一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法与流程

1.本发明属于核电厂仪控系统技术领域，具体涉及一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法。


背景技术：

2.在现有技术中，国内有堆芯中子注量率测量系统自给能中子探测器关键参数研究，通过对华龙一号堆芯中子注量率测量仪表选用的自给能中子探测器(spnd)的核、电性能关键参数进行研究和分析，给出了spnd的设计方案；有堆芯中子注量率测量系统实际应用问题分析，通过对中子注量率探测器卡塞、通道不可用问题，分析中子注量率探测器与其驱动设备和选择设备之间的关系，从而得出针对中子注量率探测器及相关设备缺陷的解决方法；有核电厂堆芯核仪表系统，通过采用等差中子自给能探测器，实时在线测量堆芯三维中子注量率；采用数字化处理与显示设备使系统具有较强的计算和图形显示能力，从而实时处理测得的数据并在线生成堆芯三维功率分布图等公开报道。
3.国内有堆芯中子注量率测量系统实际应用问题分析，该文献是考虑到堆芯中子注量率对研究堆芯轴向功率的分布和大小，校准堆芯各项数据具有重要意义，为保证中子注量率测量设备的可靠性而提出的针对中子注量率探测器及相关设备缺陷的解决方法，即该文献着眼于通过解决探测器及相关处理设备本身的缺陷，从而提高堆芯中子注量率测量系统的可靠性，即一定程度上提高了中子注量率信号的可用性。提出了一种核电厂堆芯核仪表系统，该系统可实时在线测量堆芯三维中子注量率，并实时处理测得的数据并在线生成堆芯三维功率分布图，即该文献通过采用新的测量方法及采用数字化处理与显示设备，使得堆芯三维中子注量率可实时测量和处理。但上述文献都未提及中子注量率信号用于对反应堆功率控制系统的核功率信号的修正。来自堆芯测量系统的堆芯中子注量率信号更能准确反映堆芯功率的真实情况，因此利用该信号对核功率信号进行修正，从而更准确地反映堆芯功率的真实情况。但由于堆内信号具有一定的延时性，因此，只有在堆芯功率比较稳定的时刻，补偿功率准确，一旦功率波动情况较大，修正功率无法准确反映即时波动情况，存在滞后性。因此，可以根据电厂实际运行情况，考虑是否对核功率信号进行修正，以及采取何种方式对核功率信号进行修正。
4.反应堆功率控制系统是核电厂安全重要的控制系统，其性能的好坏直接关系到核电厂能否安全、经济的运行。反应堆功率控制系统的基本功能是调节反应堆功率使之与汽机负荷相匹配，因此核功率信号是反应堆功率控制系统中一个重要的输入信号。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题，提出一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法，通过引入堆芯测量系统的堆芯中子注量率信号对核仪表系统的核功率信号进行修正，从而更准确地反映堆芯功率的真实情况；修正后的核功率信号用于反应堆功率控制系统，提高了电厂运行的安全性和经济性。
6.本发明采用的技术方案：
7.一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法，具体包括如下步骤：
8.s1、反应堆功率控制系统采集来自核仪表系统的核功率测量信号ns以及来自堆芯测量系统的实时堆芯中子注量率信号n
core
；
9.s2、所述实时堆芯中子注量率信号n
core
和核功率测量信号ns在加法器中进行比较，得到功率偏差初始信号n
e1
；
10.s3、所述功率偏差初始信号n
e1
进入功率偏差逻辑处理器进行逻辑处理，输出n
e2
；
11.s4、根据运行情况和规程在核功率修正选择器中选择修正方式，输出ne；
12.s5、核功率测量值信号ns和核功率修正信号ne在加法器中运算，得到控制用核功率信号nc。
13.所述功率偏差初始信号n
e1
，n
e1
＝n
core-ns。
14.所述死区值e＝2％fp。
15.所述功率偏差初始信号n
e1
进入功率偏差逻辑处理器进行逻辑处理，具体包括如下步骤：
16.所述述功率偏差初始信号n
e1
经过死区函数f(x)，该函数设置死区值为e，功率偏差信号n
e1
的绝对值大于e时，进入比例系数k环节中进行运算后，输出n
e2
；否则输出为0。
17.所述核功率测量值ns进入功率偏差逻辑处理器，k按核电厂处于高、低功率范围取不同的值，ns》30％fp时，k＝0；ns≤30％fp时，k＝1.05。
18.所述n
e2
＝k
·ne1
。
19.所述根据运行情况和规程在核功率修正选择器中选择修正方式，具体包括如下步骤：
20.判断堆芯功率是否稳定，当堆芯功率不稳定时，通过核功率修正方式选择f
mode
控制核功率修正选择器，选择不修正，核功率修正选择器输出ne＝0；
