一种核电站堆外探测器中子计数率计算方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种核电站堆外探测器中子计数率计算方法和系统，包括以下步骤：S100、根据堆芯核设计数据确定堆外探测器对堆芯功率的响应函数，获取中子的空间位置、能量和角度，并通过共轭中子输运计算得到的堆外探测器空间响应因子；S200、根据堆芯核设计数据获取反应堆包含的中子源类型，并计算得到每一中子源类型的堆芯中子源强；S300、根据每一中子源类型下的堆芯中子源强和所述堆外探测器空间响应因子获得堆外探测器中子计数率。本发明专利技术采用了改进的堆外探测器空间响应函数与堆芯中子源强的累计求和的方法快速计算堆外探测器的中子计数率以快速判定是否满足法规标准的要求，能够获得很好的精度，并具有很高的效率，符合工程应用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种核电站堆外探测器中子计数率计算方法及其系统
本专利技术涉及核电
，尤其涉及一种核电站堆外探测器中子计数率计算方法及其系统。
技术介绍
根据参考标准GB12789.1-1991-“核反应堆仪表准则第一部分：一般原则”，在反应堆停堆状态下要有计数，通常要求完全停堆时，计数率至少达到每秒2个计数。当有效增殖系数(keff)大约为0.99时，计数率大于每秒10个计数，当计数率低于每秒2个计数时，建议采用“趋临界”实验计数。因此，在反应堆设计和启动实验时需要保证堆外核测系统(一般指源量程中子探测器)的计数率至少达到每秒2个计数。在反应堆设计时，一般采用初级中子源和次级中子源来保证必要的中子计数率，而设计时需要通过复杂的模型计算，不论是采用确定论计算方法还是概率论计算方法，建立计算模型是一件很复杂和耗时的工作。如何提高计算手段的简化程度是这项设计的一个难点。针对反应堆堆外探测器中子计数率要求这一技术问题，已有一些现有技术得到了应用。目前应用的技术总体上来说还存在一些问题和缺陷，这些问题和缺陷主要表现在如下一些方面：反应堆堆外探测器中子计数率具有明显的物理原理，部分现有技术通过既有经验进行工程判断，因此，现有技术对反应堆堆外探测器中子计数率缺乏理论模型的基础，并且该方法应用的范围较小。另一部分现有技术由于其采用很复杂的数学模型，特别是采用基于概率论的蒙特卡洛计算方法，对于建立物理模型的设计要求很高，而且由于涉及到大规模中子输运计算因而需要的数值计算时间很长。综上所述，目前现行的反应堆堆外探测器中子计数率设计分析方法，解决问题亦或基于工程经验判定的方法抑或基于复杂计算模型进行中子输运计算的方法存在上述的缺陷，而这些缺陷导致了这些方法在实际应用中具有一定的局限性，还存在较大的改进空间。
技术实现思路
从解决反应堆堆外探测器中子计数率设计技术的问题和缺陷出发，本专利技术提出一种核电站堆外探测器中子计数率计算方法及其系统，既能保证采用真实的物理理论模型，又能实现快速准确的设计需要，相比现有技术具有明显的准确性和效率优势。本专利技术用于解决以上技术问题的技术方案为，提供一种核电站堆外探测器中子计数率计算方法，包括以下步骤：S100、根据堆芯核设计数据确定堆外探测器对堆芯功率的响应函数，获取中子的空间位置、能量和角度，并通过共轭中子输运计算得到的堆外探测器空间响应因子；S200、根据堆芯核设计数据获取反应堆包含的中子源类型，并计算得到每一中子源类型的堆芯中子源强；S300、根据每一中子源类型下的堆芯中子源强和所述堆外探测器空间响应因子获得堆外探测器中子计数率。可选地，步骤S100包括以下步骤：S110、根据堆芯核设计数据获取所述中子的空间位置、能量和角度，确定所述堆外探测器对堆芯功率的响应函数；S120、根据所述堆外探测器对堆芯功率的响应函数，通过正向中子输运计算得到堆芯裂变所发出的中子形成的中子注量率分布函数和对应的共轭中子输运方程；S130、根据所述堆芯裂变所发出的中子形成的中子注量率分布函数和共轭中子输运方程，通过共轭中子输运计算得到堆外探测器空间响应函数；S140、根据所述堆外探测器空间响应函数得到堆外探测器空间响应因子。可选地，所述反应堆包含的中子源类型包括初级中子源、次级中子源和经辐照后的燃料组件自发中子源中的任意1至3种；所述每一中子源类型的堆芯中子源强为初级中子源强或次级中子源强或经辐照后的燃料组件自发中子源强中的一种。