堆堆外探測器中子計數率要求這一技術問題，已有一些現有技術得到了應用。目前應用的技術總體上來說還存在一些問題和缺陷，這些問題和缺陷主要表現在如下一些方面：

反應堆堆外探測器中子計數率具有明顯的物理原理，部分現有技術通過既有經驗進行工程判斷，因此，現有技術對反應堆堆外探測器中子計數率缺乏理論模型的基礎，并且該方法應用的范圍較小。另一部分現有技術由于其采用很復雜的數學模型，特別是采用基于概率論的蒙特卡洛計算方法，對于建立物理模型的設計要求很高，而且由于涉及到大規模中子輸運計算因而需要的數值計算時間很長。

綜上所述，目前現行的反應堆堆外探測器中子計數率設計分析方法，解決問題亦或基于工程經驗判定的方法抑或基于復雜計算模型進行中子輸運計算的方法存在上述的缺陷，而這些缺陷導致了這些方法在實際應用中具有一定的局限性，還存在較大的改進空間。

發明內容

從解決反應堆堆外探測器中子計數率設計技術的問題和缺陷出發，本發明提出一種核電站堆外探測器中子計數率計算方法及其系統，既能保證采用真實的物理理論模型，又能實現快速準確的設計需要，相比現有技術具有明顯的準確性和效率優勢。

本發明用于解決以上技術問題的技術方案為，提供一種核電站堆外探測器中子計數率計算方法，包括以下步驟：

S100、根據堆芯核設計數據確定堆外探測器對堆芯功率的響應函數，獲取中子的空間位置、能量和角度，并通過共軛中子輸運計算得到的堆外探測器空間響應因子；

S200、根據堆芯核設計數據獲取反應堆包含的中子源類型，并計算得到每一中子源類型的堆芯中子源強；

S300、根據每一中子源類型下的堆芯中子源強和所述堆外探測器空間響應因子獲得堆外探測器中子計數率。

可選地，步驟S100包括以下步驟：

S110、根據堆芯核設計數據獲取所述中子的空間位置、能量和角度，確定所述堆外探測器對堆芯功率的響應函數；

S120、根據所述堆外探測器對堆芯功率的響應函數，通過正向中子輸運計算得到堆芯裂變所發出的中子形成的中子注量率分布函數和對應的共軛中子輸運方程；

S130、根據所述堆芯裂變所發出的中子形成的中子注量率分布函數和共軛中子輸運方程，通過共軛中子輸運計算得到堆外探測器空間響應函數；