低运行模式下一回路水装量监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低运行模式下一回路水装量监测方法和系统，该方法包括：确定核电机组的基准源项和至少一个剂量监测点，利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率

【技术实现步骤摘要】
低运行模式下一回路水装量监测方法及系统


[0001]本专利技术属于核电厂事故后堆芯冷却状态监测
，更具体地说，本专利技术涉及一种压水堆核电厂低运行模式下一回路水装量监测方法及系统。

技术介绍

[0002]三里岛核事故使业界认识到安装一回路水装量监测仪表，特别是压力容器水位监测仪表设备的必要性。压力容器水位为监测事故后堆芯冷却状态提供重要依据，以确保能够及时、准确、方便地对堆芯冷却状态做出正确诊断，进而选择合适的事故运行策略。依据仪表类型的不同，形成了不同的方案，应用较多的方案主要有：(1)通过测量压力容器底部和顶部的差压，或热管段和压力容器底部的差压实现压力容器水位的连续测量，例如文献《秦山核电二期扩建工程堆芯冷却监测系统设计》(核动力工程，第29卷，2008.2)公开的差压式压力容器水位测量装置(CCMS)、文献《SOP规程下堆芯冷却监测系统的设计》(核动力工程，第33卷，2012.10)公开的通过测量得到的差压计算压力容器水位的原理和方法；(2)使用热电偶间断式测量固定高度水位。
[0003]然而，不论是通过测量压力容器底部和顶部的差压实现压力容器水装量的连续监测，还是使用热电偶间断式测量固定高度水位，在低运行模式(维修冷停堆和换料冷停堆)下压力容器顶盖移除期间均不可使用：(1)对差压式压力容器水位测量而言，其上部引压管线直接引自压力容器顶盖上的排气管线，并且依据差压计算压力容器水位所需的堆芯出口冷却剂温度测量热电偶从压力容器顶盖处仪表管引入堆芯，在压力容器顶盖移除期间，这些仪表管将会拆除，差压测量和堆芯出口冷却剂温度测量均会丧失；(2)对热电偶间断式测量固定高度水位而言，热电偶从压力容器顶盖处仪表管引入堆芯并布置在固定高度，在压力容器顶盖移除期间，这些仪表管将会拆除，这些热电偶测量均会丧失。
[0004]因此，在低运行模式下压力容器顶盖移除期间，对一回路水装量的监测只能依赖于安装于冷段或热段的环路水位计，但是如图1所示，承载堆芯核燃料的压力容器位于反应堆水池底部，而已安装的反应堆水池环路水位计测量范围有限，可测量到的最低水位一般为冷、热管段底部；当一回路水装量持续恶化(如余热排出能力丧失致使压力容器内冷却剂持续的沸腾蒸发，同时一回路水装量恢复手段不可用)，压力容器水位低于热管段底部标高时，将完全丧失一回路水装量的监测手段。
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的低运行模式下一回路水装量监测方法及系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：提供一种低运行模式下一回路水装量监测方法及系统，以在低运行模式下压力容器顶盖移除期间实现压力容器水位的连续测量，确保对堆芯冷却状态的连续监测。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种低运行模式下一回路水装量监测方
法，包括以下步骤：
[0008]1)确定核电机组的基准源项和至少一个位于压力容器上方的剂量监测点，利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式；
[0009]2)在所述剂量监测点安装剂量率监测仪表，以k＝Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k；其中，Dfr、Dfb分别为压力容器水位处于同一高度时，剂量监测点的实际辐射剂量率和基准辐射剂量率；
[0010]3)利用剂量率监测仪表监测剂量监测点的实际辐射剂量率；
[0011]4)利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率，代入剂量监测点的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式，计算出压力容器水位；
[0012]5)在显示装置中显示出压力容器水位。
[0013]作为本专利技术低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式，所述剂量监测点位于反应堆水池上方、易于安装剂量率监测仪表实现辐射剂量率测量的位置；因所述剂量监测点位于压力容器顶盖外，步骤1)对于任一个剂量监测点，都需要按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形，分别拟合出基准辐射剂量率
‑
水位关系公式；对应地，步骤4)利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率后，需要根据实际辐射剂量率对应的压力容器顶盖状态，将修正出的基准辐射剂量率代入压力容器顶盖移开或未移开情形下的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式，计算出压力容器水位。
[0014]作为本专利技术低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式，步骤1)中，所述利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式的过程为：
[0015]将乏燃料组件中贮存的放射性核素保守视为在反应堆水池水下的γ裸源，按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形，采用辐射屏蔽计算软件分别计算压力容器处于不同水位时，剂量监测点处的基准辐射剂量率；之后对基准辐射剂量率取对数，拟合生成基准辐射剂量率
