一种核电厂反应堆透明监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种核电站反应堆监测系统，包括：数据监测及储存模块，用于实时监测核电机组实时运行数据以及储存核电生产大数据中心的数据；反应堆模型建立模块，与所述数据监测及储存模块连接，用于建立反应堆数值机理模型；反应堆同化模块，分别与所述数据监测及储存模块和所述反应堆模型建立模块连接，用于校正反应堆模型建立模块建模数据,输出反应堆同化模型。本发明专利技术提供的核电站反应堆监测系统实时修正反应堆数据模型参数，使其与真实模型高精度匹配，实现对反应堆3D堆芯功率分布实时显示、运行状态的监测及未来状态的精确预测，有助于提高机组运行的安全性。此外，本发明专利技术还提供了一种核电站反应堆监测方法。

Nuclear power plant reactor transparent monitoring system and method

The invention discloses a nuclear reactor monitoring system, including: monitoring and data storage module for real-time monitoring of nuclear power plants and nuclear power production real-time data storage data center data module; establish the model of a reactor, and connected with the data storage and monitoring module, used to establish the model of reactor reactor assimilation module, numerical mechanism; the model is respectively connected with the monitoring data and storage module and the reactor building module for correcting module modeling data to establish a model of a reactor, the reactor output assimilation model. The present invention provides a reactor monitoring system of nuclear power plant reactor data real-time correction model parameters to match the real model with high precision, accurate prediction of 3D reactor core power distribution, real-time display and monitoring the running state and future state, help to improve the safety of the machine operation group. In addition, the invention also provides a nuclear power plant reactor monitoring method.

