一种核反应堆功率倍增周期计算方法及装置与流程

本发明涉及堆外核测量反应堆技术领域，具体涉及一种核反应堆功率倍增周期计算方法及装置。

背景技术：

在反应堆功率测量中涉及到倍增周期的计算，倍增周期反应的是反应堆功率的上升或下降速度，如果上升速度超过一定值会影响反应堆运行的安全，因此在现有技术中一般需要采集脉冲计数率，通过计数率的变化率计算反应堆功率倍增周期；或者通过采集电流值，通过监控电流的变化率计算反应堆功率倍增周期。

但是，由于脉冲的随机性和电流的微弱性(达到10-11a)使得倍增周期的计算容易受到外部干扰而造成波动或者瞬跳，从而影响倍增周期计算的可靠性和准确性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种核反应堆功率倍增周期计算方法及装置，可以对输入数据的瞬跳消除，能够减少或消除周期的瞬跳，使得周期的计算更加可靠，从而使得反应堆的运行更加可靠、安全和经济。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种核反应堆功率倍增周期计算方法，包括如下步骤：

采集核反应堆启动源数据，所述源数据包括脉冲数据或电流数据；

根据所述源数据获得用于计算功率倍增周期的输入数据；

对所述输入数据进行滤波，获得当前周期倒数数据；

根据当前反应堆的功率对所述周期倒数数据进行滤波，获得滤波后的周期倒数数据；

根据所述滤波后的周期倒数数据获得当前的功率倍增周期，并输出。

其中，采集核反应堆启动源数据的步骤包括：

利用堆外核测量仪表系统的源量程单元采集脉冲数据；或

通过堆外核测量仪表系统的中间量程采集电流值。

其中，根据所述源数据获得用于计算功率倍增周期的输入数据的步骤具体包括：

脉冲计数率：当采集的脉冲个数n≥预先设定值或者采集时间t≥预先设定值，以所采集的脉冲个数n和时间t来计算脉冲计数率cpsavg：

cpsavg＝(∑n)/(∑t)

电流值：按照设定的时间间隔t采集中间量程当前的档位和档位电压v；

将所述计数率cpsavg或档位电压v作为用于计算功率倍增周期的输入数据p，将所述时间间隔t作为用于计算功率倍增周期的输入数据t1。

其中，对所述输入数据进行滤波，获得当前周期倒数数据的步骤包括：

比较当前输入数据p与前一个倍增周期计算使用的输入数据ppre两者之间的关系是否满足条件：|p|>1.1*|ppre|，如果满足则跳过本次倍增周期的计算，并更新输入数据；

判断是否满足|p-ppre|/(p+ppre)/2≥xpercent或距离上次计算倍增周期的时间间隔t1≥设定值；

如果满足上述条件，则以下述公式计算获得当前倍增周期倒数数据ifdt：

ifdt＝{((p-ppre)/(p+ppre)/2)/t1}/ln(2)。

其中，根据当前反应堆的功率对所述周期倒数数据进行滤波，获得滤波后的周期倒数数据的步骤包括：

根据当前反应堆的功率获得滤波系数k：

其中，s为预设值，其中pw代表当前的功率，对应计数率作为输入数据的方式，pw≥50cps；对于以电流值作为输入数据的方式，pw≥500(对应电流>5e-11a)；

根据所述滤波系统k，以下述公式对当前周期倒数据进行滤波：

ifdtresult＝ifdtpre*(1-k)+ifdt*k

其中，ifdtresult为当前的周期倒数值；ifdtresult为上一次计算获得的周期倒数值；

对所述当前周期倒数值进行平均滤波，获得滤波后的周期倒数数据：

其中，根据所述滤波后的周期倒数数据获得当前的功率倍增周期的步骤具体为：通过下式计算获得当前的功率倍增周期fdt:

