專利名稱:一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法
技術領域：
本發明涉及核反應堆堆芯功率監測領域，特別涉及一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法。
背景技術：
為了保證核反應堆的安全運行，需要監測反應堆在運行過程中堆芯的功率分布。 以壓水堆為例，一般通過監測核反應堆堆內中子通量分布來監測堆芯功率分布。
現有的壓水堆中子測量系統分為移動式堆內中子測量系統和堆外中子測量系統。
移動式堆內中子測量系統是間歇式工作的，其工作頻率一般為每月一次。移動式堆內中子測量系統的探測器為小型裂變室，系統通過指令將5組探測器快速送入堆芯底部，然后慢速升到堆芯頂部，利用反應堆堆芯中子與探測器中的UO2發生裂變使探測器內的氣體電離，從而得到反應堆堆芯中子信息。該系統能夠提供準確的反應堆堆內中子通量分布，但其工作間隔時間太長，不能連續監測堆內中子通量分布。
堆外中子測量系統利用布置在堆芯外部的堆外中子探測器監測堆芯功率。該方法采用點堆模型，認為堆內中子通量分布形狀不隨時間變化，總功率與堆內任一點的中子通量成正比，由某一點的中子通量探測值即可得到反應堆的功率。堆外監測系統中，利用堆外中子探測器的中子通量探測值監測反應堆功率。該方法簡單易行，但由于假定堆內中子通量分布形狀不隨時間變化，因此不能提供堆內中子通量的動態分布信息。
西屋公司開發的 BEACON (Best Estimate Analyzer for Core Operation-NUclear)系統可在線監測堆芯功率分布，它使用二維模型計算堆內中子通量分布，使用堆外探測器提供軸向通量分布。
發明內容
本發明的目的在于提供一種在線監測核反應堆堆芯通量分布的方法，它能夠根據反應堆堆內中子探測器及布置在堆芯外部的堆外探測器測量得到的中子通量信息，快速計算出反應堆堆芯的三維中子通量分布，從而給出反應堆堆芯通量分布的實時信息，為反應堆堆芯的控制和保護系統提供參考。
為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現一種用于在線監
測核反應堆堆芯中子通量分布的方法，基于在反應堆布置M1個堆內中子探測器和
M2個堆外中子探測器，M1個堆內中子探測器的讀數分別記、(。)... O、)，其中巧、6…、是以反應堆幾何中心為原點的極坐標值，分別代表M1個堆內中子探測器的位置，M2個堆外中子探測器的讀數分別記為、K' ■■■ K，該方法包括以下步驟
首先，根據反應堆的運行狀態和控制歷史，更新反應堆的參考堆芯模型，確定參考
堆芯模型的多群中子擴散方程矩陣形式ΜΦ = 中的參量M、F，其中k為反應堆有效增
k值系數，Φ為堆芯中子通量，不同的特征值kn對應不同的特征向量Φη，有
權利要求
1. 一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法，基于在反應堆布置M1 個堆內中子探測器和M2個堆外中子探測器，M1個堆內中子探測器的讀數分別記為■yin / ryin ,代“㈨、K"(r2)碌、)，其中。。…、是以反應堆幾何中心為原點的極坐標值，分別代表M1個堆內中子探測器的位置，M2個堆外中子探測器的讀數分別記為、RT-K， 該方法包括以下步驟首先，根據反應堆的運行狀態和控制歷史，更新反應堆的參考堆芯模型，確定參考堆芯模型的多群中子擴散方程矩陣形式= 中的參量M、F，其中k為反應堆有效增值系κ數，Φ為堆芯中子通量，不同的特征值kn對應不同的特征向量Φη，有 ΜΦη=^ΦηK求解多群中子擴散方程，并根據kn由大到小的順序進行排序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).[還/iO)... vE/G(r)];r為以反應堆幾何中心為原點的極坐標值； g = 1,2, ...，G ； G為總的能群數；Dg (r)為第g能群的擴散系數(1/cm)；Σ tg(r)為第g能群的宏觀總截面(1/cm)；Σ g, _g(r)為從g'能群散射到g能群宏觀散射截面(1/cm)能群中子裂變份額； ν Σ 為g能群宏觀ν-裂變截面(1/cm)； k為反應堆有效增值系數；其次，采集堆內、堆外中子探測器的讀數，并建立方程組
2.根據權利要求
1所述的一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法，其特征在于，所述求解多群中子擴散方程采用Krylov子空間方法。
3.根據權利要求
1所述的一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法，其特征在于，所述求解展開系數 (i = 1 N)采用最小二乘法。
4.根據權利要求
1所述的一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法，其特征在于，所述M1個堆內中子探測器在反應堆中對稱布置。
5.根據權利要求
1所述的一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法，其特征在于，所述M2個堆外中子探測器環繞反應堆對稱布置。
6.根據權利要求
4、或5所述的一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法， 其特征在于，所述對稱布置是中心對稱布置。
專利摘要
本發明涉及核反應堆堆芯功率監測領域，公開了一種用于在線監測核反應堆堆芯中子通量分布的方法。該方法基于在反應堆布置M1個堆內中子探測器和M2個堆外中子探測器，先根據更新反應堆的參考堆芯模型MΦ=1kFΦ，求解其高階諧波，然后結合堆內、堆外中子探測器的讀數，在線重構出真實的反應堆堆芯內中子通量分布。
文檔編號G21C17/108GKCN101399091 B發布類型授權 專利申請號CN 200810232194
公開日2012年2月1日 申請日期2008年11月7日
發明者吳宏春, 曹良志, 王常輝 申請人:西安交通大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2), 非專利引用 (4),