一种带本底电流修正的反应性仪和系统

文档序号:470819 发布日期:2021-12-31 浏览:36次 >En<

阅读说明:本技术 一种带本底电流修正的反应性仪和系统 (Reactivity instrument and system with background current correction ) 是由 林昭涛 何子帅 胡驰华 樊武 吕标剑 于 2021-09-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及反应性仪技术领域,特别涉及一种带本底电流修正的反应性仪和系统。一种带本底电流修正的反应性仪,所述反应性仪用于:在反应堆未开始临界,就可以将探测器刚接入反应性仪时测量得到的电流设置为本底电流。得到本底电流后,即可在后续的反应性计算中使用去除了本底电流的中子引起的电流,使得该反应性仪的功率水平测量的下限进一步下降,在增大反应性仪功率水平测量范围的同时,保证反应性测量精度。(The invention relates to the technical field of reactivity instruments, in particular to a reactivity instrument with background current correction and a system. A reactivity meter with background current correction, the reactivity meter for: when the reactor is not critical, the current measured by the detector when it is just switched into the reactivity meter can be set as the background current. After the background current is obtained, the current caused by the neutrons with the background current removed can be used in subsequent reactivity calculation, so that the lower limit of the power level measurement of the reactivity meter is further reduced, and the reactivity measurement precision is ensured while the power level measurement range of the reactivity meter is enlarged.)

一种带本底电流修正的反应性仪和系统

技术领域

本发明涉及反应性仪技术领域,特别涉及一种带本底电流修正的反应性仪和系统。

背景技术

反应性是反应堆有效增值系数Keff对临界值的相对偏离量,是反应堆物理启动时反映反应堆运行情况的重要参数。它的准确测量对于反应堆的安全运行和发挥其经济效益有其重要意义。反应性仪是直接测量反应堆反应性的一种设备,也是核电厂反应堆启动物理试验的关键设备。

现在的换料反应堆,功率量程非伽马补偿电离室探测器一般具有比较高的伽马电流,即本底电流。现在的反应性仪直接将测量得到的信号数据代入点堆方程进行逆动态求解反应性,为此,目前的反应性仪的反应性测量必须要求反应堆功率水平在足够高的水平上,才能忽略本底电流的影响(主要是伽马电流),保证反应性测量准确。这就使得反应性仪的反应堆功率水平测量范围有限,影响反应性仪的更大使用。而如果超出反应性仪的反应堆功率水平测量范围,则可能导致反应性测量不准确。

发明内容

为此,需要提供一种带本底电流修正的反应性仪,用以解决本底电流带来的反应性测量不准确,反应性仪的反应堆功率水平测量范围有限等技术问题。具体技术方案如下:

一种带本底电流修正的反应性仪,所述反应性仪用于:在反应堆未开始临界,接收探测器刚接入反应性仪时测量得到的本底电流。

进一步的,所述反应性仪配置有显示器;

所述反应性仪的系统设置界面设置有本底电流设置界面;

所述本底电流设置界面于所述显示器上显示。

进一步的,所述反应性仪还用于:根据所述本底电流计算得中子引起的电流,并根据所述中子引起的电流计算得反应性。

为解决上述技术问题,还提供了一种带本底电流修正的系统,具体技术方案如下:

一种带本底电流修正的系统,包括:反应性仪和探测器;

所述探测器用于:在反应堆未开始临界,刚接入反应性仪时测量得到本底电流,并发送所述本底电流至所述反应性仪;

所述反应性仪用于:接收所述本底电流。

进一步的,所述反应性仪配置有显示器;

所述反应性仪的系统设置界面设置有本底电流设置界面;

所述本底电流设置界面于所述显示器上显示。

进一步的,所述反应性仪还用于:根据所述本底电流计算得中子引起的电流,并根据所述中子引起的电流计算得反应性。

本发明的有益效果是:一种带本底电流修正的反应性仪,所述反应性仪用于:在反应堆未开始临界,就可以将探测器刚接入反应性仪时测量得到的电流设置为本底电流。得到本底电流后,即可在后续的反应性计算中使用去除了本底电流的中子引起的电流,使得该反应性仪的功率水平测量的下限进一步下降,在增大反应性仪功率水平测量范围的同时,保证反应性测量精度。

