本发明专利技术涉及核反应堆堆芯功率监测领域，公开了一种用于在线监测核反应堆堆芯中子通量分布的方法。该方法基于在反应堆布置Ｍ↓［１］个堆内中子探测器和Ｍ↓［２］个堆外中子探测器，先根据更新反应堆的参考堆芯模型ＭΦ＝（１／ｋ）ＦΦ，求解其高阶谐波，然后结合堆内、堆外中子探测器的读数，在线重构出真实的反应堆堆芯内中子通量分布。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核反应堆堆芯功率监测领域，特别涉及。
技术介绍
为了保证核反应堆的安全运行，需要监测反应堆在运行过程中堆芯的功率分布。 以压水堆为例，一般通过监测核反应堆堆内中子通量分布来监测堆芯功率分布。现有的压水堆中子测量系统分为移动式堆内中子测量系统和堆外中子测量系统。移动式堆内中子测量系统是间歇式工作的，其工作频率一般为每月一次。移动式堆内中子测量系统的探测器为小型裂变室，系统通过指令将5组探测器快速送入堆芯底部，然后慢速升到堆芯顶部，利用反应堆堆芯中子与探测器中的UO2发生裂变使探测器内的气体电离，从而得到反应堆堆芯中子信息。该系统能够提供准确的反应堆堆内中子通量分布，但其工作间隔时间太长，不能连续监测堆内中子通量分布。堆外中子测量系统利用布置在堆芯外部的堆外中子探测器监测堆芯功率。该方法采用点堆模型，认为堆内中子通量分布形状不随时间变化，总功率与堆内任一点的中子通量成正比，由某一点的中子通量探测值即可得到反应堆的功率。堆外监测系统中，利用堆外中子探测器的中子通量探测值监测反应堆功率。该方法简单易行，但由于假定堆内中子通量分布形状不随时间变化，因此不能提供堆内中子通量的动态分布信息。西屋公司开发的 BEACON (Best Estimate Analyzer for Core Operation-NUclear)系统可在线监测堆芯功率分布，它使用二维模型计算堆内中子通量分布，使用堆外探测器提供轴向通量分布。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在线监测核反应堆堆芯通量分布的方法，它能够根据反应堆堆内中子探测器及布置在堆芯外部的堆外探测器测量得到的中子通量信息，快速计算出反应堆堆芯的三维中子通量分布，从而给出反应堆堆芯通量分布的实时信息，为反应堆堆芯的控制和保护系统提供参考。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现一种用于在线监测核反应堆堆芯中子通量分布的方法，基于在反应堆布置M1个堆内中子探测器和M2个堆外中子探测器，M1个堆内中子探测器的读数分别记、(。)... O、)，其中巧、6…、是以反应堆几何中心为原点的极坐标值，分别代表M1个堆内中子探测器的位置，M2个堆外中子探测器的读数分别记为、K' ■■■ K，该方法包括以下步骤首先，根据反应堆的运行状态和控制历史，更新反应堆的参考堆芯模型，确定参考堆芯模型的多群中子扩散方程矩阵形式ΜΦ = 中的参量M、F，其中k为反应堆有效增k值系数，Φ为堆芯中子通量，不同的特征值kn对应不同的特征向量Φη，有权利要求1. ，基于在反应堆布置M1 个堆内中子探测器和M2个堆外中子探测器，M1个堆内中子探测器的读数分别记为■yin / ryin ,代“㈨、K"(r2)碌、)，其中。。…、是以反应堆几何中心为原点的极坐标值，分别代表M1个堆内中子探测器的位置，M2个堆外中子探测器的读数分别记为、RT-K， 该方法包括以下步骤首先，根据反应堆的运行状态和控制历史，更新反应堆的参考堆芯模型，确定参考堆芯模型的多群中子扩散方程矩阵形式= 中的参量M、F，其中k为反应堆有效增值系κ数，Φ为堆芯中子通量，不同的特征值kn对应不同的特征向量Φη，有 ΜΦη=^ΦηK求解多群中子扩散方程，并根据kn由大到小的顺序进行排序Φη(η = 1，…，⑴)；M 其中，-V--D1 (r)V + Σ(1 (r) -11^1 (r)-Σ2—, (r)Σ,^(γ)U尸)F:Xiir)' Z2(r)Zg (r).;r为以反应堆几何中心为原点的极坐标值； g = 1,2, ...