21.当堆芯功率稳定时，对核电厂反应堆功率控制系统输入信号进行修正，
22.对核电厂反应堆功率控制系统输入信号进行修正，包括两种模式：
23.当选择自动修正模式时，核功率修正选择器输出ne＝n
e2
；
24.当选择手动修正模式时，核功率修正选择器输出ne＝n
e3
。
25.所述n
e3
的确定方法为：根据来自核仪表系统的核功率测量值ns、来自堆芯测量系统的实时堆芯中子注量率信号n
core
以及电厂实际运行状态，通过手动输入修正值n
e3
。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
27.(1)本发明提供的一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法，利用堆芯中子注量率信号对反应堆功率控制系统的重要输入信号核功率信号进行修正，从而更准确地反映堆芯功率的真实情况；
28.(2)本发明提供的一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法，能更准确地反映堆芯功率的真实情况，修正后的核功率信号用于反应堆功率控制系统，提高了电厂运行的安全性和经济性。
附图说明
29.图1为反应堆功率控制系统输入信号修正方法流程图；
30.图2为反应堆功率控制系统输入信号修正方法原理框图；
31.图3为功率偏差逻辑处理器原理图；
32.图中：1：实时堆芯中子注量率信号n
core
、2：核功率测量信号ns、3：加法器、4：功率偏差逻辑处理器、5：死区函数f(x)、6：比例系数k、7：功率偏差初始信号n
e1
、8：手动修正值n
e3
、9：功率偏差自动修正信号n
e2
、10：核功率修正选择器、11：核功率修正方式f
mode
、12：核功率修正信号ne、13：控制用核功率信号nc。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.本发明考虑堆芯中子注量率信号更能准确反映堆芯功率的真实情况，因此利用该信号对核功率信号进行修正。但由于堆内信号具有一定的延时性，因此，只有在堆芯功率比较稳定的时刻，补偿功率准确，此种电厂运行工况下核功率信号修正有效；一旦功率波动情况较大，修正功率无法准确反映即时波动情况，存在滞后性，此种电厂运行状态下不宜对核功率信号进行修正。因此，可以根据电厂实际运行情况，即电厂堆芯功率是否稳定，考虑是否对核功率信号进行修正，以及采取何种方式对核功率信号进行修正。
37.如图1和图2所示，本发明提供的一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法，具体包括如下步骤：
38.步骤1、反应堆功率控制系统采集来自核仪表系统的核功率测量信号ns2以及来自堆芯测量系统的实时堆芯中子注量率信号n
core
1。
39.步骤2、所述实时堆芯中子注量率信号n
core
1和核功率测量信号ns2在加法器3中进行比较，得到功率偏差初始信号n
e1
7，n
e1
＝n
core-ns；
40.步骤3、所述功率偏差初始信号n
e1
7进入功率偏差逻辑处理器4进行逻辑处理。
41.所述功率偏差逻辑处理器4原理图如图2所示，述功率偏差初始信号n
e1
7首先需经过死区函数f(x)，该函数设置死区值为e。当-e≤n
e1
≤e时，f(x)＝0；当n
e1
＜-e或n
e1
＞e时，f(x)＝n
e1
。设置该死区函数的目的是当实时堆芯中子注量率信号n
core
1和核功率测量值ns2之间的偏差达到一定限值时，才进行功率修正。所述一定限值为，设死区函数死区e＝2％fp
(fp：满功率)。当功率偏差信号n
e1
的绝对值大于2％fp时，才进入比例系数k6环节中进行运算；否则输出为0。
42.同时，核功率测量值ns进入功率偏差逻辑处理器，决定比例系数k的取值。功率偏差初始信号n
e1
7在比例系数k6环节中进行比例运算时，根据核电厂运行工况，按运行在高功率和低功率工况下，采用不同的比例系数对功率偏差初始信号n
e1
进行再次处理，n
e2
＝k
·ne1
，其中k按核电厂处于高、低功率范围取不同的值，ns》30％fp时，k＝0；ns≤30％fp时，k＝1.05。
43.根据核功率测量信号ns的大小判断核电厂处于什么工况，若设高功率、低功率间的判定阈值为30％fp，同时比例系数k在高功率下系数为0，低功率下系数为1.05，则意味着该核电厂在核功率＞30％fp情况下对核功率信号不做自动修正，在核功率≤30％fp的低功率情况下进行核功率自动修正，且自动修正值为功率偏差初始信号经比例系数k处理后的值n
e2
。
44.步骤4、核电厂运行时，根据运行情况和规程在核功率修正选择器10中选择修正方式。
45.判断堆芯功率是否稳定，当堆芯功率不稳定时，通过核功率修正方式选择f
mode
