反应堆反应性及次临界度的测量方法技术

一种反应堆反应性及次临界度的测量方法。反应堆反应性的测量方法包括以下步骤：调节反应堆的中子源强度，以使反应堆的中子计数变化；根据中子计数的变化值得到反应堆的测量反应性。本实施例的方法中利用中子计数的变化值对反应堆的实际反应性进行测量得到的测量值

【技术实现步骤摘要】
反应堆反应性及次临界度的测量方法


[0001]本专利技术的实施例涉及核反应
，尤其涉及一种反应堆反应性及次临界度的测量方法。

技术介绍

[0002]反应堆的反应性是反映反应堆状态的物理量，表征反应堆偏离临界状态的程度。
[0003]核电站常用的反应性测量方法有：调硼法、换棒法、动态刻棒法以及逆动态法。其中，调硼法通过调硼浓度测量控制棒微、积分价值，但测量时间长且成本高；换棒法不需要调硼、耗时稍短，可测控制棒积分价值；动态刻棒法通过下插控制棒，结合计算分析与实测数据，可在较短时间内较精确地测量控制棒积分价值；逆动态法采用点堆动力学方程求解反应性或有效增值系数。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施方式提供一种反应堆反应性及次临界度的测量方法。
[0005]本专利技术实施方式的一种反应堆反应性测量方法，调节反应堆的中子源强度，以使反应堆的中子计数变化；根据中子计数的变化值得到反应堆的测量反应性。
[0006]本专利技术实施方式的一种反应堆次临界度测量方法，上述实施例的方法；根据得到的测量反应性得到反应堆的次临界度。
[0007]本专利技术实施方式的反应堆反应性测量方法中，本实施例的方法中利用中子计数的变化值对反应堆的实际反应性进行测量得到的测量值
‑
测量反应性与实际反应性的误差较小，可以得到较为精确的实际反应性。通过本方法可缩小测量反应性与反应堆固有的实际反应性之间的误差，提高实际反应性的测量精度，有利于反应堆的临界安全。
[0008]本专利技术实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0009]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0010]图1是本专利技术实施方式的反应堆反应性测量方法的流程图。
[0011]图2是本专利技术第一种实施方式的反应堆反应性测量方法的示意图。
[0012]图3是本专利技术第二种实施方式的反应堆反应性测量方法的示意图。
[0013]图4是本专利技术第三种实施方式的反应堆反应性测量方法的示意图。以及
[0014]图5是本专利技术第四种实施方式的反应堆反应性测量方法的示意图。
具体实施方式
[0015]下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0016]反应堆的功率和中子计数都是表征反应堆相同的物理量，因此，下述实施例中反应堆的功率和中子计数可以相互替换。
[0017]图1是本专利技术实施方式的反应堆反应性测量方法的流程图。参见图1，反应堆反应性测量方法可以包括步骤S1001和步骤S1002。
[0018]S1001：调节反应堆的中子源强度，以使反应堆的中子计数变化。
[0019]S1002：根据中子计数的变化值得到反应堆的测量反应性。反应堆的实际反应性是反应堆本身的性质。
[0020]本实施例是根据中子计数的变化值得到反应堆的测量反应性。与跳源法相比，本实施例无需具体地判断改变源强的时刻，只需要根据操作过程中采集到的中子计数得到中子计数的变化值，就可以得到反应堆的实际反应性，获得的实际反应性的精确度高。本实施例的方法中利用中子计数的变化值对反应堆的实际反应性进行测量得到的测量值
‑
测量反应性与实际反应性的误差较小，可以得到较为精确的实际反应性。缩小测量反应性与反应堆固有的实际反应性之间的误差，提高实际反应性的测量精度，有利于反应堆的临界安全监督。
[0021]在反应堆中，反应堆处于次临界状态时，中子计数与中子源强度成正相关，当中子源强度增强时，中子计数增加；当中子源强度降低时，中子计数减少。在本实施例中，由于未对反应堆的实际反应性进行改变，因此，反应堆的实际反应性在整个操作过程中保持不变，通过改变反应堆的中子源强度，以改变反应堆的中子计数，再通过中子计数的变化值得到测量反应性，得到的测量反应性与反应堆的实际反应性相近。
[0022]在下述中，初始中子数用N0表示，末尾中子数用N1表示，中间中子数用N(t)表示。初始强度用I0表示，末尾强度用I1表示。外中子源用S表示。β
i
为第i组缓发中子有效份额。Λ为中子代时间。λ
i
为第i组缓发中子先驱核衰减常数。测量反应性用ρ表示，实际反应性用ρ1表示。
[0023]在使用公式的第一种推导中，基于逆动态方法计算得到测量反应性时，考虑到了外加中子源的存在，以此为基础推导本实施例方法所用的公式。
[0024]在反应堆中，存在外加中子源的点堆动力学方程1为：
[0025][0026][0027]根据上述点堆动力学方程，存在中子源的逆动态方程2为：
[0028][0029]再加上，当反应堆处于结束状态，由点堆动力学方程可得到公式3：
[0030][0031]当测量反应性即为实际反应性时，存在公式4：
[0032][0033]此时，将方程4代入方程2中，可得公式5：