，G ； G为总的能群数；Dg (r)为第g能群的扩散系数(1/cm)；Σ tg(r)为第g能群的宏观总截面(1/cm)；Σ g, _g(r)为从g'能群散射到g能群宏观散射截面(1/cm)能群中子裂变份额； ν Σ 为g能群宏观ν-裂变截面(1/cm)； k为反应堆有效增值系数；其次，采集堆内、堆外中子探测器的读数，并建立方程组2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述求解多群中子扩散方程采用Krylov子空间方法。3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述求解展开系数 (i = 1 N)采用最小二乘法。4.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述M1个堆内中子探测器在反应堆中对称布置。5.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述M2个堆外中子探测器环绕反应堆对称布置。6.根据权利要求4、或5所述的， 其特征在于，所述对称布置是中心对称布置。专利摘要本专利技术涉及核反应堆堆芯功率监测领域，公开了。该方法基于在反应堆布置M1个堆内中子探测器和M2个堆外中子探测器，先根据更新反应堆的参考堆芯模型MΦ=1kFΦ，求解其高阶谐波，然后结合堆内、堆外中子探测器的读数，在线重构出真实的反应堆堆芯内中子通量分布。文档编号G21C17/108GKCN101399091 B发布类型授权 专利申请号CN 200810232194公开日2012年2月1日 申请日期2008年11月7日专利技术者吴宏春, 曹良志, 王常辉 申请人:西安交通大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (2), 非专利引用 (4),本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在线监测核反应堆堆芯中子通量分布的方法，基于在反应堆布置Ｍ↓［１］个堆内中子探测器和Ｍ↓［２］个堆外中子探测器，Ｍ↓［１］个堆内中子探测器的读数分别记为Ｒ↓［１］↑［ｉｎ］（ｒ↓［１］）、Ｒ↓［２］↑［ｉｎ］（ｒ↓［２］）…Ｒ↓［Ｍ↓［１］］↑［ｉｎ］（ｒ↓［Ｍ↓［１］］），其中ｒ↓［１］、ｒ↓［２］…ｒ↓［Ｍ↓［１］］是以反应堆几何中心为原点的极坐标值，分别代表Ｍ↓［１］个堆内中子探测器的位置，Ｍ↓［２］个堆外中子探测器的读数分别记为Ｒ↓［１］↑［ｏｕｔ］、Ｒ↓［２］↑［ｏｕｔ］…Ｒ↓［Ｍ↓［２］］↑［ｏｕｔ］，该方法包括以下步骤： 首先，根据反应堆的运行状态和控制历史，更新反应堆的参考堆芯模型，确定参考堆芯模型的多群中子扩散方程矩阵形式ＭΦ＝１／ｋＦΦ中的参量Ｍ、Ｆ，其中ｋ为反应堆有效增值系数，Φ为堆芯中子通量，上式中不同的特征值ｋ↓［ｎ］对应不同的特征向量Φ↓［ｎ］，有： ＭΦ↓［ｎ］＝１／ｋ↓［ｎ］ＦΦ↓［ｎ］ 求解多群中子扩散方程，并根据ｋ↓［ｎ］由大到小的顺序进行排序Φ↓［ｎ］（ｎ＝１，…，∞）； 其次，采集堆内、堆外中子探测器的读数，并建立方程组： ＊＊＊ 其中，Ｃ↓［１］↑［ｉｎ］…Ｃ↓［ｍ↓［１］］↑［ｉｎ］分别为Ｍ↓［１］个堆内中子探测器的响应函数，Ｗ↓［１］（ｒ）…Ｗ↓［Ｍ↓［２］］（ｒ）为Ｍ↓［２］个堆外中子探测器空间响应函数，Ｖ为反应堆堆芯空间的集合，Φ↓［ｉ］（ｒ）为ｎ＝ｉ特征向量Φ↓［ｎ］，即参考堆芯的第ｉ阶谐波，ａ↓［ｉ］（ｉ＝１～Ｎ）为展开系数，Ｎ为展开阶数，（Ｍ↓［１］＋Ｍ↓［２］）≥Ｎ，ｒ为以反应堆几何中心为原点的极坐标值，然后根据上述方程组，求解展开系数ａ↓［ｉ］（ｉ＝１～Ｎ）； 最后，将展开系数ａ↓［ｉ］（ｉ＝１～Ｎ）带入Φ↑［ｒｅａｌ］（ｒ）＝＊ａ↓［ｉ］Φ↓［ｉ］（ｒ）中，即可得到真实的堆芯中子通量分布Φ↑［ｒｅａｌ］（ｒ）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏春，王常辉，曹良志，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。