本发明专利技术公开一种堆芯功率的监测方法及装置、电子设备，属于核反应堆工程技术领域。所述方法包括：采集反应堆的状态信息和堆外探测器信号；根据状态信息选择典型工况谐波数据库中对应工况的核心谐波组；根据核心谐波组、堆外探测器信号，以及堆外探测器信号对应的堆外探测器响应矩阵，重构出节块级堆芯功率分布，以实现堆芯功率监测。所述方法可解决相关技术中存在的依靠少量的堆外探测器信号，无法准确监测堆芯功率的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核反应堆工程，具体涉及一种堆芯功率的监测方法及装置、电子设备。
技术介绍
1、适用于偏远地区、孤立海岛、深海深空等特定场景的微型核反应堆成为国内外研究热点。相比于大电网的无法触及、常规动力的高物流压力和低能量密度，微型核反应堆具有能量密度高，可以长期稳定供电、供热，物流压力低的优势。但是也对微型核反应堆的智能控制、远程实时监测能力提出了更高的要求，因此智能化的堆芯在线监测系统对微型核反应堆的研发和部署至关重要。
2、目前，常规堆型常采用测绘拟合、基于快速计算模型等方法进行堆芯功率的在线监测。但与常规压水堆不同，微型核反应堆系统装置布置紧凑，通常没有空间设置足够多的堆内探测器，并且堆内常常是高温高压高辐照的恶劣环境，现有堆内探测器设计无法满足要求。因此，微型核反应堆系统仅能依靠少量的堆外探测器核测信号实现堆芯在线监测，而现有监测方法的精度难以达到要求。例如，对于测绘拟合法，由于微型核反应堆系统无法部署足够多的堆内探测器，因此难以进行拟合且精度极低；对于基于快速计算模型的方法，由于微型核反应堆系统堆型较小、泄漏率高，快速计算模型(即基于扩散方程的求解模型)的求解精度难以达到工程要求。因此，亟需研发一种适用于微型堆堆芯功率的监测方法，以解决现有技术存在监测精度低的问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种堆芯功率的监测方法及装置、电子设备，仅依靠少量的堆外探测器核测信号，能快速、准确地达到堆芯功率在线监测的目的。</p>2、第一方面，本专利技术提供一种堆芯功率的监测方法，包括：采集反应堆的状态信息和堆外探测器信号；根据状态信息选择典型工况谐波数据库中对应工况的核心谐波组；根据核心谐波组、堆外探测器信号，以及堆外探测器信号对应的堆外探测器响应矩阵，重构出节块级堆芯功率分布，以实现堆芯功率监测。
3、优选地，在所述采集反应堆的状态信息和堆外探测器信号之前，堆芯功率的监测方法还包括：建立反应堆的三维堆芯模型；基于三维堆芯模型构建反应堆功率分布数据库、堆外探测器响应矩阵数据库、典型工况谐波数据库；对典型工况谐波数据库降维。
4、优选地，所述建立反应堆的三维堆芯模型，具体包括：根据反应堆的堆芯装载方案，应用蒙特卡罗核设计程序或确定论程序建立反应堆的三维堆芯模型，其中，三维堆芯模型包括燃料组件、反射层、控制棒。
5、所述基于三维堆芯模型构建反应堆功率分布数据库，具体包括：根据功率分布统计需求将三维堆芯模型中的全部堆芯划分为预设数量的节块；基于三维堆芯模型计算不同工况下各节块的功率，以构建功率分布数据库。
6、所述基于三维堆芯模型构建堆外探测器响应矩阵数据库，具体包括：基于三维堆芯模型及蒙特卡罗算法，计算堆芯所有节块与目标数量的探测器位置的响应矩阵，以构建堆外探测器响应矩阵数据库。
7、优选地，所述基于三维堆芯模型构建典型工况谐波数据库，具体包括：根据运行参量选取若干组的典型工况；构建若干组的典型工况下的三维堆芯模型；在临界计算模式下，基于蒙特卡罗方法统计各组典型工况下三维堆芯模型的裂变矩阵；求解出裂变矩阵的高阶特征值ki和特征向量si，得到裂变矩阵的特征向量集为高阶谐波库{vi,i＝0,1,2,…}，以构建典型工况谐波数据库。
8、优选地，所述对典型工况谐波数据库降维，具体包括：
9、s1，根据所适配的不同工况，建立反应堆功率分布数据库与典型工况谐波数据库的若干组对应关系；
10、s2，针对每一组对应关系基于高阶谐波进行功率展开求解，并绘制不同工况下展开参数随谐波阶数的变化图；
11、s3，根据所述变化图中展开参数与参数阈值的比较，挑选小于或等于探测器目标数量的谐波作为次核心谐波组；
12、s4，将次核心谐波组结合堆外探测器响应矩阵数据库，且根据探测器读数重构堆芯功率；
13、s5，选取堆芯功率重构误差最小的谐波组作为核心谐波组；
14、s6，循环执行s2-s5，直至获取若干组对应关系的核心谐波组。
15、优选地，所述针对每一组对应关系基于高阶谐波进行功率展开求解，具体包括：针对每一组对应关系，以高阶谐波为基底，求解如下矩阵方程：
16、mx＝b，
17、其中，m为高阶谐波矩阵，x为展开参数，b为当前组的功率分布矩阵。