可选地，步骤200具体包括：S210、通过堆芯核设计数据中的初步中子源技术规格书获得初级中子源强；或通过堆芯核设计数据采用中子燃耗计算程序计算获得次级中子源强；或通过堆芯核设计数据采用中子燃耗计算程序计算获得所述经辐照后的燃料组件的自发中子源强。可选地，步骤S300进一步包括：S310、根据每一中子源类型的堆芯中子源强和所述堆外探测器空间响应因子得到每一中子源类型的各位置的堆外探测器中子计数率；S320、对所述每一中子源类型的各位置的堆外探测器中子计数率累计求和得到推定的每一中子源类型的堆外探测器中子计数率；S330、对所有获得的所述推定的每一中子源类型的堆外探测器中子计数率累计求和得到推定的堆外探测器中子计数率；S340、对所述推定的堆外探测器中子计数率进行修正，得到所述堆外探测器中子计数率：CRi,终＝K·CRi，推定+b其中，K和b为线性修正系数，CRi，终为堆外探测器中子计数率，CRi，推定为推定的所述堆外探测器中子计数率；所述线性修正系数K和b通过实际测量的堆外探测器中子计数率与推定的所述堆外探测器中子计数率确定：CRi，实测＝K·CRi，推定+b其中，CRi，实测为实际测量的堆外探测器中子计数率。可选地，所有获得的所述推定的每一中子源类型的堆外探测器中子计数率的个数与所述反应堆包含的中子源类型的个数一致。可选地，该计算方法还包括以下步骤：S400、将所述堆外探测器中子计数率与标准中子计数率进行对比，若所述堆外探测器中子计数率小于所述标准中子计数率，则重新设置反应堆设计。另一方面，本专利技术还提供了一种核电站堆外探测器中子计数率计算系统，用于对反应堆进行设计，包括堆芯核设计数据系统，用于存储堆芯核设计数据，其特征在于，还包括：第一运算模块，与堆芯核设计数据系统相连，用于从堆芯核设计数据系统中获得中子的空间位置、能量和角度，通过共轭中子输运计算得到的堆外探测器空间响应因子；第二运算模块，与堆芯核设计数据系统相连以获取堆芯核设计数据，用于根据堆芯核设计数据获取反应堆包含的中子源类型，并计算得到每一中子源类型的堆芯中子源强；第三运算模块，分别于与第一运算模块和第二运算模块相连，用于根据所述每一中子源类型的堆芯中子源强和所述堆外探测器空间响应因子获得堆外探测器中子计数率。可选地，第一运算模块包括：函数确定模块，与堆芯核设计数据系统相连，用于根据堆芯核设计数据确定堆外探测器对堆芯功率的响应函数；正向中子输运计算模块，与函数确定模块相连，用于获取所述堆外探测器对堆芯功率的响应函数，通过正向中子输运计算得到堆芯裂变所发出的中子形成的中子注量率分布函数和对应的共轭中子输运方程；共轭中子运输计算模块：与所述正向中子输运计算模块相连，用于获取堆芯裂变所发出的中子形成的中子注量率分布函数，通过所述共轭中子输运计算，得到堆外探测器空间响应函数；响应因子计算模块，与所述堆芯核设计数据系统和所述共轭中子运输计算模块相连，用于从所述函数确定模块中获取中子的空间位置、能量和角度，并从共轭中子运输计算模块中获取所述根据堆外探测器空间响应函数，得到堆外探测器空间响应因子。可选地，所述反应堆包含的中子源类型包括初级中子源、次级中子源和经辐照后的燃料组件自发中子源中的任意1至3种；所述每一中子源类型的堆芯中子源强包括初级中子源强或次级中子源强或经辐照后的燃料组件自发中子源强中的一种。可选地，所述初级中子源强根据堆芯核设计数据中的初步中子源技术规格书获得；所述次级中子源强根据堆芯核设计数据采用中子燃耗计算程序计算获得；所述经辐照后的燃料组件的自发中子源强根据堆芯核设计数据采用中子燃耗计算程序计算获得。可选地，所述第三运算模块包括：各位置中子计数率计算模块，与所述第二运算模块和所述响应因子计算模块相连，用于从所述第二运算模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电站堆外探测器中子计数率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、根据堆芯核设计数据确定堆外探测器对堆芯功率的响应函数，获取中子的空间位置、能量和角度，并通过共轭中子输运计算得到的堆外探测器空间响应因子；S200、根据堆芯核设计数据获取反应堆包含的中子源类型，并计算得到每一中子源类型的堆芯中子源强；S300、根据每一中子源类型下的堆芯中子源强和所述堆外探测器空间响应因子获得堆外探测器中子计数率。

