基于堆外探测实现堆芯功率重构的扰动搜索法

发布时间：2021-02-09 07:33

　　提出一种基于堆外探测数据通过搜索功率扰动变量进行堆芯功率重构的方法。方法研究各扰动因素对功率的影响,建立扰动因素与堆芯功率分布及堆外探测数据的关系,通过编写扩散方程及全局优化算法耦合程序进行计算,得出功率扰动后的分布及扰动因素的分布。分析提升扰动搜索效率的技巧与方法。设定氙振荡和温度场波动的单因素算例及双因素算例对该问题进行验证。双因素算例计算结果表明,堆外探测器所提供数据与堆芯功率扰动前后理论计算数据偏差的均方根可降低两个量级,节块最大功率相对偏差可由6.78%降至0.08%。方法可成功重构出功率分布并找出功率影响因素。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2019,53(01)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图１某供热堆堆外探测器布置Ｆｉｇ．１Ｏｕｔ－ｃｏｒｅｄｅｔｅｃｔｏｒｌｏｃａｔｉｏｎ

，分别位于４个象限内，每组由６个敏感段构成。探测器响应矩阵为四维矩阵，每个元素表示堆芯某象限空间节块对该象限探测器某敏感段的响应。现将响应矩阵分为两个二维矩阵表示，第１个矩阵为堆芯轴向各层节块对６个探测器敏感段的响应矩阵（表１），第２个矩阵为同一层内各节块对该层的贡献矩阵（表２）。图１某供热堆堆外探测器布置Ｆｉｇ．１Ｏｕｔ－ｃｏｒｅｄｅｔｅｃｔｏｒｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｎｕｃｌｅａｒｈｅａｔｉｎｇｒｅａｃｔｏｒ图２某供热堆堆外探测器结构Ｆｉｇ．２Ｏｕｔ－ｃｏｒｅｄｅｔｅｃｔｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｎｕｃｌｅａｒｈｅａｔｉｎｇｒｅａｃｔｏｒ４计算测试结果用Ｃ＋＋语言在Ｑｔ平台上将中子扩散程序与特征统计算法耦合。特征统计算法提供特征值及计算特征量的收敛情况，中子扩散程序计算目标函数值，两者耦合可重构出堆芯功率分布。在扰动因素产生之前，各组件功率积分归一化后的功率分布示于图３。４．１温度场波动在耦合程序中，限定特征量的搜索范围为６９原子能科学技术第５３卷

２０×１０－４３．９４×１０－３７．６１×１０－３４．４６×１０－２０Ｋ１．０１×１０－４６．１９×１０－４３．９４×１０－３２．４８×１０－２４．９４×１０－２１．４２×１０－１０Ｌ４．８２×１０－４１．４９×１０－３７．６１×１０－３４．９４×１０－２１．９０×１０－１００Ｍ４．４７×１０－３１．０２×１０－２３．４６×１０－２１．４２×１０－１０００Ｎ５．４５×１０－２７．８０×１０－２０００００图３某供热堆稳态功率分布Ｆｉｇ．３Ｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｕｃｌｅａｒｈｅａｔｉｎｇｒｅａｃｔｏｒ［－１．０，１．０］，同时在计算截面变化时，设定截面必须为正，同时截面相对变化绝对值不超过１００％。温度场波动模型如下：ΔＴ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０．１ｘ＋０．２ｙ＋０．３ｚ＋０．１ｘｙ＋０．１ｘｚ＋０．１ｙｚ（６）经耦合程序计算后，得到最优的重构结果列于表３，对应的扰动模型多项式系数列于表４。表３温度场波动重构结果对比Ｔａｂｌｅ３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ重构ＦΔＰｒｅｍａｘ／％重构前０．０２０６．７２重构后７．９７×１０－５０．０６７第１期薛志恒等：基于堆外探测实现堆芯功率重构的扰动搜索法７９

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于截面偏差的堆芯功率分布重构方法研究[J]. 贾健,刘志宏.  原子能科学技术. 2017(01)
[2]基于RBF神经网络的压水堆堆芯三维功率分布方法研究[J]. 夏虹,李彬,刘建新.  原子能科学技术. 2014(04)
[3]采用堆芯外探测器监测堆内功率分布[J]. 李富,周旭华,王登营,郭炯,罗征培.  核动力工程. 2010(S2)
[4]一种新的全局优化算法——统计归纳算法[J]. 刘志宏,施工,胡永明.  清华大学学报(自然科学版). 2002(05)
[5]大亚湾核电站堆芯功率分布测量及其处理[J]. 张洪.  核科学与工程. 1997(01)



本文编号：3025291