[发明专利]一种诊断反应堆中子探测器失效的方法

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆堆芯运行和安全技术领域，具体涉及一种诊断反应堆中子探测器失效的方法。

背景技术

为了保障反应堆堆芯的安全、提高反应堆的经济效益，需要对反应堆堆芯功率分布进行在线监测。即对反应堆功率分布进行时间和空间上的连续监测。由于功率分布不易直接监测，核电厂一般通过监测堆芯内中子通量密度来间接监测堆内功率分布。

多数反应堆配有堆内中子测量系统(堆内固定式探测器或可移动式探测器)，用以监测堆内中子通量密度；也有反应堆利用堆外中子测量系统(堆外中子探测器)实现对堆内中子通量的监测。相比较于堆外探测器测点少、精度较低易受外界扰动的特点以及堆内可移动式探测器不能连续提供测量信息的特点，堆内固定式探测器以其较高的精度及测量信息的连续性等特点得到越来越广泛的应用，并被用于反应堆功率分布在线监测中。

探测器测量值的真实与准确对于堆芯功率分布在线监测有重要的影响。而探测器的失效是一类反应堆中经常出现的状况，特别是对于堆内固定式探测器，其长时间处于高辐照条件下，失效概率增高。因此，在利用探测器测量值进行三维堆芯功率分布在线监测计算时，对探测器进行的失效诊断是十分必要的。

探测器失效故障一般有以下几类：完全失效，即探测器无读数；固定偏差失效，即失效探测器测量值与正常值有一固定常数的偏差；信号漂移，即探测器测量值与正常值有一随时间线性变化的偏差；精度下降，即测量值在一定范围内方差发生变化。目前，对于堆芯功率分布在线监测系统，探测器测量值作为其输入信号，系统多数带有对于输入信号的自检测功能，但该检测通常只能对于探测器发生完全失效时作出响应，而不能检测到探测器发生其他类型的失效。因此，需要发明一种快速可靠的诊断探测器失效的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种诊断反应堆中子探测器失效的方法，应用于堆芯功率在线监测计算中，通过直接比较、测量值间比较以及测量值与重构值比较三阶段的判断，使在线监测系统能够快速地诊断探测器测量值是否存在异常，并保证在在线监测系统中不使用诊断出异常的探测器测量值。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案予以实施：

一种诊断反应堆中子探测器失效的方法，包括如下步骤：

步骤1：读取反应堆堆芯几何尺寸、堆芯材料布置、探测器总数目、探测器通道数目、探测器名称；

步骤2：从反应堆堆芯内的中子探测器处读取中子探测器测量值及探测器位置；根据步骤1中探测器总数目，判断探测器测量值数目是否等于探测器总数目，若等于，进行下一步；若不等于，则根据未读取到探测器测量值的探测器位置，确定失效探测器名称；

步骤3：根据步骤2中读入的探测器测量值，判断每一个测量值是否为0值或负值，若为0值或负值，则去掉该值；得到一组去掉0值或负值的探测器测量值，称为，第一次失效诊断后的探测器测量值；

步骤4：在步骤3中的第一次失效诊断后的探测器测量值基础上，判断每一个探测器测量值是否超出所有测量值的平均值的M倍或1/M倍，其中M>1，若超出，则去掉该值；得到一组去掉超出所有测量值的平均值M倍或1/M倍的探测器测量值，称为，第二次失效诊断后的探测器测量值；M的选择根据不同堆芯类型、不同的探测器类型均有所不同，由用户自定义；

步骤5：根据步骤4中的第二次失效诊断后的探测器测量值及步骤1中读入堆芯几何尺寸、堆芯材料布置参数，进行堆芯功率分布在线监测计算以及探测器响应重构值计算；

步骤6：根据步骤5中堆芯功率分布在线监测计算结果，得到一组探测器响应重构值结合步骤3中所得的探测器测量值，对所有位置的探测器进行探测器测量值与探测器响应重构值的相对误差计算；计算公式为：

步骤7：根据步骤6所得所有探测器位置的相对误差，判断探测器响应重构值与探测器测量值相对误差是否大于N％，其中N>10，若大于，则去掉该探测器测量值；得到一组去掉了探测器响应重构值与探测器测量值相对误差大于N％的探测器测量值，称为，经过第三次失效诊断后的探测器测量值；N的取值与堆型、探测器类型有关，由用户自定义；

步骤8：根据步骤7中得到的探测器测量值，再次进行步骤5、步骤6和步骤7的计算，直至在步骤7的判断中不再出现新的失效探测器；

步骤9：根据步骤8，输出探测器失效诊断结果，及堆芯功率分布在线监测计算结果、探测器响应值计算结果。

与现有技术相比，本发明有如下突出优点：