【技术特征摘要】
1.一种核电站堆外探测器中子计数率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S100、根据堆芯核设计数据确定堆外探测器对堆芯功率的响应函数，获取中子的空间位置、能量和角度，并通过共轭中子输运计算得到的堆外探测器空间响应因子；S200、根据堆芯核设计数据获取反应堆包含的中子源类型，并计算得到每一中子源类型的堆芯中子源强；S300、根据每一中子源类型下的堆芯中子源强和所述堆外探测器空间响应因子获得堆外探测器中子计数率。2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，步骤S100包括以下步骤：S110、根据堆芯核设计数据获取所述中子的空间位置、能量和角度并确定所述堆外探测器对堆芯功率的响应函数；S120、根据所述堆外探测器对堆芯功率的响应函数，通过正向中子输运计算得到堆芯裂变所发出的中子形成的中子注量率分布函数和对应的共轭中子输运方程；S130、根据所述堆芯裂变所发出的中子形成的中子注量率分布函数和共轭中子输运方程，通过共轭中子输运计算得到堆外探测器空间响应函数；S140、根据所述堆外探测器空间响应函数得到堆外探测器空间响应因子。3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述反应堆包含的中子源类型包括初级中子源、次级中子源和经辐照后的燃料组件自发中子源中的任意1至3种；所述每一中子源类型的堆芯中子源强为初级中子源强或次级中子源强或经辐照后的燃料组件自发中子源强中的一种。4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征在于，步骤200具体包括：S210、通过堆芯核设计数据中的初步中子源技术规格书获得初级中子源强；或通过堆芯核设计数据采用中子燃耗计算程序计算获得次级中子源强；或通过堆芯核设计数据采用中子燃耗计算程序计算获得所述经辐照后的燃料组件的自发中子源强。5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，步骤S300进一步包括：S310、根据每一中子源类型的堆芯中子源强和所述堆外探测器空间响应因子得到每一中子源类型的各位置的堆外探测器中子计数率；S320、对所述每一中子源类型的各位置的堆外探测器中子计数率累计求和得到推定的每一中子源类型的堆外探测器中子计数率；S330、对所有获得的所述推定的每一中子源类型的堆外探测器中子计数率累计求和得到推定的堆外探测器中子计数率；S340、对所述推定的堆外探测器中子计数率进行修正，得到所述堆外探测器中子计数率：CRi,终＝K·CRi，推定+b其中，K和b为线性修正系数，CRi，终为堆外探测器中子计数率，CRi，推定为推定的所述堆外探测器中子计数率；所述线性修正系数K和b通过实际测量的堆外探测器中子计数率与推定的所述堆外探测器中子计数率确定：CRi，实测＝K·CRi，推定+b其中，CRi，实测为实际测量的堆外探测器中子计数率；所述所有获得的推定的每一中子源类型的堆外探测器中子计数率的个数与所述反应堆包含的中子源类型的个数一致。6.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，还包括以下步骤：S400、将所述堆外探测器中子计数率与标准中子计数率进行对比，若所述堆外探测器中子计数率小于所述标准中子计数率，则重新设计反应堆。7.一种核电站堆外探测器中子计数率计算系统，用于对反应堆进行设计，包括堆芯核设计数据系统，用于存储堆芯核设计数据，其特征在于，还包括：第一运算模块(100)，与堆芯核设计数据系统相连，用于从堆芯核设计数据系统中获得中子的空间位置、能量和角度，通过共轭中子输运计算得到的堆外探测器空间响应因子；第二运算模块(200)，与堆芯核设计数据系统相连以获取堆芯核设计数据，用于根据堆芯核设计数据获取反应堆包含的中子源类型，并计算得到每一中子源类型的堆芯中子源强；第三运算模块(300)，分别于与第一运算模块(100)和第二运算模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志勇，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44