[发明专利]一种基于华龙一号的堆芯积存量实时估算方法

说明书

本发明提供一种基于华龙一号的堆芯积存量实时估算方法，所述方法包括：1)确定事故应急时华龙一号堆芯装载燃料总批数NOB及每一批燃料组件数NOA；2)确定堆芯每一批次燃料功率历史；3)估算每一批燃料事故时的堆芯积存量；3.1确定核素生成率；3.2首次辐照期间列变产物积存量；3.3后续辐照或换料时段裂变产物积存量的估算；4)估算堆芯积存量，即对每一批燃料积存量求和。

技术领域

本发明属于核辐射安全技术领域，具体涉及一种基于华龙一号的堆芯积存量实时估算方法。

背景技术

日本福岛事故后的应急响应经验表明，反应堆事故状态堆芯积存量估算及事故释放源项估算是应急决策的重要参考。建立易用、快速、准确的反应堆堆芯积存量实时估算方法，提高应急状态堆芯积存量的快速估算技术是核能安全发展的迫切要求。

反应堆堆芯积存量变化满足贝特曼方程，用于计算积存量变化的通用方程为：

其中，N_i：燃料中同位素i的浓度；中子通量(n·cm^-2·s^-1)；重核的微观裂变截面；重核裂变产额；N_hn：燃料中重核hn浓度；和母体核素裂变产物分支比；N_Pj和N_Pk：燃料中母体的浓度；P_Pj：母体核素P_j的衰变常数；母体核素微观俘获截面；裂变产物微观俘获截面；λ_i：裂变产物的衰变常数。

借助计算程序可对上述方程组求解，国际上常用的软件有ORIGEN、DARWIN-PEPIN等。但求解过程要与中子程序耦合，这些程序计算过程输入较多，需要专业的人员运行，不适合在应急状态下快速估算堆芯积存量。

目前用于事故应急状态下堆芯积存量的估算方法主要有两种：

一是将燃料循环末期的堆芯最大积存量设计值作为事故应急堆芯积存量估算值；二是基于事故应急时堆芯平均燃耗和燃料循环末期最大积存量对应燃耗进行比例修正后的估算值作为事故应急时堆芯积存量。根据堆芯燃耗修正方法估算事故时堆芯放射性核素的积存量估算公式为：

其中：I_实际：事故估算堆芯积存量，I_预置存量：压水堆预置堆芯积存量，通常使用反应堆设计最大燃耗深度时堆芯积存量，BURNUP_实际：事故时堆芯的燃耗。

上式只对半衰期超过1年的放射核的存量进行燃耗修正。对于其他半衰期小于1年的放射核，不用修正。

但现在通常使用的两种方法估算方法对当前核电厂反应堆燃料在堆内辐照历史、停堆衰变、分批换料的对堆芯积存量的影响考虑不足，计算结果与真实结果偏差较大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种针对反应堆分批换料燃料管理情景建立适用于核应急事故释放源项估算所需的堆芯实时源项估算方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种基于华龙一号的堆芯积存量实时估算方法，所述方法包括：

1)确定事故应急时华龙一号堆芯装载燃料总批数NOB及每一批燃料组件数NOA；

2)确定堆芯每一批次燃料功率历史；

3)估算每一批燃料事故时的堆芯积存量；

3.1确定核素生成率；

3.2首次辐照期间列变产物积存量；

3.3后续辐照或换料时段裂变产物积存量的估算；

4)估算堆芯积存量，对每一批燃料积存量求和。