阅读说明：本技术 中子高功率探测器的故障监测方法 (Fault monitoring method of neutron high-power detector ) 是由 金成旻 金英爱 朴东桓 朴重又 金广秀 于 2018-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及中子高功率探测器的故障监测方法,包括：步骤(a),检测中子高功率探测器是否发生故障；以及步骤(b),当在所述步骤(a)中检测到中子高功率探测器发生故障时,对发生故障的中子高功率探测器赋予基于手动开关位置的罚分,从而补正发生故障的中子高功率探测器的功率值。因而,具有能够降低中子高功率探测器发生故障时通道立即停堆而必须停止核电站所导致的费用损失的效果。(The invention relates to a fault monitoring method of a neutron high-power detector, which comprises the following steps: step (a), detecting whether a neutron high-power detector fails or not; and (b) when the neutron high power detector is detected to be out of order in the step (a), giving a penalty based on the position of the manual switch to the neutron high power detector out of order, so as to correct the power value of the neutron high power detector out of order. Therefore, the cost loss caused by stopping the nuclear power plant due to the fact that the channel is immediately stopped when the neutron high-power detector fails can be reduced.)

中子高功率探测器的故障监测方法

技术领域

本发明涉及一种中子高功率探测器的故障监测方法。

背景技术

重水堆核电站运营有三个停堆(trip)通道，在堆芯共计形成有58个中子高功率(ROP)探测器，其中沿垂直方向形成34个、沿水平方向形成24个，当中子高功率(ROP)探测器中发生故障时，发出通道停堆信号，在三个通道中的两个通道发出停堆信号的情况下，发电站停止。

当中子高功率探测器发生故障时，发生故障的相应探测器可运转约一周时间，但之后需要停止核反应堆并更换发生故障的探测器，如不更换探测器而在发生故障的探测器的位置配置相同的探测器，则可能造成周边探测器也发生故障等的影响，因而配置探测器时需要修正，但还不存在修正方案。

因此，目前需要开发出如下修正方案：即使中子高功率探测器发生故障，也能够在一周后不停止核反应堆的情况下，对因中子高功率探测器的故障而引起的中子高功率探测器的功率状态进行监测。

现有技术文献

专利文献

1.韩国公开专利公报第10-2016-0084048(重水反应堆的各区域轴方向功率偏差监测方法及装置)

2.韩国公开专利公报第10-2012-0086830(用于补正中子高功率保护探测器的压力管蠕变罚分适用方法)

非专利文献

月城1号机局报过功率保护停堆系统模拟不确定度及误差验证[中子束形态误差领域]('99春季学术发表会论文集韩国原子能协会，李成德)

发明内容

发明所要解决的问题

本发明要达成的技术课题为确认中子高功率探测器发生故障时的中子高功率探测器的功率状态，防止重水堆核电站随着中子高功率探测器的单一故障而停止，从而提高重水堆核电站的运营可靠性。

用于解决问题的手段

根据本发明的一个实施例的中子高功率探测器的故障监测方法，包括：步骤(a)，检测中子高功率探测器是否发生故障；以及步骤(b)，当在所述步骤(a)中检测到中子高功率探测器故障时，对发生故障的中子高功率探测器赋予基于手动开关位置的罚分，从而补正发生故障的中子高功率探测器的功率值。

其中，还包括步骤(a-1)，判断在所述步骤(a)中被检测出故障与否的中子高功率探测器是否为差分信号提供探测器，在所述被检测出故障与否的中子高功率探测器为差分信号提供探测器的情况下，将所述被检测出故障与否的中子高功率探测器、以及与所述被检测出故障与否的中子高功率探测器成对的差分信号补偿探测器视为故障。

其中，在所述步骤(b)中，通过下式1来补正发生故障的中子高功率探测器的功率值，

式1：

DC＝(CPPF+D_TC+D_TILT+D_P+D_TAP)×F_PHT×F_C×F_F+P_TR+P_CR+P_SDF+P_FPHT+P_TRIH

其中，在式1中，DC(detector calibration)为中子高功率探测器的被补正的功率值，CPPF(channel power peaking factor)为通道功率脉动(ripple)的最大值(通道功率峰值系数)，D_TC(temperature correction factor of detector)为探测器温度非线性补正值，D_TILT(correction factor of flux tilt)为中子束偏差(flux tilt)补正值，D_P(moderator poison correction factor of detector)为减速材料耐毒物质补正值，D_TAP(correction factor of tap)为执行TAP(time average performance)的情况下的补正值，F_PHT(PHTS parameter correction factor)为冷却材料系统变量修正因子，F_C(correction factor of abnormal reactivity rod configuration)为非标准反应度控制机构配置状态修正因子，F_F(correction factor of different fuel type)为关于燃料形态的修正因子，P_TR(correction factor of reactivity rodwithdrawal)为核反应堆功率及反应度控制机构变动的情况下的补正值，P_CR(correction factor of creep rate)为压力管蠕变(creep)罚分，P_SDF(correction factor of single detector failure)为故障ROP探测器的罚分，P_FPHT(difference correction faction of PHT condition)为冷却材料差异补偿罚分，P_TRIH(difference correction factor of temperature of reactorinlet header condition)为入口母管温度差异补偿罚分。

