慢化剂温度系数下限值监督方法、装置和存储介质与流程

本发明涉及核电厂运行的，更具体地说，涉及一种慢化剂温度系数下限值监督方法、装置和存储介质。

背景技术：

1、慢化剂温度系数（moderator temperature coefficient，mtc）下限值属于核电厂安全分析报告的输入假设，属于反应堆运行的安全限值，是核电厂安全运行的最终边界。为了保证安全分析报告的假定是有效的，并保证在核电厂运行中不超过规定的安全限值，在反应堆运行过程中应当对慢化剂温度系数的下限值进行监督管理。

2、目前慢化剂温度系数的测量试验方法主要有以下三种：

3、第一、调棒法，即通过调整控制棒的棒位，造成慢化剂温度的明显变化，从而测量慢化剂温度系数。

4、第二、功率调节法，即通过快速改变功率水平，间接实现慢化剂温度系数的测量。

5、第三、降温法，即在反应堆稳定运行过程的一段时间（一般取24h）中，反应堆不进行补水、控制棒不进行温度跟踪、保持硼浓度不变，测量慢化剂随温度的变化，最后通过快速调整控制棒插入深度来补偿慢化剂平均温度效应。

6、然而，慢化剂温度系数一般随着反应堆燃耗加深而越来越负，因此越接近寿期末，慢化剂温度系数越接近下限值。

7、按目前主流的试验方法开展慢化剂温度系数测量均需要对堆芯引入扰动，越靠近寿期末，越容易导致难以控制的氙振荡，影响堆芯安全。

8、此外，相关核安全导则要求：如果由于某种原因，运行人员不了解运行状态，或不能确定核动力厂正在运行限值之内运行，或者核动力厂以非预期的方式运行，就应及时采取措施，使核动力厂回到安全状态。在临近寿期末、无法开展慢化剂温度系数测量的前提下，运行人员无法了解堆内慢化剂温度系数的实际状态，无法判断安全分析的假设是否还能包络反应堆实际状态。

9、基于此，需要一种新的解决方案。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种慢化剂温度系数下限值监督方法、装置和存储介质。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种慢化剂温度系数下限值监督方法，包括以下步骤：

3、预先建立慢化剂温度系数监督模型，所述监督模型用于表征反应堆运行参数与慢化剂温度系数下限值之间的对应关系；

4、采集反应堆运行过程中的在线监测参数，所述在线监测参数至少包括堆芯平均温度、控制棒插入深度以及堆芯流量；

5、将所述在线监测参数输入所述监督模型，确定当前运行工况对应的慢化剂温度系数风险状态，并判断慢化剂温度系数是否存在突破预设安全限值的风险；

6、当判定存在慢化剂温度系数突破所述预设安全限值的风险时，输出预警信息和/或控制反应堆调整至安全运行状态。

7、在本发明所述的慢化剂温度系数下限值监督方法中，所述建立慢化剂温度系数监督模型包括：

8、计算目标堆芯在预设边界工况下的慢化剂温度系数最负值，其中，所述预设边界工况包括运行技术规范允许的堆芯平均温度最大值、堆芯流量最小值、功率水平最大值、控制棒插入深度最大值以及临界硼浓度边界条件，所述慢化剂温度系数最负值为寿期末工况下且堆芯出口温度达到饱和温度时对应的慢化剂温度系数；

9、根据所述慢化剂温度系数最负值与预设安全限值之间的差值确定安全限值裕量；

10、以所述安全限值裕量达到预设限值裕量阈值为搜索目标，确定对应的单参数临界值、双参数临界组合以及三参数临界组合；

11、根据所述单参数临界值构建初级监督因子，根据所述双参数临界组合构建二维判定因子，根据所述三参数临界组合构建三维判定因子；

12、基于所述初级监督因子、所述二维判定因子以及所述三维判定因子建立所述慢化剂温度系数监督模型。

13、在本发明所述的慢化剂温度系数下限值监督方法中，所述确定单参数临界值包括：

14、当所述安全限值裕量大于等于所述预设限值裕量阈值时，将预设边界工况的所述堆芯平均温度最大值、所述堆芯流量最小值、所述功率水平最大值和所述控制棒插入深度最大值确定为所述初级监督因子；

15、当所述安全限值裕量小于所述预设限值裕量阈值时，分别确定使所述安全限值裕量等于所述预设限值裕量阈值对应的参数临界值，并将所述参数临界值确定为所述初级监督因子。

16、在本发明所述的慢化剂温度系数下限值监督方法中，分别确定使所述安全限值裕量等于所述预设限值裕量阈值对应的参数临界值，并将所述参数临界值确定为所述初级监督因子包括：

