基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法及系统与流程

技术特征：
1.基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法，其特征在于，该方法包括：根据反应堆堆芯三维网格离散情况，计算局部非线性修正系数矩阵a；根据局部非线性修正系数矩阵a与给定的背景物理场f
b
，确定待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系；根据探测器布置情况，构建探测器响应矩阵h；根据探测器响应矩阵h，建立待重构物理场理论测量值与真实探测器测量值的差值关系；根据所述待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系、待重构物理场理论测量值与真实探测器测量值的差值关系及数据同化方程建立代价方程，通过最小化代价方程的求解得到待重构物理场f
a
。2.根据权利要求1所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法，其特征在于，根据反应堆堆芯三维网格离散情况，计算局部非线性修正系数矩阵a；具体包括：s11：确定反应堆堆芯三维网格点集合d＝{r1,r2,
…
,r
n
}，对应物理场f(r)的离散表示为f＝(f1,f2,
…
,f
n
)
t
＝(f(r1),f(r2),
…
,f(r
n
))
t
；s12：确定每个网格点r
n
的邻近点指标集合d(r
n
,δ
n
)＝{j；|r
n
‑
r
j
|≤δ
n
,j≠n}，其中δ
n
是给定的与r
n
的邻域半径；s13：确定每个网格点r
n
对应的f(r
n
)的非线性修正函数；其中，归一化因子c
n
满足公式(2)：s14：由公式(1)得到网格点r
n
处非线性修正误差为：对于r1,
…
,r
n
所有点整理得到关系式：δf＝af
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，a为非线性修正系数矩阵，3.根据权利要求1所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法，其特征在于，根据局部非线性修正系数矩阵a与给定的背景物理场f
b
，确定待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系；所述待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系的关系式为：δf
b
‑
δf
t
＝af
b
‑
af
t
＝a(f
b
‑
f
t
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中：δf
b
＝af
b
ꢀꢀꢀ
(5)式中，f
b
为监测系统通过理论计算得到当前堆芯功率分布，δf
b
为背景物理场的非线性修正误差；f
t
为当前的真实物理场，并假设f
t
与f
b
接近。4.根据权利要求3所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法，其特征
在于，根据探测器布置情况，构建探测器响应矩阵h；根据探测器响应矩阵h，建立待重构物理场理论测量值与真实探测器测量值的差值关系；具体包括：根据探测器布置情况，构造探测器响应矩阵h；确定分布在反应堆堆芯的m个探测器，编号为m的探测器响应函数为h
m
，对于当前真实物理场f
t
的实测功率值y
o,m
，满足如下关系式：y
o,m
＝h
m
f
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)则当前物理场f
t
对应的m个实测值表示成矩阵形式为：y
o
＝hf
t
e
o
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)其中，y
o
＝(y
o,1
,y
o,2
,
…
,y
o,m
)
t
，h为m
×
n测量矩阵，e
o
为m维测量噪声；满足下面的关系式：e
o
＝y
o
‑
hf
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)此外，若已知测量系统的误差性质，有m
×
m维协方差矩阵r，定义为：r＝e(e
o
e
ot
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)式中，e为期望算子。5.根据权利要求4所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法，其特征在于，根据所述待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系、待重构物理场理论测量值与真实探测器测量值的差值关系及数据同化方程建立代价方程；表达式如下：f
a
＝arg min||y
o
‑
hf||2 ξ||a(f
b
‑
f)||2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中ξ是正则化因子；通过最小化代价方程的求解得到待重构物理场f
a
，表达式如下：f
a
＝(h
t
r
‑1h ξa
t
a)
‑1(h
t
r
‑1y
o
ξa
t
af
b
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)其中，(h
t
r
‑1h ξa
t
a)
‑1事先计算。6.根据权利要求5所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法，其特征在于，所述正则化因子ξ通过l
‑
curve方法确定最佳正则化因子ξ
op
；l
‑
curve方法确定ξ的过程如下：计算损失函数随ξ的变化：j
b
(ξ)＝||a(f
b
‑
f)||2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)以j
o
(ξ)为横坐标，j
b
(ξ)为纵坐标，画出l型曲线，取l型曲线拐角对应的ξ值为最佳值ξ
op
。7.基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构系统，其特征在于，该系统支持如权利要求1至6中任一所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法，该系统包括：获取单元，用于获取反应堆堆芯三维网格离散情况；修正系数计算单元，用于根据反应堆堆芯三维网格离散情况，计算局部非线性修正系数矩阵a；第一处理单元，用于根据局部非线性修正系数矩阵a与给定的背景物理场f
b
，确定待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系；第二处理单元，用于根据探测器布置情况，构建探测器响应矩阵h；根据探测器响应矩
阵h，建立待重构物理场理论测量值与真实探测器测量值的差值关系；第三处理单元，用于根据所述待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系、待重构物理场理论测量值与真实探测器测量值的差值关系及数据同化方程建立代价方程，通过最小化代价方程的求解得到待重构物理场f
a
；输出单元，用于输出所述待重构物理场f
a
。8.根据权利要求7所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构系统，其特征在于，所述修正系数计算单元的执行过程如下：确定反应堆堆芯三维网格点集合d＝{r1,r2,
…
,r
n
}，对应物理场f(r)的离散表示为f＝(f1,f2,
…
,f
n
)
t
＝(f(r1),f(r2),
…
,f(r
n
))
t
；确定每个网格点r
n
的邻近点指标集合d(r
n
,δ
n
)＝{j；|r
n
‑
r
j
|≤δ
n
,j≠n}，其中δ
n
是给定的与r
n
的邻域半径；确定每个网格点r
n
对应的f(r
n
)的非线性修正函数；其中，归一化因子c
n
满足公式(2)：由公式(1)得到网格点r
n
处非线性修正误差为：对于r1,
…
,r
n
所有点整理得到关系式：δf＝af
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，a为非线性修正系数矩阵，9.根据权利要求7所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构系统，其特征在于，所述第一处理单元中的待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系的关系式为：δf
b
‑
δf
t
＝af
b
‑
af
t
＝a(f
b
‑
f
t
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中：δf
b
＝af
b
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中，f
b
为监测系统通过理论计算得到当前堆芯功率分布，δf
b
为背景物理场的非线性修正误差；f
t
为当前的真实物理场，并假设f
t
与f
b
接近。10.根据权利要求9所述的基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构系统，其特征在于，所述第三处理单元中根据所述待重构物理场f
a
与背景物理场f
b
的局部非线性修正的差值关系、待重构物理场理论测量值与真实探测器测量值的差值关系及数据同化方程建立代价方程，表达式如下：f
a
＝arg min||y
o
‑
hf||2 ξ||a(f
b
‑
f)||2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中ξ是正则化因子；通过最小化代价方程的求解得到待重构物理场f
a
，表达式如下：
f
a
＝(h
t
r
‑1h ξa
t
a)
‑1(h
t
r
‑1y
o
ξa
t
af
b
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)其中，(h
t
r
‑1h ξa
t
a)
‑1事先计算。

技术总结
本发明公开了基于局部非线性修正的堆芯功率分布在线重构方法及系统，包括：根据反应堆堆芯三维网格离散情况，计算局部非线性修正系数矩阵A；根据局部非线性修正系数矩阵A与给定的背景物理场F


技术研发人员：龚禾林 李庆 于颖锐 陈长 赵文博 彭星杰 刘同先 娄磊 巨海涛 吉文浩
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：2021.06.17
技术公布日：2021/9/21