[發明專利]一種壓水堆堆芯功率測量方法

在審

• 申請號: 202111013210.0
• 申請日: 2021-08-31
• 公開（公告）號: CN113724904A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 杜俊濤;龐龍浩;劉杰;花鋒;楊妮瑩;畢仙鵬;劉進輝
• 申請（專利權）人: 西安中核核儀器有限公司
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00;G21C17/032;G21C17/104
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬鳳云

1.一種壓水堆堆芯功率測量方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、構建壓水堆堆芯功率測量裝置：利用γ探測器(4)對一回路主管道(2)內N-16核素的γ放射性進行探測，并利用信號處理模塊對所述γ探測器(4)探測到的放射性信號進行處理，γ探測器(4)安裝在屏蔽體(1)內，屏蔽體(1)、所述γ探測器(4)和所述信號處理模塊構成一個探測機構，所述探測機構的數量為兩個，兩個所述探測機構位于一回路主管道(2)的同側，兩個所述探測機構分別為第一探測機構和第二探測機構，第一探測機構和第二探測機構構成壓水堆堆芯功率測量裝置；

所述屏蔽體(1)套設在γ探測器(4)外側，所述屏蔽體(1)與一回路主管道(2)呈垂直布設，所述屏蔽體(1)靠近一回路主管道(2)一端開設有圓柱形探測通道(3)，所述屏蔽體(1)遠離一回路主管道(2)的一端開設有過線孔(5)；

所述γ探測器(4)包括NaI閃爍體(4-1)、光電倍增管(4-2)和前置放大電路(4-3)，所述NaI閃爍體(4-1)通過圓柱形探測通道(3)對一回路主管道(2)周圍的γ放射性進行探測；

所述信號處理模塊包括主放大電路(7)和與主放大電路(7)連接的多道分析器(8)，所述主放大電路(7)的輸入端與前置放大電路(4-3)的輸出端連接；

步驟二、確定NaI閃爍體的尺寸；

步驟三、確定NaI閃爍體與一回路主管道的外側面之間的間距：確定NaI閃爍體(4-1)與一回路主管道(2)的外側面之間的間距L_d；

步驟四、確定屏蔽體的厚度，以及圓柱形探測通道的直徑；

步驟五、確定第一探測機構與第二探測機構之間的實際間距，以及冷卻劑流經一回路主管道的實際平均速度，過程如下：

步驟501、在MCNP軟件中模擬所述第一探測機構與所述第二探測機構之間不同實驗間距L₀條件下，第一探測機構探測到的γ放射性活度A₁和第二探測機構探測到的γ放射性活度A₂；

步驟502、根據公式計算冷卻劑流經一回路主管道(2)上長度為L₀的管段的時間單位為s；其中，λ為N-16核素的衰變常數；

步驟503、根據公式計算一回路主管道(2)內冷卻劑流量測量值Q'₀，單位為kg/h；其中，為冷卻劑流經一回路主管道(2)上長度為L₀的管段的平均速度，S為一回路主管道(2)的橫截面積，S＝π×r²，r為一回路主管道(2)的內圓半徑,ρ為冷卻劑的密度；

步驟504、當|Q'₀-Q₀|最小時，確定所述第一探測機構與所述第二探測機構之間對應的實驗間距L₀為第一探測機構與第二探測機構之間的實際間距L，并確定冷卻劑流經一回路主管道(2)上長度為L₀的管段對應的平均速度為冷卻劑流經一回路主管道(2)的實際平均速度v；其中，Q₀為冷卻劑流量估計值；

步驟六、壓水堆堆芯功率的測量：

步驟601、根據公式計算所述第一探測機構與所述第二探測機構測得的γ放射性活度平均值A；

步驟602、根據公式計算壓水堆堆芯功率，單位為n/cm²·s；其中，K為N-16核素的γ放射性強度與反應堆功率之間的轉換系數，C為常數，C＝6.439，λ為N-16核素的衰變常數，t_c為一回路冷卻劑流過堆芯活性區的時間，t_c＝4.36s，t₁為一回路冷卻劑的總循環時間，t₁＝163.1s，v為卻劑流經一回路主管道的實際平均速度。