附图说明

图1为

具体实施方式

所述未扣除本底电流的电流曲线与反应性曲线与已扣除本底电流的电流曲线与反应性曲线的示意图;

图2为具体实施方式所述本底电流的设置界面示意图;

图3为具体实施方式所述一种带本底电流修正的系统的模块示意图。

附图标记说明:

300、一种带本底电流修正的系统,

301、反应性仪,

302、探测器。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图2,在本实施方式中,一种带本底电流修正的反应性仪的具体实施方式如下:

一种带本底电流修正的反应性仪,所述反应性仪用于:在反应堆未开始临界,接收探测器刚接入反应性仪时测量得到的本底电流。

进一步的,所述反应性仪还用于:根据所述本底电流计算得中子引起的电流,并根据所述中子引起的电流计算得反应性。

以下对其具体实现过程展开具体说明:

探测器探测到信号实际上包含两部分内容,一个是中子引起的电流(信号,为了表达方便这里以电流为例),另一部分是伽马引起的电流,还有部分是系统的测量噪声,即

Im=In+Iγ+Inoise (1)

式中,Im是探测器测量得到的电流;In是中子引起的电流;Iγ是伽马引起的电流;Inoise是系统的测量噪声电流。

为了方便,把伽马引起的电流和系统的测量噪声电流合称为本底电流,即

Ibg=Iγ+Inoise (2)

则式(1)变为

Im=In+Ibg (3)

一般首炉堆芯比较干净,没有伽马电流的贡献。如果测量系统做的好,系统噪声可忽略,则

Im≈In

而在换料堆芯或堆芯运行之后,探测器中的伽马电流是不可忽略的。虽然脉冲式中子探测器、γ补偿中子电离室理论上可以消除伽马的影响,实际上其工作电压必须设置合适才能将伽马的影响降到足够小;而非补偿中子电离室,顾名思义,测量的信号中除了有中子的贡献外,就是也有伽马的贡献。

传统的反应性仪将这个信号Im直接代入点堆动力学方程作为n求解反应性,从而使反应性的计算精度受到影响,必须将功率水平在足够高的情况下,才能忽略伽马电流的影响,保证反应性测量精度。

本申请的反应性仪,可以将本底电流扣除,即

In=Im-Ibg (4)

将中子电流In代入点堆动力学方程(即作为n),从而使反应性仪的功率水平测量的下限进一步下降(源影响区以上),增大反应性仪功率水平测量范围,并保证反应性测量精度。

如图1,I1、ρ1分别是未扣除本底电流的电流曲线与反应性曲线,I2、ρ2是分别是已扣除本底电流的电流曲线与反应性曲线。用未扣除本底电流的电流计算出的反应性,明显受到了本底电流的影响,插入控制棒时,当电流下降到5e-8A时,反应性开始偏离常数,与预期不一致。I2是已扣除本底电流的电流,用它计算的反应性可以较长时间的维持常数,与控制棒插入情况对应,在电流降到2e-9A之前,反应性计算结果都比较准确。这个例子中,扣除本底电流之后,保证反应性计算精度的电流下限下降了约25倍。另外后续提棒之后,反应性ρ2显示正常,而反应性ρ1显示是不正确的。

得到本底电流后,即可在后续的反应性计算中使用去除了本底电流的中子引起的电流,使得该反应性仪的功率水平测量的下限进一步下降,在增大反应性仪功率水平测量范围的同时,保证反应性测量精度。

进一步的,所述反应性仪配置有显示器;所述反应性仪的系统设置界面设置有本底电流设置界面;所述本底电流设置界面于所述显示器上显示。从而使反应性仪在任何时候都可以在本底电流设置界面上进行操作使得本底电流扣除,保证反应性测量精度,增大了零功率物理试验期间功率水平范围并减小了试验期间反应性的测量误差。如图2所示。