‑
水位关系公式：
[0016]压力容器顶盖移开时，RPVL1＝a1
‑
b1*(log10(Dfb))；
[0017]压力容器顶盖未移开时，RPVL2＝a2
‑
b2*(log10(Dfb))；
[0018]上述公式中，RPVL1为压力容器顶盖移开时的水位，单位为m；RPVL2为压力容器顶盖未移开时的水位，单位m；a1、b1、a2、b2分别为拟合得到的计算系数；Dfb为剂量监测点的基准辐射剂量率，单位为mGy/h。
[0019]作为本专利技术低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式，所述剂量率修正因子k的计算方法为：在压力容器水位处于已知值时，测量剂量监测点的实际辐射剂量率Dfr，将Dfr与基于基准源项计算出的压力容器水位处于同一高度时的基准辐射剂量率Dfb一起代入k＝Dfb/Dfr中，计算出剂量率修正因子k。
[0020]作为本专利技术低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式，所述剂量率修正因子k的计算方法为：换料大修期间，压力容器顶盖移除之前需将一回路降至法兰面水位，记录降至法兰面水位时测得的实际辐射剂量率Dfr，将Dfr与基于基准源项计算得到的法兰面水位时的基准辐射剂量率Dfb一起代入k＝Dfb/Dfr中，计算剂量率修正因子k。
[0021]作为本专利技术低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式，步骤5)中，显示装置提供压力容器水位的数值显示，还同时以柱状图的形式显示出水位信息，并标识出关键的水位阈值。
[0022]作为本专利技术低运行模式下一回路水装量监测方法的一种优选实施方式，所述压力容器水位的测量范围覆盖环路液位计测量下限至堆芯乏燃料组件顶部的区间。
[0023]为了实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种低运行模式下一回路水装量监测系统，包括：
[0024]剂量率监测仪表，用于监测剂量监测点的实际辐射剂量率；
[0025]拟合模块，用于利用软件拟合出至少一个剂量监测点的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式；
[0026]计算模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低运行模式下一回路水装量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定核电机组的基准源项和至少一个位于压力容器上方的剂量监测点，利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式；2)在所述剂量监测点安装剂量率监测仪表，以k＝Dfb/Dfr计算出剂量率修正因子k；其中，Dfr、Dfb分别为压力容器水位处于同一高度时，剂量监测点的实际辐射剂量率和基准辐射剂量率；3)利用剂量率监测仪表监测剂量监测点的实际辐射剂量率；4)利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率，代入剂量监测点的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式，计算出压力容器水位；5)在显示装置中显示出压力容器水位。2.根据权利要求1所述的低运行模式下一回路水装量监测方法，其特征在于，所述剂量监测点位于反应堆水池上方、易于安装剂量率监测仪表实现辐射剂量率测量的位置；因所述剂量监测点位于压力容器顶盖外，步骤1)对于任一个剂量监测点，都需要按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形，分别拟合出基准辐射剂量率
‑
水位关系公式；对应地，步骤4)利用剂量率修正因子k将剂量监测点的实际辐射剂量率修正为基准辐射剂量率后，需要根据实际辐射剂量率对应的压力容器顶盖状态，将修正出的基准辐射剂量率代入压力容器顶盖移开或未移开情形下的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式，计算出压力容器水位。3.根据权利要求2所述的低运行模式下一回路水装量监测方法，其特征在于，步骤1)中，所述利用软件拟合出剂量监测点的基准辐射剂量率
‑
水位关系公式的过程为：将乏燃料组件中贮存的放射性核素保守视为在反应堆水池水下的γ裸源，按照压力容器顶盖移开和未移开两种情形，采用辐射屏蔽计算软件分别计算压力容器处于不同水位时，剂量监测点处的基准辐射剂量率；之后对基准辐射剂量率取对数，拟合生成基准辐射剂量率
‑
水位关系公式：压力容器顶盖移开时，RPVL1＝a1
‑
b1*(log10(Dfb))；压力容器顶盖未移开时，RPVL2＝a2
‑
b2*(log10(Dfb))；上述公式中，RPVL1为压力容器顶盖移开时的水位，单位为m；RPVL2为压力容器顶盖未移开时的水位，单位m；a1、b1、a2、b2分别为拟合得到的计算系数；Dfb为剂量监测点的基准辐射剂量率，单位为mGy/h。4.根据权利要求3所述的低运行模式下一回路水装量监测方法，其特征在于，所述剂量率修正因子k的计算方法为：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振营，石艳明，徐慧波，张立军，周诗情，黄宇，刘海青，张建文，
申请(专利权)人：中广核核电运营有限公司中广核工程有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：