一种包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法与流程

本发明涉及核电厂中子学参数，具体而言，涉及一种包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法。

背景技术：

1、堆芯的典型中子学参数包括通用关键安全参数(以下简称通关)和特定事故分析所需关键安全参数(以下简称特关)。

2、核电厂的事故分析所需的通关参数包括：慢化剂密度系数、doppler温度系数、doppler功率系数、有效缓发中子份额、瞬发中子寿命等。通关参数计算方法一般是包络所有论证循环的典型燃耗步的零功率、满功率等工况，这样的包络方式可以满足全寿命周期功率运行的所有工况。针对事故分析使用的特关参数，一般要按照事故可能的最恶劣情况来构造堆芯，并给出最恶劣的功率分布、最恶劣的反馈参数、最恶劣的反应性系数等供事故分析使用。

3、由于近年来投入商运的核电厂激增，电网占比也增大不少。越来越多的核电厂不得不按照电网的要求调峰运行，长期低功率、延伸运行、负荷跟踪等多种运行方式提上了日程。而反应堆的运行史对堆芯功率分布影响较大，原有的中子学参数就不能完全包络这些运行方式所引起的参数变化。因此在电厂的实际运行时，如果需要长期或者频繁偏离满功率运行模式，还应再补充相应的分析来确认堆芯的安全。而目前对这些非名义满功率运行方式的安全分析通常是再做一套完整的中子学参数计算、事故分析等工作，计算的完整流程如说明书附图的图1所示，工作量很大；所需要的人力论证成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其能够解决当下核电厂在多种运行状态下的堆芯中子学参数计算、事故分析工作量大的问题，通过研究中子学参数对各种运行方式的敏感系数，进而得到简化的可以包络多种运行方式的快速获取中子学参数的方法。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、第一方面，提供一种包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，包括如下步骤：

4、获取各种运行工况在代表性循环中的第一中子学参数数值集；所述代表性循环为平衡循环或首循环；

5、基于所述第一中子学参数数值集获取能够包络所述第一中子学参数数值集中所有数值的中子学参数包络值；

6、基于所述中子学参数包络值获取其与所述第一中子学参数数值集中的正常功率运行工况对应的所有数值的相对偏差值，得到相对偏差值集；

7、基于所述相对偏差值集中的最大包络值获取敏感系数；并基于所述敏感系数和其他循环中正常运行工况的第一中子学参数获得涵盖各运行工况下的第一中子学参数包络值。

8、进一步的，所述第一中子学参数包括慢化剂密度系数、doppler温度系数、doppler功率系数、有效缓发中子份额以及瞬发中子寿命。

9、进一步的，所述中子学参数包络值为所述第一中子学参数数值集中的最大值或最小值。

10、进一步的，其特征在于，所述相对偏差值的获取如下式：

11、

12、其中，ref属于第一中子学参数数值集，表示第一中子学参数数值集中正常功率运行工况对应的中子学参数数值；ni第i个第一中子学参数包络值；di属于相对偏差值集，表示第i个第一中子学参数包络值与正常功率运行工况对应的中子学参数数值的相对偏差值。

13、进一步的，基于所述相对偏差值集中的最大包络值获取敏感系数具体为：

14、以所述相对偏差值集中的最大值作为最大包络值dmax；当所述第一中子学参数取最大值时，则对应的敏感系数为1+dmax；当所述第一中子学参数取最小值时，则对应的敏感系数为1-dmax。

15、第二方面，同样的提供一种包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，包括如下步骤：

16、获取各种运行工况在代表性循环中的第一中子学参数数值集；所述代表性循环为平衡循环或首循环；

17、基于所述第一中子学参数数值集获取能够包络所述第一中子学参数数值集中所有数值的中子学参数包络值；

18、基于所述中子学参数包络值获取其与所述第一中子学参数数值集中正常功率运行工况对应的所有数值的相对偏差值，得到相对偏差值集；

19、基于所述相对偏差值集中的最大包络值获取第一敏感系数；

20、预设第二中子学参数的第二敏感系数；并基于所述第一敏感系数、第二敏感系数和其他循环中正常运行工况的中子学参数获得涵盖各运行工况下的各中子学参数包络值。

21、进一步的，所述第一中子学参数包括慢化剂密度系数、doppler温度系数、doppler功率系数、有效缓发中子份额以及瞬发中子寿命；所述第二中子学参数包括(n-1)束棒的归一化反应性引入、控制棒的最大微分价值、不可控硼稀释事故、落棒事故、弹棒事故、次临界或启动时的提棒组事故、功率运行提单棒事故以及主蒸汽管道断裂事故。