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂反应堆透明监测系统及方法
本专利技术涉及核电厂安全监控技术，尤其涉及一种基于同化技术的核电厂反应堆透明监测系统及方法。
技术介绍
核反应堆是核电站的心脏，是一种启动、控制并维持核裂变链式反应的装置。主要作用是维持和控制链式裂变反应，产生核能，并将核能转换成可供使用的热能。其在为人们不断提供稳定、可靠的清洁能源的同时，安全性也一直是人们关注的焦点，反应堆安全监测技术也一直是核电安全领域研究的热点。由于反应堆压力容器高温、高压、高辐射的环境，目前，对反应堆的监测主要依靠核级传感器探头，实现对反应堆内部温度、压力、水位、计量等特征信号的采集、监测。而操作员主要依靠专业知识、经验、及参数报警限值来分析评估反应堆安全状态。但上述手段不能清晰、直观的反映反应堆整体运行状况，同时，缺少对核反应堆未来状态变化的预测分析，不能够做到有效的事故预警与防控。因此，为了更近一步提高核反应堆的安全监测水平，辅助操作员更清晰、直观、全面的了解、掌控反应堆的运行状况，有必要在现有技术的基础上，融合大数据同化、高精度仿真建模技术、虚拟可视化技术、高性能并行计算等技术，研究一种核反应堆透明监测方法，实现反应堆的状态变量透明、运行机理透明和安全指标透明。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中核电厂反应堆监测存在的不能清晰、直观的反映反应堆整体运行状况，缺少对核反应堆未来状态变化的预测分析，不能够做到有效的事故预警与防控的问题，提供一种核电厂数字化反应堆保护系统软件测试系统及方法，利用数据同化算法，实时修正反应堆数据模型参数，使其与真实模型高精度匹配，实现对反应堆未来状态的精确预测，有助于采用合理的控制策略，提高机组运行的安全性。本专利技术提供了一种核电站反应堆监测系统，包括:数据监测及储存模块，用于实时监测核电机组实时运行数据以及储存核电生产大数据中心的数据；反应堆模型建立模块，与所述数据监测及储存模块连接，用于根据核电机组实时运行数据以及大数据中心的数据，建立反应堆数值机理模型；反应堆同化模块，分别与所述数据监测及储存模块和所述反应堆模型建立模块连接，用于比较反应堆真实模型和所述反应堆数值机理模型的差异，并根据差异数据，自动校正所述反应堆数值机理模型,以修正所述反应堆数值机理模型反应堆数值机理模型并输出反应堆同化模型。优选地，所述数据监测及储存模块包括：运行数据监测单元，用于实时监测核电机组实时运行数据；数据中心单元，与所述运行数据监测单元连接，用于接收所述实时运行数据并存储核电生产大数据中心的数据。反应堆数值机理模型优选地，所述反应堆同化模块包括：差异计算单元，与所述反应堆模型建立模块连接，用于比较反应堆真实模型和所述反应堆数值机理模型的差异并计算出差异数据；同化模型建立单元，分别与所述数据中心单元、差异计算单元以及所述仿真模型建立单元连接，用于根据所述差异数据和所述数据中心单元接收到的所述实时运行数据修正同化所述反应堆数值机理模型并建立反应堆同化模型。优选地，还包括：三维显示模块,与所述同化模型建立单元连接,用于根据所述反应堆同化模型,三维显示反应堆运行状态。反应堆模型推演模块,与所述同化模型建立单元连接，用于利用同化模型迭代算法，计算反应堆未来一段时间的运行状态，对可能发生的运行事故提前预警，同时可对不同解决方案的效果进行评估。优选地，所述反应堆模型推演模块包括：同化模型预测单元，与所述同化模型建立单元连接，用于利用同化模型迭代计算，预测反应堆未来一段时间的状态变化；异常预警单元，与所述同化模型预测单元连接，用于根据预测反应堆状态变化对可能发生的事故提前预警；最优操作决策单元，与所述异常预警单元连接，用于根据预测反应堆状态变化以及可能预警情况，联动电厂运行规程与运行经验，自动评估最优的决策方案。优选地，还包括人机交互模块，分别与所述同化模型预测单元、异常预警单元以及所述最优操作决策单元连接，用于通过人机交互界面，自动控制以及手动控制计算反应堆运行状态、提前预警以及评估不同解决方案的效果。本专利技术还提供了一种核电站反应堆监测方法，包括：S1、实时监测核电机组实时运行数据以及储存核电生产大数据中心的数据；S2、根据核电机组实时运行数据以及大数据中心的数据，建立反应堆数值机理模型；S3、比较所述反应堆真实模型和所述反应堆数值机理模型的差异，并根据差异数据，自动校正所述反应堆数值机理模型,以修正所述反应堆数值机理模型反应堆数值机理模型并输出反应堆同化模型。优选地，所述步骤S1包括：S11、实时监测核电机组实时运行数据；S12、接收所述实时运行数据并存储核电生产大数据中心的数据。反应堆数值机理模型优选地，所述步骤S3包括：S31、比较所述反应堆真实模型和所述反应堆数值机理模型的差异并计算出差异数据；S32、根据所述差异数据和所述实时运行数据修正同化所述反应堆数值机理模型并建立反应堆同化模型。优选地，还包括步骤：S4、根据所述反应堆同化模型,三维显示反应堆运行状态。S5、利用同化模型迭代算法，计算反应堆未来一段时间的运行状态，对可能发生的运行事故提前预警，同时可对不同解决方案的效果进行评估。优选地，所述步骤S5包括：S51、利用同化模型迭代计算，预测反应堆未来一段时间的状态变化；S52、根据预测反应堆状态变化对可能发生的事故提前预警；S53、根据预测反应堆状态变化以及可能预警情况，结合电厂运行规程与运行经验，自动评估最优的决策方案。优选地，还包括步骤：S6、通过人机交互界面，自动控制并且同时能够手动控制计算反应堆运行状态、提前预警以及评估不同解决方案。本专利技术方案提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：在反应堆数值同化模型基础上，利用虚拟可视化技术，可实现反应堆内部运行状态及特征统计量、设计基准等信息的透明监测三维显示，有助于辅助操作员更清晰、全面的了解核电运行状况；利用数据同化算法，实时修正反应堆数据模型参数，使其与真实模型高精度匹配，一方面能够精确表征真实反应堆运行状态，另一方面，可以通过数值模型监测分析真实反应堆状态特性变化，进行计算实验，为反应堆设计提供可靠数据支撑；利用数值同化模型迭代计算方法，实现对反应堆未来状态的精确预测，有助于采用合理的控制策略，提高机组运行的安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施例提供的核电站反应堆监测系统结构图；图2是本专利技术第二实施例提供的核电站反应堆监测方法流程图；图3是本专利技术第三实施例提供的核电站反应堆监测方法流程图。具体实施方式本专利技术实施例通过提供一种核电厂数字化反应堆保护系统软件测试系统和方法，解决了现有技术中存在的核电厂反应堆监测存在的不能清晰、直观的反映反应堆整体运行状况，缺少对核反应堆未来状态变化的预测分析，不能够做到有效的事故预警与防控的问题，具体思路如下：建立反应堆数值机理模型，利用数据同化算法，实时修正反应堆数值机理模型建模参数，使反应堆数值机理模型反应堆数值机理模型与真实模型高精度匹配，实现对反应堆状态的监测，及未来状态的精确预测，有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站反应堆监测系统，其特征在于，包括：数据监测及储存模块(1)，用于实时监测核电机组实时运行数据以及储存核电生产大数据中心的数据；反应堆模型建立模块(2)，与所述数据监测及储存模块(1)连接，用于根据核电机组实时运行数据以及大数据中心的数据，建立反应堆数值机理模型；反应堆同化模块(3)，分别与所述数据监测及储存模块(1)和所述反应堆模型建立模块(2)连接，用于比较反应堆真实模型和所述反应堆数值机理模型的差异，并根据偏差异数据，自动校正所述反应堆数值建模参数,以修正所述反应堆数值机理模型并输出反应堆同化模型。