fdt＝1/ifdt。

相应地，本发明实施例的另一方面还提供一种核反应堆功率倍增周期计算装置，包括：

源数据获取单元，用于采集核反应堆启动源数据，所述源数据包括脉冲数据或电流数据；

输入数据获得单元，用于根据所述源数据获得用于计算功率倍增周期的输入数据；

第一滤波单元，用于对所述输入数据进行滤波，获得当前周期倒数数据；

第二滤波单元，用于根据当前反应堆的功率对所述周期倒数数据进行滤波，获得滤波后的周期倒数数据；

倍增周期获得单元，用于根据所述滤波后的周期倒数数据获得当前的功率倍增周期，并输出。

其中，所述源数据获取单元利用堆外核测量仪表系统的源量程单元采集脉冲数据；或通过堆外核测量仪表系统的中间量程采集电流值。

其中，所述输入数据获得单元具体包括：

计数率获得单元，用于当采集的脉冲个数n≥预先设定值或者采集时间t≥预先设定值时，根据采集的脉冲个数n以及采集的时间t，通过下述公式计算计数率cpsavg：

cpsavg＝(∑n)/(∑t)；

档位电压获得单元，用于按照设定的时间间隔t采集中间量程当前的档位和档位电压v；

输入数据确定单元，用于将所述计数率cpsavg或档位电压v作为用于计算功率倍增周期的输入数据p，将所述时间间隔t作为用于计算功率倍增周期的输入数据t1。

其中，所述第一滤波单元包括：

第一条件判断单元，用于比较当前输入数据p与前一个倍增周期计算使用的输入数据ppre两者之间的关系是否满足条件：|p|>1.1*|ppre|，如果满足则跳过本次倍增周期的计算，并更新输入数据；

第二条件判断单元，用于判断是否满足|p-ppre|/(p+ppre)/2≥xpercent或距离上次计算倍增周期的时间间隔t1≥设定值；

周期倒数数据计算单元，用于在所述第二条件判断单元判断的结果为满足条件时，以下述公式计算获得当前倍增周期倒数数据ifdt：

ifdt＝{((p-ppre)/(p+ppre)/2)/t1}/ln(2)。

其中，所述第二滤波单元包括：

滤波系数获得单元，用于根据当前反应堆的功率获得滤波系数k：

其中，s为预设值，其中pw代表当前的功率，对应计数率作为输入数据的方式，pw≥50cps；对于以电流值作为输入数据的方式，pw≥500(对应电流>5e-11a)；

周期倒数据滤波单元，用于根据所述滤波系统k，以下述公式对当前周期倒数据进行滤波：

ifdtresult＝ifdtpre*(1-k)+ifdt*k

其中，ifdtresult为当前的周期倒数值；ifdtresult为上一次计算获得的周期倒数值；

平均滤波单元，用于对所述当前周期倒数值进行平均滤波，获得滤波后的周期倒数数据：

其中，所述倍增周期获得单元通过下式计算获得当前的功率倍增周期fdt:

fdt＝1/ifdt。

实施本发明，具有如下的有益效果：

首先，本发明实施例提供的的倍增周期计算方法，可以适用于脉冲或电流形式的倍增周期计算；

其次，本发明实施例针对倍增周期计算输入数据进行滤波，可以减少或消除倍增周期计算的瞬跳，使得计算更加可靠；

另外，本发明实施例采用倍增周期倒数动态滤波算法，使得计算响应更加准确和迅速，同时加入动态滤波放大系数，能够调整计算响应时间，使得能够根据需求达到不同的响应时间和不同的周期稳定性方面的平衡；

综上，本发明实施例合输入数据滤波、周期倒数动态滤波、滤波放大系数可调使得核反应堆功率倍增周期计算更加可靠、安全和迅速，从而使得反应堆的运行更加可靠、安全和经济。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种核反应堆功率倍增周期计算方法的一个实施例的主流程示意图；