17、在保持其余运行参数固定在预设边界工况不变的条件下，分别调整堆芯平均温度、堆芯流量以及控制棒插入深度；

18、计算各调整工况对应的慢化剂温度系数最负值；

19、确定对应的慢化剂温度系数最负值与所述预设安全限值之间的差值达到所述预设限值裕量阈值时分别对应的堆芯平均温度临界值、堆芯流量临界值以及控制棒插入深度临界值；

20、将所述堆芯平均温度临界值、所述堆芯流量临界值以及所述控制棒插入深度临界值确定为所述初级监督因子。

21、在本发明所述的慢化剂温度系数下限值监督方法中，所述确定双参数临界组合包括：

22、获取所述初级监督因子；

23、依次将堆芯平均温度、控制棒插入深度以及堆芯流量中的一个参数作为固定参数，并将其余两个参数作为搜索参数分别构建二维参数空间；

24、在每个二维参数空间内，基于所述初级监督因子确定对应二维参数空间的边界搜索区间，在每个边界搜索区间内搜索使安全限值裕量达到预设限值裕量阈值时对应的多个参数组合，根据所述多个参数组合形成对应二维参数空间的二维临界边界曲线；

25、将二维临界边界曲线确定为二维判定因子。

26、在本发明所述的慢化剂温度系数下限值监督方法中，所述确定三参数临界组合包括：

27、获取所述二维判定因子；

28、基于所述二维判定因子对应的二维临界边界曲线，在堆芯平均温度、控制棒插入深度以及堆芯流量构成的三维参数空间内构建边界搜索区域；

29、在所述边界搜索区域内，搜索确定使安全限值裕量达到预设限值裕量阈值时对应的多个三参数组合；

30、根据所述多个三参数组合构建三维临界边界面；

31、将所述三维临界边界面确定为所述三维判定因子。

32、在本发明所述的慢化剂温度系数下限值监督方法中，所述确定当前运行工况对应的慢化剂温度系数风险状态包括：

33、将反应堆当前运行工况对应的堆芯平均温度、控制棒插入深度以及堆芯流量分别与所述初级监督因子进行比较；

34、当任一运行参数超出对应的初级监督因子时，调用所述二维判定因子进行组合风险判定；

35、当所述二维判定因子判定存在慢化剂温度系数下限值超限风险时，调用所述三维判定因子进行三维组合风险判定，其中，当堆芯平均温度、控制棒插入深度以及堆芯流量形成的运行参数组合超出所述三维临界边界面时，确定当前运行工况存在慢化剂温度系数突破所述预设安全限值的风险状态。

36、在本发明所述的慢化剂温度系数下限值监督方法中，所述调用二维判定因子进行组合风险判定包括：

37、确定超出对应初级监督因子的目标运行参数；

38、获取除所述目标运行参数之外的另外两个运行参数；

39、判断所述另外两个运行参数形成的二维参数组合是否位于所述二维判定因子对应的二维临界边界曲线限定的安全区域内；

40、当所述另外两个运行参数位于所述安全区域内时，确定当前运行工况不存在慢化剂温度系数下限值超限风险；

41、当至少一个运行参数位于所述安全区域外时，调用所述三维判定因子进行三维组合风险判定。

42、本发明还提供一种慢化剂温度系数下限值监督装置，包括：

43、参数获取模块，用于获取反应堆运行过程中的在线监测参数；

44、监督模型模块，用于存储慢化剂温度系数监督模型；

45、风险判定模块，用于将所述在线监测参数输入所述监督模型，并确定当前运行工况对应的慢化剂温度系数风险状态；

46、预警模块，用于在判定存在慢化剂温度系数突破预设安全限值的风险时输出预警信息和/或生成控制指令。

47、本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器处理以上所述的慢化剂温度系数下限值监督方法的步骤。

48、实施本发明的慢化剂温度系数下限值监督方法、终端和存储介质，具有以下有益效果：本发明通过预先建立用于表征反应堆运行参数与慢化剂温度系数下限值之间对应关系的监督模型；采集反应堆运行过程中至少包括堆芯平均温度、控制棒插入深度以及堆芯流量的在线监测参数；将在线监测参数输入所述监督模型，确定当前运行工况对应的慢化剂温度系数风险状态，并判断慢化剂温度系数是否存在突破预设安全限值的风险；当判定存在风险时，输出预警信息和/或控制反应堆调整至安全运行状态；由此，无需在运行期间执行慢化剂温度系数测量试验，也无需通过降温、调棒或功率扰动等方式改变反应堆运行状态，仅利用反应堆已有在线监测参数即可实现慢化剂温度系数下限值风险的在线监督、提前预警和主动干预，及时发现潜在超限风险并指导运行调整，从而提高反应堆运行过程中的安全裕量管理水平和安全运行可靠性，降低对机组正常运行的影响。