[0034][0035]在使用公式的第二种推导中，基于逆动态方法计算得到测量反应性时，考虑去掉外中子源的影响，以此为基础推导本实施例方法所用的公式。
[0036]在反应堆中，无中子源的点堆动力学方程6为：
[0037][0038][0039]根据上述点堆动力学方程，无中子源的逆动态方程7为：
[0040][0041]将中子源强从I0变为I1，中子计数N0将变为N1，在中子计数的变化过程中任意时刻的中子计数N(t)减去N1，即N(t)
‑
N1代表反应堆内中子计数的变化值，其不含外中子源项或本底的影响，因此将N(t))
‑
N1代入方程7中可得公式8：
[0042][0043]当时间t远大于初始时刻t0时可得公式9：
[0044][0045]将公式9代入公式8可得公式10：
[0046][0047]根据中子计数的变化值得到反应堆的测量反应性包括以下步骤：基于逆动态法，根据中子计数的变化值得到测量反应性。也就是说，将中子计数的变化值代入逆动态方程公式10或公式5中，以得到测量反应性。
[0048]在第一种实施例中，调节反应堆的中子源强度包括以下步骤：控制瞬时增强反应堆的中子源强度。图2是本专利技术第一种实施方式的反应堆反应性测量方法的示意图。参见图2，中子计数的测量值的变化过程是整个操作过程中得到的，而测量反应性的变化则是操作完成后计算得到，当然若提前测量了末尾中子数N1也能实时快速得到反应堆的测量反应性。图2中横坐标是时间，单位为秒。
[0049]当中子源强度改变的速度越快或是中子源强度变化的时间越短，本实施例越能及时和准确测量实际反应性，也越能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应堆反应性测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：调节反应堆的中子源强度，以使所述反应堆的中子计数变化；根据所述中子计数的变化值得到所述反应堆的测量反应性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，β
i
为第i组缓发中子有效份额；Λ为中子代时间；λ
i
为第i组缓发中子先驱核衰减常数；N(t)
‑
N1为所述中子计数的变化值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述中子计数的变化值得到所述反应堆的测量反应性包括以下步骤：基于逆动态法，根据所述中子计数的变化值得到所述测量反应性。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节反应堆的中子源强度包括以下步骤：控制瞬时增强所述反应堆的中子源强度；或控制瞬时减弱所述反应堆的中子源强度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应堆配置成具有调节状态，当所述反应堆处于所述调节状态时，开始调节所述反应堆的中子源强度；其中，当所述反应堆处于所述调节状态时，控制瞬时增强所述反应堆的中子源强度；或当所述反应堆处于所述调节状态时，控制瞬时降低所述反应堆的中子源强度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应堆配置成还具有初始状态和结束状态，所述调节状态位于所述初始状态和所述结束状态之间，所述初始状态和所述调节状态之间相距第一时间；当所述反应堆处于所述结束状态时，所述中子计数的测量值为末尾中子数；当所述反应堆处于所述初始状态和所述结束状态之间时，所述中子计数的测量值为中间中子数；其中，所述中子计数的变化值为所述中间中子数与所述末尾中子数相减得到的差值。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应堆配置成还具有初始状态和结束状态，所述调节状态位于所述初始状态和所述结束状态之间，所述初始状态和所述调节状态之间相距第一时间；当所述反应堆处于所述初始状态和所述调节状态之间时，所述中子计数的测量值为初始中子数；所述调节状态前第二时间内的初始中子数的平均值为预定初始中子数；当所述反应堆处于所述结束状态时，所述中子计数的测量值为末尾中子数，所述中子源强度的测量值为末尾强度；当所述反应堆处于所述初始状态和所述结束状态之间时，所述中子计数的测量值为中间中子数；其中，当所述末尾强度为零，且所述末尾中子数小于所述预定初始中子数的百分之一
时，所述中子计数的变化值为所述中间中子数。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应堆配置成具有调节状态和中止状态；其中，当所述反应堆处于所述调节状态时，控制开始增强或减弱所述反应堆的中子源强度；当所述反应堆处于所述中止状态时，控制停止增强或减弱所述反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：章秩烽，夏兆东，张巍，刘锋，陈善发，陈效先，徐健平，罗皇达，赵阶成，胡晓，马骁笛，周敏兰，陈晓亮，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：