图2是本发明提供的一种核反应堆功率倍增周期计算装置的一个实施例的结构示意图；

图3是图2中输入数据获得单元的结构示意图；

图4是图2中第一滤波单元的结构示意图；

图5是图2中第二滤波单元的结构示意图；

图6为图1的一个实施例中使用第一滤波放大系数s而获得的倍增周期计算的仿真结果示意图；

图7为图1的一个实施例中使用第二滤波放大系数s而获得的倍增周期计算的仿真结果示意图。

具体实施方式

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作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。

如图1所示，是本发明提供的一种核反应堆功率倍增周期计算方法的一个实施例的主流程示意图；在该实施例中，该核反应堆功率倍增周期计算方法，包括如下步骤：

步骤s10，采集核反应堆启动源数据，所述源数据包括脉冲数据或电流数据；具体包括：

利用堆外核测量仪表系统的源量程单元采集脉冲数据；或

通过堆外核测量仪表系统的中间量程采集电流值。

步骤s12，根据所述源数据获得用于计算功率倍增周期的输入数据；该步骤s12具体包括：

脉冲计数率：当采集的脉冲个数n≥预先设定值或者采集时间t≥预先设定值，以所采集的脉冲个数n和时间t来计算脉冲计数率cpsavg：

cpsavg＝(∑n)/(∑t)

电流值：按照设定的时间间隔t采集中间量程当前的档位和档位电压v；具体地例如，在中间量程采用电流的方式来线性相关反应堆功率，由于中间量程电流范围宽(10-¹¹a～10-³a)，因此采用换挡的方式来实现，在计算功率时以每个档位的电压v作为计算周期的输入数据，在换挡的过程中不进行计算，同时换挡过程中周期保持不变，计算周期时间继续计算；

将所述计数率cpsavg或档位电压v作为用于计算功率倍增周期的输入数据p，将所述时间间隔t作为用于计算功率倍增周期的输入数据t1。

步骤s14，对所述输入数据进行滤波，获得当前周期倒数数据；该步骤s14具体包括：

比较当前输入数据p与前一个倍增周期计算使用的输入数据ppre两者之间的关系是否满足条件：|p|>1.1*|ppre|，如果满足则跳过本次倍增周期的计算，并更新输入数据，通过该步骤，可以排除受到外部干扰而造成波动或者瞬跳；

判断是否满足|p-ppre|/(p+ppre)/2≥xpercent或距离上次计算倍增周期的时间间隔t1≥设定值，其中判断条件xpercent为预设值，根据不同的场景可以0至1之间取值；

如果满足上述条件，则以下述公式计算获得当前倍增周期倒数数据ifdt：

ifdt＝{((p-ppre)/(p+ppre)/2)/t1}/ln(2)。

步骤s16，根据当前反应堆的功率对所述周期倒数数据进行滤波，获得滤波后的周期倒数数据；该步骤s16包括：

根据当前反应堆的功率获得滤波系数k：

其中，s为预设值，其中pw代表当前的功率，对应计数率作为输入数据的方式，pw≥50cps；对于以电流值作为输入数据的方式，pw≥500(对应电流>5e-11a)；

根据所述滤波系统k，以下述公式对当前周期倒数据进行滤波：

ifdtresult＝ifdtpre*(1-k)+ifdt*k

其中，ifdtresult为当前的周期倒数值；ifdtresult为上一次计算获得的周期倒数值；

对所述当前周期倒数值进行平均滤波，获得滤波后的周期倒数数据：

步骤s18，根据所述滤波后的周期倒数数据获得当前的功率倍增周期，并输出。具体地，通过下式计算获得当前的功率倍增周期fdt:

fdt＝1/ifdt。

请一并结合图6和图7所示，其中示出了本发明一个实施例中使用不同滤波放大系数s实现倍增周期计算的仿真，其中在图6中所采用的s＝0.008，在图7中所采用的s＝0.004。

如图2至图5所示，本发明实施例的另一方面还提供一种核反应堆功率倍增周期计算装置，在该实施例中，该核反应堆功率倍增周期计算装置1包括：

源数据获取单元10，用于采集核反应堆启动源数据，所述源数据包括脉冲数据或电流数据；具体地，该源数据获取单元10利用堆外核测量仪表系统的源量程单元采集脉冲数据；或通过堆外核测量仪表系统的中间量程采集电流值；