22、进一步的，所述中子学参数包络值为所述第一中子学参数数值集中的最大值或最小值。

23、进一步的，所述相对偏差值的获取如下式：

24、

25、其中，ref属于第一中子学参数数值集，表示第一中子学参数数值集中正常功率运行工况对应的中子学参数数值；ni第i个第一中子学参数包络值；di属于相对偏差值集，表示第i个第一中子学参数包络值与正常功率运行工况对应的中子学参数数值的相对偏差值。

26、进一步的，基于所述相对偏差值集中的最大包络值获取第一敏感系数具体为：

27、以所述相对偏差值集中的最大值作为最大包络值dmax；当所述第一中子学参数取最大值时，则对应的第一敏感系数为1+dmax；当所述第一中子学参数取最小值时，则对应的第一敏感系数为1-dmax。

28、本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

29、基于本发明的技术方案，可以形成一套包络多种运行工况的堆芯中子学参数计算方法，该方法只需要对燃料管理的代表性循环，如平衡循环或首循环)在名义功率运行计算的基础上增加了一套敏感系数参与计算来包络运行方式的变化，使得后续类似循环可以直接应用已知的敏感系数，进行包络多种运行方式的中子学参数计算，大大减少多种运行方式下的安全分析工作量；保障核电厂在配合电网进行发电时的运行灵活性与安全性。

技术特征：

1.一种包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，所述第一中子学参数包括慢化剂密度系数、doppler温度系数、doppler功率系数、有效缓发中子份额以及瞬发中子寿命。

3.如权利要求1所述的包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，所述中子学参数包络值为所述第一中子学参数数值集中的最大值或最小值。

4.如权利要求1所述的包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，所述相对偏差值的获取如下式：

5.如权利要求1所述的包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，基于所述相对偏差值集中的最大包络值获取敏感系数具体为：

6.一种包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.如权利要求6所述的包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，所述第一中子学参数包括慢化剂密度系数、doppler温度系数、doppler功率系数、有效缓发中子份额以及瞬发中子寿命；所述第二中子学参数包括(n-1)束棒的归一化反应性引入、控制棒的最大微分价值、不可控硼稀释事故、落棒事故、弹棒事故、次临界或启动时的提棒组事故、功率运行提单棒事故以及主蒸汽管道断裂事故。

8.如权利要求6所述的包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，所述中子学参数包络值为所述第一中子学参数数值集中的最大值或最小值。

9.如权利要求6所述的包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，所述相对偏差值的获取如下式：

10.如权利要求6所述的包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，其特征在于，基于所述相对偏差值集中的最大包络值获取第一敏感系数具体为：

技术总结
本发明涉及核电厂中子学参数技术领域，提供一种包络核电厂多种运行方式的堆芯中子学参数计算方法，包括如下步骤：获取各种运行工况在代表性循环中的第一中子学参数数值集；基于第一中子学参数数值集获取能够包络第一中子学参数数值集中所有数值的中子学参数包络值；基于中子学参数包络值获取其与第一中子学参数数值集中正常功率运行工况对应数值的相对偏差值集；基于相对偏差值集中的最大包络值获取敏感系数；并基于敏感系数其他循环中正常运行工况的第一中子学参数获得涵盖各运行工况下的第一中子学参数包络值。该方法通过采用敏感系数对不同运行方式的安全验证所需参数计算进行简化，可以大大减少后续中子学参数的计算和安全分析的工作量。

技术研发人员：陈亮,王晨琳,刘同先,周金满,李天涯
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2025/3/20