18、优选地，所述将次核心谐波组结合堆外探测器响应矩阵数据库，且根据探测器读数重构堆芯功率，具体包括：以次核心谐波组为基底，求解如下矩阵方程：
19、(dm)x＝(dbrdf)；
20、求解出x后，根据如下公式得到堆芯功率分布：
21、p＝mx，
22、其中，m为高阶谐波矩阵，x为展开参数，brdf为探测器读数，d为对应的堆外探测器响应矩阵，p为重构的堆芯功率分布。
23、优选地，在所述重构出节块级堆芯功率分布之后，堆芯功率的监测方法还包括：基于径向用固定的节块内燃料棒相对因子重构，以及，轴向用多项式拟合或三次样条插值函数拟合节块级堆芯功率，得到芯块级别的堆芯功率分布。
24、第二方面，本专利技术还提供一种堆芯功率的监测装置，包括采集模块、选择模块和重构模块。
25、采集模块，用于采集反应堆的状态信息和堆外探测器信号。选择模块，与采集模块连接，用于根据状态信息选择典型工况谐波数据库中对应工况的核心谐波组。重构模块，与采集模块和选择模块连接，用于根据核心谐波组和堆外探测器信号所对应的堆外探测器响应矩阵，重构出节块级堆芯功率分布，以实现堆芯功率监测。
26、第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现如第一方面所述的堆芯功率的监测方法。
27、本专利技术的堆芯功率的监测方法及装置、电子设备，通过构建典型工况谐波数据库，数据库中包括不同工况对应的核心谐波组，根据实时采集的状态信息确定工况，从而选择出对应的核心谐波组，再基于核心谐波组、实时采集的堆外探测器信号，以及，堆外探测器响应矩阵，重构出节块级堆芯功率分布，以实现堆芯功率监测。这种基于数据驱动结合谐波展开的方法，不受堆型和探测器分布限制，故可实现基于少量的堆外探测器核测信号，且快速、准确地达到堆芯功率在线监测的目的。
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【技术保护点】
1.一种堆芯功率的监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述采集反应堆的状态信息和堆外探测器信号之前，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立反应堆的三维堆芯模型，具体包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于三维堆芯模型构建典型工况谐波数据库，具体包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对典型工况谐波数据库降维，具体包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述针对每一组对应关系基于高阶谐波进行功率展开求解，具体包括：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将次核心谐波组结合堆外探测器响应矩阵数据库，且根据探测器读数重构堆芯功率，具体包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述重构出节块级堆芯功率分布之后，还包括：
9.一种堆芯功率的监测装置，其特征在于，包括采集模块、选择模块和重构模块，
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现如权利要求1-8任一项所述的堆芯功率的监测方法。
...
【技术特征摘要】
1.一种堆芯功率的监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述采集反应堆的状态信息和堆外探测器信号之前，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立反应堆的三维堆芯模型，具体包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于三维堆芯模型构建典型工况谐波数据库，具体包括：
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对典型工况谐波数据库降维，具体包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述针对每一组对应关系基于高阶谐...
【专利技术属性】
技术研发人员：申鹏飞，张鹏，周梦飞，袁媛，张成龙，徐源，肖向，蔡铮阳，刘国明，易璇，邵增，胡小利，霍小东，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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