一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法技术

本发明专利技术公开了一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法，包括试验过程和修正因子计算过程，试验过程采用现有的动态刻棒方法并对具体过程进行细化；修正因子计算过程幅函数转换因子AFCF修正探测器信号R，进而计算得到动态测量反应性，最后利用反应性转换因子RCF修正动态测量反应性得到测量棒组价值，其节约时间且测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法
本专利技术涉及核反应堆设计
，具体涉及一种WWER六角形栅格堆芯的一种控制棒价值测量方法。
技术介绍
控制棒价值测量是核电厂启动物理试验的一项重要内容，通过比较理论计算值和试验测量值来检验理论设计与真实情况的一致性。电厂反应堆在新装料或换料之后，带功率运行之前需要开展启动物理试验。启动物理试验占用电厂关键路径，缩短试验时间意味着提高了电厂的负荷因子，从而提高电厂的经济性。现有的WWER六角形栅格堆芯控制棒价值测量方法主要为硼刻棒方法和落棒方法。硼刻棒法的基本原理是利用周期法原理测量反应性。通过控制棒棒位变化引入反应性，测量探测器信号的变化周期得到反应性。周期法测量测量精度较高，但有两个要求：1)测量周期不能太小，太小会触发堆芯短周期保护停堆，即一次引入的反应性不能太大；2)需要堆芯处于渐进状态，即通量分布保持不变，总的绝对值按指数规律变化，由于缓发先驱核的滞后效应，这要求反应性引入之后需要等待2～3min才能测得准确的渐进周期，进而得到准确的反应性测量值。以提棒式硼刻棒方法为例，堆芯初始调硼临界，待测棒组全插，提棒引入反应性。由于单组棒的总积分价值通常都远大于一次测量可引入的反应性要求，硼刻棒方法通过分段提棒，每段不超过限值，测量每段的周期得到反应性，再通过充硼引入负反应性，让堆芯处于临界或次临界，再由周期测得此时的负反应性，然后逐段测量直至待测棒组提出堆外，各段反应性求和得到总的价值。因此硼刻棒方法测量时间较长，测量一组棒需要2～3小时，特别棒价值越大则测量段数越多测量时间越长。另一方面试验过程相对复杂。落棒法通过控制棒快速落入堆芯，观测信号的瞬跳变化得到棒价值。优点是安全性高，测量速度快，能够测量较大的负反应性，缺点是精度较低。由于该方法基于点堆方程，而落棒前后通量相对分布出现明显的变化，测量结果与探测器位置有关，导致测量误差较大。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题提供一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法。本专利技术通过下述技术方案实现：一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法，包括以下步骤：A、通过调硼使堆芯处于临界状态，同时插入堆内的控制棒价值在30pcm～40pcm范围内，堆外探测器电流小于等于1×10-8A；B、将堆内控制棒全部提出堆外，引入30pcm～40pcm大小的正反应性，堆芯通量水平上升，直至堆外探测器电流上升至3×10-8A；C、将一组待测棒组以2cm/s的最大可控速度插入堆芯底部，在此过程中由堆外探测器记录电流变化，反应性仪实时得到待测棒组插入过程中的探测器信号R和待测棒组的棒位信号z，利用对应棒组和棒位的幅函数转换因子AFCF修正探测器信号R，进而计算得到动态测量反应性，最后利用反应性转换因子RCF修正动态测量反应性得到测量棒组价值；D、将待测棒组提出堆芯，提升通量水平，直至探测器电流上升至3×10-8A；E、按照C至D的方法依次对所有待测棒组进行测量。本专利技术将现有动态刻棒方法应用于VVER六角形栅格堆芯中，而VVER六角形栅格堆芯之前并未采用过该方法来测量控制棒价值。这个方法包括上述步骤A至E的试验过程和修正因子计算两部分。由于方法作用对象不同，专利技术人对方法过程进行了更具体化的研究，使其适用于VVER六角形栅格堆芯。为了提高计算精度，专利技术人还对修正因子计算方法进行了研究，具体采用下述方法。所述幅函数转换因子AFCF的计算方法为：其中，P为全堆归一化的裂变源密度，W为探测器响应因子，V为节块体积，下标k为节块编号，下标ARO代表棒组全提状态。其中裂变源密度分布P通过多群蒙特卡罗方法或先进节块法预先求解相应棒位下的堆芯本征值问题得到。所述反应性转换因子RCF的计算方式包括以下步骤：C2-1、计算试验瞬态过程的探测器信号R；C2-2、对探测器信号R进行修正；C2-3、计算动态反应性ρdyn；C2-4、计算反应性转换因子RCF。所述探测器信号R为R＝∑(Wk×Pk×Vk)；对探测器信号R进行修正的方法为利用对应棒组和棒位的幅函数转换因子AFCF修正得到n(t)，其中,n(t)＝R(t)/AFCF(z(t))。