其中，在所述步骤(b)中，对形成于重水堆核电站的58个中子高功率探测器分别赋予在第一手动开关位置和第二手动开关位置时的罚分，在所述第一手动开关位置时，对所述中子高功率探测器赋予的最大罚分为-10.08％，在所述第二手动开关位置时，对所述中子高功率探测器赋予的最大罚分为-16.1％。

其中，还使得从所述步骤(b)中的所述中子高功率探测器的被补正的功率值减去所述压力管蠕变罚分的值达到107％以上。

发明的效果

根据这些特征，通过应用本发明的一个实施例的中子高功率探测器的故障监测方法，能够在中子高功率探测器发生单一故障时，确认中子高功率探测器的功率状态，因而能够防止重水堆核电站因中子高功率探测器发生单一故障而停止，从而具有使重水堆核电站的运营效率上升的效果。

附图说明

图1为示出分布于应用本发明的一个实施例的中子高功率探测器的故障监测方法的重水堆核电站的堆芯的中子高功率探测器的示意图。

图2为示出本发明的一个实施例的中子高功率探测器的故障监测方法的流程的示意图。

图3为示出存储本发明的一个实施例的中子高功率探测器的故障监测方法的存储介质的简要结构的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行具体说明，以使本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施。但本发明能够以多种不同的形式实施，不限于在此说明的实施例。并且，为了本发明的明确性而在附图中省略了与说明无关的部分，在整篇说明书中对相似的部分标注了相同的附图标记。

图1为示出分布于应用本发明的一个实施例的中子高功率探测器的故障监测方法的重水堆核电站的堆芯的中子高功率探测器的示意图，图2为示出本发明的一个实施例的中子高功率探测器的故障监测方法的流程的示意图。

如图1所示，在应用本实施例的重水堆核电站中，堆芯处共分布有58个中子高功率探测器，其中沿垂直方向分布有34个，沿水平方向分布有24个，在此，重水堆核电站构成为具备监测装置的结构，该监测装置能够对58个中子高功率探测器中的每个探测器的功率状态值进行确认。

在此，设置于堆芯的安全停止系统(SDS：shutdown system，以下称之为SDS或安全系统)被构成为如下结构：从重水堆核电站的第一安全系统(SDS#1)或第二安全系统(SDS#2)检测停堆信号，监测装置能够确认由第一或第二安全系统检测的停堆信号。

以下，针对设置于参考图1进行了说明的重水堆核电站且能够由监测装置监测功率状态的中子高功率探测器的故障检测方法进行说明。如图2所示，在根据本发明的一个实施例的中子高功率探测器的故障监测方法中，首先判断中子高功率探测器是否发生单一故障(Q100)。

在此，在判断中子高功率探测器是否发生单一故障(Q100)的步骤中，通过检测由58个中子高功率探测器生成的故障信号，从而执行设置于重水堆核电站的堆芯的58个中子高功率探测器是否发生单一故障的判断。

当在该步骤(Q100)中判断为中子高功率探测器发生了单一故障时，沿着“是”的箭头方向，执行判断发生故障的探测器是否为差分信号提供探测器(Q200)的步骤，在中子高功率探测器未发生单一故障的情况下，沿着“否”的箭头方向，不执行其它的步骤而继续执行判断中子高功率探测器是否发生单一故障(Q100)的步骤。

在判断发生故障的探测器是否为差分信号提供探测器(Q200)的步骤中，参照下述表1判断发生故障的中子高功率探测器是否为差分信号提供探测器。

[表1]

在此，在发生故障的中子高功率探测器为表1的左侧一列的被分类为上部的差分信号提供探测器的3G、4G、5H、8H、3J、7J中的任意一个的情况下，沿着“是”的箭头方向移动，执行将发生故障的探测器及其补偿探测器视为故障(S200)的步骤，由此执行将上部的差分信号提供探测器及下部的差分补偿探测器视为故障(S200)的步骤。

在一个实施例中，当在判断中子高功率探测器的单一故障的步骤(Q100)中判断为图1中位于9～11列的沿着水平方向的D行的称作3G的中子高功率探测器发生故障时，在判断发生故障的探测器是否为差分信号提供探测器(Q200)的步骤中，判断称作3G的中子高功率探测器在上述表1的左侧一列中是否被分类为上部的差分信号提供探测器。

由此，在将发生故障的探测器及其补偿探测器视为故障(S200)的步骤中，发生故障的探测器即中子高功率探测器3G、与被分类为中子高功率探测器3G的补偿探测器的探测器7G即差分信号补偿探测器，均按故障处理。

通过以上步骤，对于如表1按通道成对的上部的差分信号提供探测器与下部的差分信号补偿探测器而言，当上部的差分信号提供探测器发生故障时，成对的下部的差分补偿探测器也会受到影响，因而将一对探测器均按故障处理。

