[发明专利]控制棒位置指示系统

说明书

本发明针对这样一种方法与设备，通过分析对中子或r射线敏感的固定位置的反应堆堆芯内探测器弦丝的输出信号，来测定核反应堆堆芯中任一控制棒和所有控制棒的插入程度或轴向位置。

知道控制棒在核反应堆堆芯内的位置，对于核电站的安全是至关重要的，也是许可继续运行的法律规定。现行的控制棒包括安全棒、灰棒、粗调控制棒与位移棒以及特殊的“控制”棒，它们的位置都能据两种不同的方法测定。

第一种利用位于反应堆容器上的线圈垛，而在此容器中的控制棒驱动轴则作上下运动。由此线圈垛生成的磁抗产生电压正比于控制棒驱动轴存在于线圈垛生成的磁抗产生电压正比于控制棒驱动轴存在于线圈垛中的长度，这样，通过各线圈垛的电压输出便可推导出此棒的位置。但有时，由这种系统指示出的棒位置会出现问题。传统的作法是，开始时将线圈垛指示器指出的棒位置相对于步位要求计数器进行检验，以核实指示器的有效性。要是由于例如因机械或电气故障使线圈垛无法工作而不能核实棒位置时，则可应用通量测绘来指示棒位置。如果不能验证靶棒的位置，那就必须认定棒位指示器已不能运行。通常，当认为有一根以上的棒不能工作时，就须关停反应堆。

第二种确定棒位置的方法，可参考美国专利4927594号中的描述，利用堆芯出口处的热电偶和入口处的温度探测器来测定堆芯功率分布中的焓升偏差，以确定控制棒位置相对于棒参考位置的变化。

由于焓偏差变化相关于棒位置，所以棒位置变化可由该偏差幅度来确定出。将这种变化值加到棒参考位置上，就能测定出棒的真实位置。依据与此第二种方法相应的系统所测得的棒位置的精度，需要加以提高和增补才能给操作人员提供最可靠的棒位置指示，以避免不必要的反应堆关停。

本发明的第一个目的在于提供一种改进了的测定核反应堆芯中控制棒轴向位置的方法。

本发明的第二个目的在于对传统的棒位置指示系统作出补充，以给核电站的操作人员提供棒位置的不同验证方法。

本发明的第三个目的在于提供切率分布的特征信号，得以测定棒的位置与分布的异常性。

本发明的第四个目的在于，根据固定堆芯探测器响应的变化(偏差)来进行特征信号分析，以测定棒位置。

本发明的第五个目是在反应堆来处在满功率或稳态的变化过程中来测定棒位置。

本发明的第六个目的是去提供一种符合IEEE或ANSI标准规定的保护级的棒位置指示系统。

上述种种目的可以借助这样一个系统达到，此系统通过首先建立一个与现行堆芯条件相称的固定堆芯探测器响应特征信号的数据库，来测定棒位置。当堆芯内热中子或r射线通量分布的微扰得以测出，通过扫描此数据库进行匹配，就可测出棒的近似构型。如能求得匹配对象，即知棒的位置。要是未能求得匹配对象，则以最接近的棒的构型作为参考位置，据此进行搜索来测定棒的位置。

上述的和其它将在以后阐明的目的与优点，具于下面对照作为本旭有一部分之附图更全面描述的和作为权利要求而提出的结构与操作细节中，这些附图中则统一以相同数号代表相同部件。

图1阐明将本发明用于一核反应堆中；

图2A与2B示明相对于一参考中子密度图象之偏差的典型轮廓；

图3示明本发明为建立特征信号数据库所实行的操作程序，而

图4示明本发明应用上述特征信号数据库来测定棒位置的操作程序。

下面描述本发明的最佳实施例。

控制棒插入核反应堆芯内会引起堆芯内轴向与径向功率分布的变化。这种功率分布的变化与固定在堆芯内的中子或r射线探测器的信号变化有关。本发明利用根据建立的现行参考值测量出固定堆芯内探测器的信号偏差，并把这种偏差与棒的位置关联，用来指示棒位置。本发明提供了一种符合IEEE或ANSI标准所规定的在线实时监控级信息系统用来测定棒位置，同时能在某些适当的条件下提供一种保护级的自动的反应堆保护系统。