R是模拟瞬态试验过程中随时间变化的量，其中P为瞬态过程的裂变源密度，通过多群蒙特卡罗方法或先进节块方法求解三维中子时空动力学方程得到。WWER堆芯反应性转换因子修正量较大，为保证测量精度，对反应性转换因子的计算精度要求较高。本专利技术采用多群蒙特卡罗方法或先进节块法保证了反应性转换因子的计算精度。所述动态反应性ρdyn为其中，t为时间，单位为秒；βi为第i组缓发中子份额，β为总的份额；Λ为中子代时间，单位为秒；ND为缓发先驱核组数；λi为衰变常数；ci为第i组先驱核浓度。所述反应性转换因子RCF为ρst(t)＝ρdyn(t)×RCF(z(t))，其中，表示静态反应性；表示动态反应性，上标sim代表该值为数值模拟的结果。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、采用本方法仅在初始阶段组要调整硼浓度，试验过程简单，每一组棒按最大可控棒速插棒提棒耗时约6分钟，恢复通量水平耗时约10分钟，整个一组棒的测量时间16分钟，大大节约试验时间。2、本专利技术通过引入幅函数转换因子将探测器信号转换为幅函数，引入反应性转换因子将动态反应性转换为测量棒价值，其测量精度高。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本方法的试验流程图。图2为控制棒布置方案图，其中，每个WWER六角形栅格堆芯第一行数字为组件编号，第二行数字为控制棒组编号。图3为相对堆芯功率随时间变化曲线图。图4为棒组1的AFCF。图5为棒组1的RCF。图6是30组棒价值测量结果图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例如图1所示一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法，包括以下步骤：A、通过调硼使堆芯处于临界状态，同时插入堆内的控制棒价值在30pcm～40pcm范围内，堆外探测器电流小于等于1×10-8A；B、将堆内控制棒全部提出堆外，引入约30pcm～40pcm大小的正反应性，堆芯通量水平上升，等待堆外探测器电流上升至3×10-8A；C、将一组待测棒组以2cm/s的最大可控速度插入堆芯底部，在此过程中由堆外探测器记录电流变化，反应性仪实时得到待测棒组插入过程中的探测器信号R和待测棒组的棒位信号z，利用对应棒组和棒位的幅函数转换因子AFCF修正探测器信号R，进而计算得到动态测量反应性，最后利用反应性转换因子RCF修正动态测量反应性得到测量棒组价值；D、将待测棒组提出堆芯，提升通量水平，等待探测器电流上升至3×10-8A；E、按照C至D的方法依次对所有待测棒组进行测量。按照上述步骤，整个试验过程仅在初始阶段需要调整硼浓度，试验过程简单，每一组棒按最大可控棒速插棒提棒耗时约6分钟，恢复通量水平耗时约10分钟，整个一组棒的测量时间16分钟，大大节约试验时间。本专利技术基于点堆模型逆动态方法计算反应性，利用探测器信号反算反应性。启动物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法，其特征在于：包括以下步骤：A、通过调硼使堆芯处于临界状态，同时插入堆内的控制棒价值在30pcm～40pcm范围内，堆外探测器电流小于等于1×10

【技术特征摘要】
1.一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法，其特征在于：包括以下步骤：A、通过调硼使堆芯处于临界状态，同时插入堆内的控制棒价值在30pcm～40pcm范围内，堆外探测器电流小于等于1×10-8A；B、将堆内控制棒全部提出堆外，引入30pcm～40pcm大小的正反应性，堆芯通量水平上升，等待堆外探测器电流上升至3×10-8A；C、将一组待测棒组以2cm/s的最大可控速度插入堆芯底部，在此过程中由堆外探测器记录电流变化，反应性仪实时得到待测棒组插入过程中的探测器信号R和待测棒组的棒位信号z，利用对应棒组和棒位的幅函数转换因子AFCF修正探测器信号R，进而计算得到动态测量反应性，最后利用反应性转换因子RCF修正动态测量反应性得到测量棒组价值；D、将待测棒组提出堆芯，提升通量水平，等待探测器电流上升至3×10-8A；E、按照C至D的方法依次对所有待测棒组进行测量。2.根据权利要求1所述的一种WWER六角形栅格堆芯的控制棒价值测量方法，其特征在于：所述幅函数转换因子AFCF的计算方法为：其中，P为全堆归一化的裂变源密度，W为探测器响应因子，V为节块体积，下标k为节块编号，下标ARO代表棒组全提状...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文博，宫兆虎，于颖锐，汪量子，王晨琳，蒋朱敏，吴磊，巨海涛，刘同先，王金雨，钟旻霄，王丹，余俊辉，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51