[發明專利]一種基于探測器測量值的堆芯中子通量預測方法

有效

• 申請號: 202010543625.8
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111797509B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李茁;馬宇
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/17;G21C17/108
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所(普通合伙) 44229
• 代理人: 姜若天

本發明公開了一種基于探測器測量值的堆芯中子通量預測方法，在不同時間點從堆內探測系統中讀取并記錄堆芯不同位置的堆內探測器測量值，擬合過去時間點和當前時間點的堆內探測器測量值，外推堆內探測器測量值，采用堆芯燃料管理程序模擬計算不同時間點的中子通量，進行本征正交分解，計算未來時間點的堆芯中子通量預測值；通過堆內探測器測量值的預測，結合堆芯中子通量在線重構方法，避免了更改原有堆芯中子通量在線監測系統的核心算法，而且對每一個位置的堆內探測器測量值單獨進行僅包含時間一個自變量維度的擬合外推，既保證了預測精度，也減少了由于個別或局部探測器失效所引發的預測計算整體失效，實現了對堆芯中子通量的準確預測。

技術領域

本發明涉及發電廠核反應堆堆芯中子通量的預測手段領域，尤其涉及的是一種基于探測器測量值的堆芯中子通量預測方法。

背景技術

發電廠核反應堆堆芯功率分布在線監測系統，又稱核反應堆堆芯中子通量在線監測系統，其功能和作用應該包括四個方面，即跟蹤、監測、預測和報警，以實現對堆芯中子通量在線監測系統中已有設備的充分利用，對保障反應堆堆芯運行和安全，以及提高核電廠經濟效益都具有重要意義。

為實現對核反應堆堆芯中子通量的在線監測，需要為該核反應堆額外安裝的堆內中子探測器及信號處理器、中央處理器和各種數據和信號傳輸的導線，不論是這些元件本身的成本，還是由于這些元件的安裝帶來的反應堆的設計維護成本，例如原本密封的壁面因開孔所引入的屏蔽成本，包括在線監測計算算法在內，這些都會導致核電廠建設和運行成本的增加。

目前，中國國內和國外對核反應堆堆芯跟蹤計算及中子通量在線監測計算的研究都已經較為充分，例如基于燃料管理程序的堆芯跟蹤計算功能以及利用堆芯中子通量在線重構方法實現的在線監測。

常見的核反應堆堆芯中子通量在線重構方法包括：諧波綜合法、樣條函數擬合法、耦合系數法、最小二乘法、多項式展開法、內部邊界條件法、誤差形狀綜合法、權重因子法、普通Kriging法和本征正交分解法。

但是，在對核反應堆堆芯中子通量的預測方面的研究卻很少，在對核反應堆堆芯所處狀態的報警方面也鮮有報道；堆芯中子通量預測計算與堆芯中子通量在線監測計算最大的不同點在于，核反應堆堆芯中子通量預測計算是一種包括時間維度的計算，是對時間變量的刻畫，若考慮將已有的堆芯中子通量在線重構方法用于預測計算中，除基于函數展開思想的諧波綜合法和本征正交分解法可以將時間變量引入之外，其他的計算方法均無法引入時間變量，而早期開發的堆芯中子通量在線監測系統的核心算法已經確定，更改算法并不符合對系統已有設備充分利用的初衷。

因此，不論是從科學研究發展進程角度還是從工程應用的角度，都需要研究出一種合適且實用的核反應堆堆芯中子通量預測方法。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于探測器測量值的堆芯中子通量預測方法，可避免更改原有堆芯中子通量在線監測系統的核心算法，實現對堆芯中子通量的準確預測。

本發明的技術方案如下：一種基于探測器測量值的堆芯中子通量預測方法，包括以下步驟：

A、在根據堆芯每一個探測器所處位置的過去時間點、當前時間點和未來時間點，從堆芯中子通量在線監測系統中讀取并記錄不同時間點堆芯不同位置的堆內探測器測量值；其中，表示堆內探測器位置，，M為堆內探測器數目；

B、以時間為變量，將過去時間點和當前時間點堆芯不同位置的堆內探測器測量值進行擬合，得到每一個堆內探測器測量值隨時間變化函數；

C、根據堆內探測器測量值隨時間變化函數，對堆內探測器測量值進行外推，得到未來時間點堆芯不同位置的堆內探測器測量值的預測值，；

D、采用堆芯燃料管理程序模擬計算不同時間點堆芯不同位置的中子通量，，N為模擬計算的時間點數目；