控制核功率修正选择器，选择不修正，核功率修正选择器输出ne＝0；
46.当堆芯功率稳定时，对核电厂反应堆功率控制系统输入信号进行修正，
47.对核电厂反应堆功率控制系统输入信号进行修正，包括两种模式：
48.当选择自动修正模式时，核功率修正选择器输出ne＝n
e2
；
49.当选择手动修正模式时，核功率修正选择器输出ne＝n
e3
；
50.步骤5、核功率测量值信号ns2和核功率修正信号ne12在加法器3中运算，得到控制用核功率信号nc。nc＝ns+ne所述步骤4中，手动修正值n
e3
的确定方法为：根据来自核仪表系统的核功率测量值ns、来自堆芯测量系统的实时堆芯中子注量率信号n
core
以及电厂实际运行状态，通过手动输入修正值n
e3
，实现对核功率信号的修正。考虑信号有效性及响应时间要求，核功率测量值ns和实时堆芯中子注量率信号n
core
以硬接线方式传输到反应堆功率控制系统，并以网络方式送至主控室显示画面供输入手动修正值时参考。手动修正模式下，由操纵员根据实时堆芯中子注量率信号n
core
、核功率测量值信号ns的大小和核电厂相关规程给出手动修正值n
e3
。
51.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
52.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法，其特征在于，具体包括如下步骤：s1、反应堆功率控制系统采集来自核仪表系统的核功率测量信号n
s
以及来自堆芯测量系统的实时堆芯中子注量率信号n
core
；s2、所述实时堆芯中子注量率信号n
core
和核功率测量信号n
s
在加法器中进行比较，得到功率偏差初始信号n
e1
；s3、所述功率偏差初始信号n
e1
进入功率偏差逻辑处理器进行逻辑处理，输出n
e2
；s4、根据运行情况和规程在核功率修正选择器中选择修正方式，输出n
e
；s5、核功率测量值信号n
s
和核功率修正信号n
e
在加法器中运算，得到控制用核功率信号n
c
。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率偏差初始信号n
e1
，n
e1
＝n
core-n
s
。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述死区值e＝2％fp。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述功率偏差初始信号n
e1
进入功率偏差逻辑处理器进行逻辑处理，具体包括如下步骤：所述述功率偏差初始信号n
e1
经过死区函数f(x)，该函数设置死区值为e，功率偏差信号n
e1
的绝对值大于e时，进入比例系数k环节中进行运算后，输出n
e2
；否则输出为0。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述比例系数k的取值，具体为：所述核功率测量值n
s
进入功率偏差逻辑处理器，k按核电厂处于高、低功率范围取不同的值，n
s
>30％fp时，k＝0；n
s
≤30％fp时，k＝1.05。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述比例系数k的取值，具体为：所述n
e2
＝k
·
n
e1
。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据运行情况和规程在核功率修正选择器中选择修正方式，具体包括如下步骤：判断堆芯功率是否稳定，当堆芯功率不稳定时，通过核功率修正方式选择f
mode
控制核功率修正选择器，选择不修正，核功率修正选择器输出n
e
＝0；当堆芯功率稳定时，对核电厂反应堆功率控制系统输入信号进行修正，对核电厂反应堆功率控制系统输入信号进行修正，包括两种模式：当选择自动修正模式时，核功率修正选择器输出n
e
＝n
e2
；当选择手动修正模式时，核功率修正选择器输出n
e
＝n
e3
。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述n
e3
的确定方法为：根据来自核仪表系统的核功率测量值n
s
、来自堆芯测量系统的实时堆芯中子注量率信号n
core
以及电厂实际运行状态，通过手动输入修正值n
e3
。

技术总结
本发明属于核电厂仪控系统技术领域，具体涉及一种核电厂反应堆功率控制系统输入信号修正方法。本发明包括如下步骤：S1、反应堆功率控制系统采集来自核仪表系统的N


技术研发人员：张英 陈智 王华金 崔怀明 李文平 青先国 张瑞 李羿良 尤恺 肖凯 赵梦薇 陈柯 段峰 郑艳秋
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/9/14