【技术特征摘要】
1.一种核电站反应堆监测系统，其特征在于，包括：数据监测及储存模块(1)，用于实时监测核电机组实时运行数据以及储存核电生产大数据中心的数据；反应堆模型建立模块(2)，与所述数据监测及储存模块(1)连接，用于根据核电机组实时运行数据以及大数据中心的数据，建立反应堆数值机理模型；反应堆同化模块(3)，分别与所述数据监测及储存模块(1)和所述反应堆模型建立模块(2)连接，用于比较反应堆真实模型和所述反应堆数值机理模型的差异，并根据偏差异数据，自动校正所述反应堆数值建模参数,以修正所述反应堆数值机理模型并输出反应堆同化模型。2.根据权利要求1所述的核电站反应堆监测系统，其特征在于，所述数据监测及储存模块(1)包括：运行数据监测单元(11)，用于实时监测核电机组实时运行数据；数据中心单元(12)，与所述运行数据监测单元(11)连接，用于接收所述实时运行数据并存储核电生产大数据中心的数据。3.根据权利要求2所述的核电站反应堆监测系统，其特征在于，所述反应堆同化模块(3)包括：差异计算单元(31)，与所述反应堆模型建立模块(2)连接，用于比较反应堆真实模型和所述反应堆数值机理模型的差异并计算出差异数据；同化模型建立单元(32)，分别与所述数据中心单元(12)、差异计算单元(31)以及所述反应堆模型建立模块(2)连接，用于根据所述差异数据和所述数据中心单元(12)接收到的所述实时运行数据修正同化所述反应堆数值机理模型并建立反应堆同化模型。4.根据权利要求3所述的核电站反应堆监测系统，其特征在于，还包括：三维显示模块(4),与所述同化模型建立单元(32)连接,用于根据所述反应堆同化模型,三维显示反应堆运行状态。反应堆模型推演模块(5),与所述同化模型建立单元(32)连接，用于利用同化模型迭代算法，计算反应堆未来一段时间的运行状态，对可能发生的运行事故提前预警，同时可对不同解决方案的效果进行评估。5.根据权利要求4所述的核电站反应堆监测系统，其特征在于，所述反应堆模型推演模块(5)包括：同化模型预测单元(51)，与所述同化模型建立单元(32)连接，用于利用同化模型迭代计算，预测反应堆未来一段时间的状态变化；异常预警单元(52)，与所述同化模型预测单元(51)连接，用于根据预测反应堆状态变化对可能发生的事故提前预警；最优操作决策...

【专利技术属性】
技术研发人员：束国刚，上官斌，高峰，陈卫华，谭珂，李志超，谢红云，卢超，王婷，刘高俊，平嘉临，颜振宇，
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