另一方面，当在上述的判断步骤(Q200)中判断为发生故障的探测器不是差分信号提供探测器的情况下，沿着“否”箭头方向移动，执行将根据手动开关位置设置的罚分(penalty)赋予发生故障的中子高功率探测器以补正发生故障的中子高功率探测器的功率值(S100)的步骤。

在根据手动开关位置赋予罚分以补正发生故障的中子高功率探测器的功率值(S100)的步骤中，利用下表2对在上述判断步骤(Q100)中被确认为发生故障且在上述判断步骤(Q200)中被确认为不是差分信号提供探测器的中子高功率探测器赋予罚分，并利用下述式1来补正中子高功率探测器的功率值。

[表2]

注：差分补偿探测器(Compensated Detector)

示例：补偿探测器7G与探测器3G(Detector 7G compensated with 3G)，SDS#2为了监测下部区域的功率上升而对上部的差分信号提供探测器(CompensatingDet.:3G、4G、 5H、8H、3J、7J)与下部的差分补偿探测器(CompensatedDet.:7G、8G、2H、7H、2J、8J)的信号进 行比较，当差分补偿探测器信号更大的情况下，按照“虚拟差分补偿探测器信号＝差分补偿探测器信号+0.45×(差分补偿探测器信号-差分信号提供探测器信号)”处理，因而差分信号提供探测器发生故障时，按通道成对的两个探测器均被视为故障。

上述表2中示出了针对58个探测器中的各故障探测器赋予的罚分(PSDF)，在此，可以根据是第一手动开关位置(HSP：hand switch position)及第二手动开关位置时的情况，分别对中子高功率探测器赋予不同的罚分，在第一手动开关位置时，对中子高功率探测器赋予的最大罚分为-10.08％，在第二手动开关位置时，对中子高功率探测器赋予的最大罚分为-16.1％。

式1

DC＝(CPPF+D_TC+D_TILT+D_P+D_TAP)×F_PHT×F_C×F_F+P_TR+P_CR+P_SDF+P_FPHT+

P_TRIH

在此，在上述式1中，DC(detector calibration)为中子高功率探测器的被补正的功率值，CPPF(channel power peaking factor)为通道功率脉动(ripple)的最大值(通道功率峰值系数)，D_TC(temperature correction factor of detector)为探测器温度非线性补正值，D_TILT(correction factor of flux tilt)为中子束偏差(Flux tilt)补正值，D_P(moderator poison correction factor of detector)为减速材料耐毒物质补正值，D_TAP(correction factor of tap)为执行TAP(time average performance)的情况下的补正值，F_PHT(PHTS parameter correction factor)为冷却材料系统变量修正因子，F_C(correction factor of abnormal reactivity rod configuration)为非标准反应度控制机构配置状态修正因子，F_F(correction factor of different fueltype)为关于燃料形态的修正因子，P_TR(correction factor of reactivity rod withdrawal)为核反应堆功率及反应度控制机构变动的情况下的补正值，P_CR(correction factor of creep rate)为压力管蠕变(creep)的罚分，P_SDF(correction factor of single detector failure)为故障ROP探测器的一次故障时的罚分，P_FPHT(difference correction faction of PHTcondition)为冷却材料条件差异补偿罚分，P_TRIH(difference correction factor oftemperature of reactor inlet header condition)为入口母管温度差异补偿罚分。

并且，在对中子高功率探测器赋予罚分以补正发生故障的中子高功率探测器的功率值(S100)的步骤中，利用上述式1补正发生故障的中子高功率探测器的功率值时，计算出使得从补正的功率值减去压力管蠕变罚分(PCR)的值达到107％以上的补正的功率值(DC)。

在此，参照图3说明用于执行图2的中子高功率探测器的故障监测方法的构成，探测器功率值接收部110接收中子高功率探测器的功率值与中子高功率探测器的故障信号，探测器功率值补正部120根据式1和表2来补正探测器功率值接收部110中的接收到故障信号的中子高功率探测器的功率值。

如上所述，为了执行图2的流程，存储有中子高功率探测器的故障监测方法的存储介质100包括：探测器功率值接收部110、探测器功率值补正部120、探测器功率值比较部130、以及探测器功率值设定部140，从而能够在中子高功率探测器发生故障时补正中子高功率探测器的功率值，因此具有如下效果：能够降低以往中子高功率探测器发生故障时，通道立即停堆而必须停止核电站所导致的费用损失。

并且，在此，还可以包括探测器功率值显示部200，探测器功率值显示部200作为显示装置而输出由探测器功率值接收部110接收的58个中子高功率探测器的功率值，并且还可以包括探测器功率值存储部300，探测器功率值存储部300作为存储装置，接收并存储由探测器功率值接收部110接收的中子高功率探测器的功率值以及由探测器功率值补正部120计算出的补正值。

以上对本发明的实施例进行了具体说明，但本发明的权利范围不限于此，利用了所附的权利要求中定义的本发明的基本概念的本领域技术人员的多种变形计改良形态也属于本发明的权利范围。

附图标记说明

100：存储有中子高功率探测器的故障监测方法的存储介质

110：探测器功率值接收部

120：探测器功率值补正部

130：探测器功率值比较部

200：探测器功率值显示部

300：探测器功率值存储部