[发明专利]一种反应堆堆内构件的健康管理方法及系统

说明书

一种反应堆堆内构件的健康管理方法及系统；所述反应堆堆内构件的健康管理方法，包括以下步骤：步骤S1、监测反应堆堆外中子噪声信号；步骤S2、根据反应堆堆外中子噪声信号的特征确定反应堆堆外中子噪声信号的ARMA功率谱估计模型；再基于该反应堆堆外中子噪声信号，并根据AIC准则或BIC准则确定所述ARMA功率谱估计模型的阶数，并进而确定ARMA功率谱估计模型的参数；步骤S3、基于已确定阶数和参数的ARMA功率谱估计模型获取与其对应的反应堆堆内构件的健康情况。本发明的反应堆堆内构件的健康管理方法及系统设计科学，实用性强。

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种反应堆堆内构件的健康管理方法及系统，其通过利用新型谱分析方法和趋势分析方法监测反应堆堆内构件运行时的振动状态。

背景技术

核电站堆内构件振动监测是核电站反应堆健康运行的安全工作项目之一，国际标准(如IEC 61502、ASME OM-S/G-2000(Part 5))和国家核工业行业标准(EJ/T 1188-2005)规定，反应堆堆内构件振动监测技术可以通过中子噪声技术检测堆内构件和燃料组件的异常行为，为正在运行的反应堆堆内构件的振动提供数据支撑。

国际标准IEC 61502-1999指出，利用反应堆堆外中子噪声谱分析技术可间接检测反应堆堆内构件振动状态，并提供了具体实施方案，这也是现行多数核电厂堆内构件振动监测系统的设计依据。其采用反应堆堆外中子信号的自功率谱和互功率谱估算反应堆堆内构件振动状态，其使用的谱分析技术是传统的经典谱分析技术(平均周期图法)，要求采用汉宁(Hanning)加权窗，并进行至少64次平均，用相同的权对所有谱求和。

国际标准ASME OM-S/G-2000提出了功率谱密度的窄带与宽带分析技术，指出了中子噪声在宽带频带内归一化均方根值会随运行时间，燃耗加深或硼浓度的减少成线性增大。

以上现有技术存在以下缺陷：

1)作为一种非参数化谱估计方法，平均周期图法具有分辨率低、方差性差的固有缺陷，不能适应高分辨功率谱估计的需要，在低的分辨率要求及相同采样率的条件下，其需要的采样点数多，数据量大。

2)我国针对核电厂堆内构件振动监测的振动趋势预测研究较少，未将其纳入反应堆堆内构件健康管理数据监测范畴。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种反应堆堆内构件的健康管理方法及系统。

本发明所提出的技术方案如下：

本发明提出了一种反应堆堆内构件的健康管理方法，包括以下步骤：

步骤S1、监测反应堆堆外中子噪声信号；

步骤S2、根据反应堆堆外中子噪声信号的特征确定反应堆堆外中子噪声信号的ARMA功率谱估计模型；再基于该反应堆堆外中子噪声信号，并根据AIC准则或BIC准则确定所述ARMA功率谱估计模型的阶数，并进而确定ARMA功率谱估计模型的参数；

步骤S3、基于已确定阶数和参数的ARMA功率谱估计模型获取与其对应的反应堆堆内构件的健康情况。

本发明上述的健康管理方法中，所述ARMA功率谱估计模型为：

其中，q为MA阶数；

p为AR阶数；

a₁，a₂，…，a_p表示AR参数；

C_x(k)表示{x(n)}的协方差函数；

x(n)表示序数为n的离散的反应堆堆外中子噪声信号。