请参阅图2至图3,在本实施方式中,一种带本底电流修正的系统300的具体实施方式如下:

一种带本底电流修正的系统300,包括:反应性仪301和探测器302;

所述探测器302用于:在反应堆未开始临界,刚接入反应性仪301时测量得到本底电流,并发送所述本底电流至所述反应性仪301,需要说明的是探测器302是通过电缆把电流信号发送到反应性仪301的;

所述反应性仪301用于:接收所述本底电流。

进一步的,所述反应性仪301还用于:根据所述本底电流计算得中子引起的电流,并根据所述中子引起的电流计算得反应性。

以下对其具体实现过程展开具体说明:

探测器302探测到信号实际上包含两部分内容,一个是中子引起的电流(信号,为了表达方便这里以电流为例),另一部分是伽马引起的电流,还有部分是系统的测量噪声,即

Im=In+Iγ+Inoise (1)

式中,Im是探测器302测量得到的电流;In是中子引起的电流;Iγ是伽马引起的电流;Inoise是系统的测量噪声电流。

为了方便,把伽马引起的电流和系统的测量噪声电流合称为本底电流,即

Ibg=Iγ+Inoise (2)

则式(1)变为

Im=In+Ibg (3)

一般首炉堆芯比较干净,没有伽马电流的贡献。如果测量系统做的好,系统噪声可忽略,则

Im≈In

而在换料堆芯或堆芯运行之后,探测器302中的伽马电流是不可忽略的。虽然脉冲式中子探测器302、γ补偿中子电离室理论上可以消除伽马的影响,实际中其工作电压必须设置合适才能将伽马的影响降到足够小;而非补偿中子电离室,顾名思义,测量的信号中除了有中子的贡献外,就是也有伽马的贡献。

传统的反应性仪301将这个信号Im直接代入点堆动力学方程作为n求解反应性,从而使反应性的计算精度受到影响,必须将功率水平在足够高的情况下,才能忽略伽马电流的影响,保证反应性测量精度。

本申请的反应性仪301,可以将本底电流扣除,即

In=Im-Ibg (4)

将中子电流In代入点堆动力学方程(即作为n),从而使反应性仪301的功率水平测量的下限进一步下降(源影响区以上),增大反应性仪301功率水平测量范围,并保证反应性测量精度。

如图1,I1、ρ1分别是未扣除本底电流的电流曲线与反应性曲线,I2、ρ2是分别是已扣除本底电流的电流曲线与反应性曲线。用未扣除本底电流的电流计算出的反应性,明显受到了本底电流的影响,插入控制棒时,当电流下降到5e-8A时,反应性开始偏离常数,与预期不一致。I2是已扣除本底电流的电流,用它计算的反应性可以较长时间的维持常数,与控制棒插入情况对应,在电流降到2e-9A之前,反应性计算结果都比较准确。这个例子中,扣除本底电流之后,保证反应性计算精度的电流下限下降了约25倍。另外后续提棒之后,反应性ρ2显示正常,而反应性ρ1显示是不正确的。

得到本底电流后,即可在后续的反应性计算中使用去除了本底电流的中子引起的电流,使得该反应性仪301的功率水平测量的下限进一步下降,在增大反应性仪301功率水平测量范围的同时,保证反应性测量精度。

进一步的,所述反应性仪301配置有显示器;

所述反应性仪301的系统设置界面设置有本底电流设置界面;

所述本底电流设置界面于所述显示器上显示。从而使反应性仪在任何时候都可以在本底电流设置界面上进行操作使得本底电流扣除,保证反应性测量精度,增大了零功率物理试验期间功率水平范围并减小了试验期间反应性的测量误差。如图2所示。

需要说明的是,尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述,但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此,基于本发明的创新理念,对本文所述实施例进行的变更和修改,或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围之内。

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