[发明专利]控制棒燃耗效应分析方法、装置、设备、介质和程序产品

说明书

本申请涉及一种控制棒燃耗效应分析方法、装置、设备、介质和程序产品。通过预设的截面变化预测模型对目标核反应堆中燃料组件的燃耗参数进行分析，得到燃料组件的截面变化值；燃料组件包括控制棒，根据截面变化值和燃料组件的原始截面，确定目标核反应堆的参考反应性和预测反应性，参考反应性表示燃料组件的原始截面对应的核反应堆的反应性，根据参考反应性与预测反应性，确定控制棒在目标核反应堆内的燃耗对目标核反应堆的反应性的影响程度量化值。该方法对控制棒的吸收体在堆芯内燃耗进行了分析，使得在反应堆的设计中能够有效控制核反应堆的反应性，保证核电厂的安全性。

技术领域

本申请涉及核反应堆工程技术领域，特别是涉及一种控制棒燃耗效应分析方法、装置、设备、介质和程序产品。

背景技术

通常，核反应堆的起动、停堆和调整功率等控制调节都利用控制棒进行的。

控制棒是由硼和镉等易于吸收中子的材料制成的。核反应压力容器外有一套机械装置可以操纵控制棒。当控制棒完全插入反应中心(堆芯)时，能够吸收大量中子，以阻止裂变链式反应的进行。随着控制棒的吸收体材料在堆芯内插入的时间增长，吸收体的本身也在燃耗，这种燃耗会使得控制棒吸收中子的能力变弱，即会降低控制棒对核反应堆的反应性控制能力。

因此，如何对控制棒的吸收体在堆芯内燃耗进行分析，使得在反应堆的设计中能够有效控制核反应堆的反应性，保证核电厂的安全性成为亟待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种控制棒燃耗效应分析方法、装置、设备、介质和程序产品，能够对控制棒的吸收体在堆芯内燃耗进行了分析，使得在反应堆的设计中能够有效控制核反应堆的反应性，保证核电厂的安全性。

第一方面，本申请提供了一种控制棒燃耗效应分析方法，该方法包括：

通过预设的截面变化预测模型对目标核反应堆中燃料组件的燃耗参数进行分析，得到燃料组件的截面变化值；燃料组件包括控制棒，且截面变化表示控制棒在核反应堆内的燃耗引起的燃料组件截面的变化；

根据截面变化值和燃料组件的原始截面，确定目标核反应堆的参考反应性和预测反应性；参考反应性表示燃料组件的原始截面对应的核反应堆的反应性；预测反应性表示燃料组件的截面变化后对应的核反应堆的反应性；

根据参考反应性与预测反应性，确定控制棒在目标核反应堆内的燃耗对目标核反应堆的反应性的影响程度量化值。

在其中一个实施例中，根据截面变化值和燃料组件的原始截面，确定核反应堆的参考反应性和预测反应性，包括：

根据燃料组件的原始截面，以及燃料组件截面与核反应堆反应性之间的函数关系，确定目标核反应堆的参考反应性；

根据截面变化值和燃料组件的原始截面，确定燃料组件的预测截面；预测截面表示燃料组件的截面变化后对应燃料组件的截面；

根据燃料组件的预测截面，和燃料组件截面与核反应堆反应性之间的函数关系，确定目标核反应堆的预测反应性。

在其中一个实施例中，根据参考反应性与预测反应性，确定控制棒在核反应堆内的燃耗对核反应堆的反应性的影响程度量化值，包括：

将参考反应性与预测反应性之间的差值，确定为控制棒在目标核反应堆内的燃耗对目标核反应堆的反应性的影响程度量化值。

在其中一个实施例中，燃耗参数包括控制棒的燃耗值和燃料组件的状态参数，该方法还包括：

获取燃料组件的状态参数、控制棒的核素和燃耗分区；状态参数包括燃料组件的硼浓度、冷却剂密度和燃料温度；

根据状态参数、控制棒的核素和燃耗分区，对控制棒进行燃耗模拟，得到控制棒在燃耗模拟过程中每个时刻的核子密度，并根据核子密度确定控制棒的燃耗值。