输入数据获得单元12，用于根据所述源数据获得用于计算功率倍增周期的输入数据；

第一滤波单元12，用于对所述输入数据进行滤波，获得当前周期倒数数据；

第二滤波单元13，用于根据当前反应堆的功率对所述周期倒数数据进行滤波，获得滤波后的周期倒数数据；

倍增周期获得单元14，用于根据所述滤波后的周期倒数数据获得当前的功率倍增周期，并输出。

具体地，所述输入数据获得单元11具体包括：

计数率获得单元110，用于当采集的脉冲个数n≥预先设定值或者采集时间t≥预先设定值时，根据采集的脉冲个数n以及采集的时间t，通过下述公式计算计数率cpsavg：

cpsavg＝(∑n)/(∑t)；

档位电压获得单元111，用于按照设定的时间间隔t采集中间量程当前的档位和档位电压v；

输入数据确定单元112，用于将所述计数率cpsavg或档位电压v作为用于计算功率倍增周期的输入数据p，将所述时间间隔t作为用于计算功率倍增周期的输入数据t1。

可以理解的是，其中，计数率获得单元110和档位电压获得单元111是可选的，在一些实施例中可以包含其中一个或两个。

其中，所述第一滤波单元12包括：

第一条件判断单元120，用于比较当前输入数据p与前一个倍增周期计算使用的输入数据ppre两者之间的关系是否满足条件：|p|>1.1*|ppre|，如果满足则跳过本次倍增周期的计算，并更新输入数据；

第二条件判断单元121，用于判断是否满足|p-ppre|/(p+ppre)/2≥xpercent或距离上次计算倍增周期的时间间隔t1≥设定值；

周期倒数数据计算单元122，用于在所述第二条件判断单元判断的结果为满足条件时，以下述公式计算获得当前倍增周期倒数数据ifdt：

ifdt＝{((p-ppre)/(p+ppre)/2)/t1}/ln(2)。

其中，所述第二滤波单元13包括：

滤波系数获得单元130，用于根据当前反应堆的功率获得滤波系数k：

其中，s为预设值，其中pw代表当前的功率，对应计数率作为输入数据的方式，pw≥50cps；对于以电流值作为输入数据的方式，pw≥500(对应电流>5e-11a)；

周期倒数据滤波单元131，用于根据所述滤波系统k，以下述公式对当前周期倒数据进行滤波：

ifdtresult＝ifdtpre*(1-k)+ifdt*k

其中，ifdtresult为当前的周期倒数值；ifdtresult为上一次计算获得的周期倒数值；

平均滤波单元132，用于对所述当前周期倒数值进行平均滤波，获得滤波后的周期倒数数据：

其中，所述倍增周期获得单元通过下式计算获得当前的功率倍增周期fdt:

fdt＝1/ifdt。

可以理解的是，对于本发明所提供的一种核反应堆功率倍增周期计算装置的更多细节，可以参照前述对图1的描述。

实施本发明，具有以下的有益效果：

首先，本发明实施例提供的的倍增周期计算方法，可以适用于脉冲或电流形式的倍增周期计算；

其次，本发明实施例针对倍增周期计算输入数据进行滤波，可以减少或消除倍增周期计算的瞬跳，使得计算更加可靠；

另外，本发明实施例采用倍增周期倒数动态滤波算法，使得计算响应更加准确和迅速，同时加入动态滤波放大系数，能够调整计算响应时间，使得能够根据需求达到不同的响应时间和不同的周期稳定性方面的平衡；

综上，本发明实施例合输入数据滤波、周期倒数动态滤波、滤波放大系数可调使得核反应堆功率倍增周期计算更加可靠、安全和迅速，从而使得反应堆的运行更加可靠、安全和经济。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。