[发明专利]基于薄板样条函数插值的核电站堆芯温度场软测量方法

权利要求书

1.基于薄板样条函数插值的核电站堆芯温度场软测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：基于核电站反应堆结构及堆芯冷却剂出口处的温度传感器的分布特点建立坐标系；将测点温度作为离散点，采用薄板样条函数插值的方法对测点温度进行数值计算处理，对其他未布置温度传感器的冷却剂出口温度进行估计，初步重构得到堆芯冷却剂整个出口整个截面的温度场的分布；

步骤二：通过反应堆结构及其回路系统中冷却剂的流动方式、热量传输特性和燃料元件的传导特性，建立堆芯温度计算模型和堆芯热传导模型，并计算得到堆芯的径向功率Q_ij、堆芯的轴向功率Q_k和每个节块的功率Q_ijk；

步骤三：根据各通道的冷却剂进/出口温度，取其平均值调用冷却剂热力参数包括比热容、密度以及温度，采用换热公式Q_ij＝c_ij·w_ij·ρ_ij·ΔT_ij，计算出冷却剂在各通道的流量w_ij；式中ΔT_ij是各通道冷却剂进、出口温度差，Q_ij是堆芯径向功率，c_ij是冷却剂的比热容，ρ_ij是冷却剂的密度；冷却剂的各通道流量即为冷却剂在压水堆中流动的所有通道流量；

步骤四：利用步骤二得到的每个节块的功率Q_ijk和步骤三所得到的各个通道的冷却剂流量值w_ij，从冷却剂入口或出口的温度开始，将上一个节块的温度及对应的冷却剂密度和比热带入换热公式Q_ijk＝c_ijk·w_ij·ρ_ijk·ΔT_ijk中计算下一个节块温度的初值，再根据温度初值修正本节块冷却剂的密度和比热容，从而得到进一步精确的节块温度，如此反复迭代逼近直至下个节块的温度满足精度要求；以此类推，最终得到整个堆芯的冷却剂温度分布；式中，c_ijk为每个节块冷却剂的比热容，w_ij为每个冷却剂通道的流量，ρ_ijk为每个节块冷却剂的密度，ΔT_ijk为每个节块冷却剂的进出口温差；

步骤五：将步骤四所得到的核电站堆芯冷却剂的三维温度带入步骤二中的堆芯传导模型中，计算得到堆芯燃料组件各部分的三维温度分布。

2.根据权利要求1所述的基于薄板样条函数插值的核电站堆芯温度场软测量方法，其特征在于：步骤一中采用薄板样条函数插值的方法对测点温度进行数值计算处理的具体方法如下：

基于核电站反应堆结构及堆芯冷却剂出口处的温度传感器的分布特点建立坐标系，其中传感器分布坐标的原点为堆芯流量所有通道的中心通道，核电站冷却剂出口测量得到的n个温度场离散点数据为x_i,y_i,z_i，其中i＝1，2…n，x、y为传感器分布坐标，z为对应坐标的温度；薄板样条函数插值得到的所需要重构的堆芯冷却剂出口截面的二维温度分布函数表示为：式中，w_i为权值，U为TPS核函数，其表达式表示为：U(d)＝d²log(d)；式中，d_i＝(x-x_i)²+(y-y_i)²；数表达式中的各个系数w_i、a₁、a₂、a₃由方程组z(x_i,y_i)＝z_i(i＝1、2…30)，计算得出；之后可以根据任意坐标位置的x，y值按照函数表达式计算出对应的出口温度z的值。