構(gòu)件中的導(dǎo)管54對齊的導(dǎo)管或套管84。導(dǎo)管或套管84在下管座和上管座58和62之間縱向延伸，并在相對的端部剛性地附接于其上。燃料組件22進(jìn)一步包括沿著導(dǎo)向套管84軸向隔開并安裝到導(dǎo)向套管84上的多個(gè)橫向網(wǎng)格64，和橫向隔開并由網(wǎng)格64支撐的有組織陣列的細(xì)長燃料棒66。另夕卜，如圖3所示，組件22具有以下測量管68:位于組件22的中心，在下管座和上管座58和62之間延伸，并由此兩者捕獲。使用這樣的部件布置，燃料組件22形成能夠方便處理而不損壞部件裝配的完整單元。
[0028]如上所述，在組件22中以陣列形式的燃料棒66通過沿燃料組件長度隔開的網(wǎng)格64以彼此間隔關(guān)系保特。每個(gè)燃料棒66包括多個(gè)核燃料芯塊70，并在其相對端被上部和下部端塞72和74封閉。芯塊70由布置在上部端塞72和芯塊柱的頂部之間的增壓彈簧76維持為堆疊形式。包括可裂變材料的燃料芯塊70負(fù)責(zé)產(chǎn)生核反應(yīng)堆的反應(yīng)功率。支撐芯塊的鍍層起到用以防止裂變副產(chǎn)品進(jìn)入冷卻劑并進(jìn)而污染反應(yīng)堆系統(tǒng)的屏障的作用。
[0029]為了控制裂變過程，多個(gè)控制棒78可在位于燃料組件22中的預(yù)定位置的導(dǎo)向套管84內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。具體地講，位于上管座62上方的棒簇控制機(jī)構(gòu)80支撐多個(gè)控制棒78。該控制機(jī)構(gòu)具有內(nèi)螺紋圓柱形轂部件82，部件82具有多個(gè)徑向延伸的錨爪或臂52，錨爪或臂52構(gòu)成參照圖2之前標(biāo)記的連接柄。每個(gè)臂52與控制棒78相互連接，以使得控制棒機(jī)構(gòu)80可操作地將控制棒在導(dǎo)向套管84中豎直移動(dòng)，從而在耦接到控制棒轂82的控制棒引導(dǎo)軸50的動(dòng)力之下，控制燃料組件22中的裂變過程，所有這些都是以非常公知的方式進(jìn)行。
[0030]如前面提到的，一些核電站使用在燃料組件22中的測量管68內(nèi)的固定堆芯內(nèi)中子檢測器。這種類型的傳感器具有在堆芯內(nèi)多個(gè)軸向高度處測量放射性的能力。這些傳感器用于測量反應(yīng)堆堆芯內(nèi)徑向和軸向的功率分布。這些功率分布測量信息用于確定反應(yīng)堆是否在核設(shè)計(jì)功率分布限度之內(nèi)運(yùn)行。用于執(zhí)行該測量功能的典型的堆芯內(nèi)傳感器產(chǎn)生電流，該電流與堆芯周圍產(chǎn)生的裂變量成比例。這種類型的傳感器不需要外部電源來產(chǎn)生電流，并通常被稱為自供電檢測器。一種自供電輻射檢測器已在1998年04月28日授權(quán)的美國專利N0.5，745，538中描述，并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。中子敏感材料，如銠，釩，鈷，鉑，或其它類似特性的材料被用于發(fā)射元件，并響應(yīng)于中子輻射而發(fā)射電子。通常，自供電檢測器組合于堆芯測量管組件內(nèi)。一種典型的堆芯測量管組件86示于圖4A、4B和4C中。中子敏感發(fā)射元件產(chǎn)生的信號電平較低；然而，中子敏感發(fā)射元件提供足夠的信號而無需復(fù)雜且昂貴的信號處理器。堆芯內(nèi)測量管組件也可包括熱電偶90，用以測量存在于燃料組件內(nèi)的冷卻劑溫度。從反應(yīng)堆堆芯內(nèi)的每個(gè)堆芯內(nèi)測量管組件內(nèi)的自供電檢測器元件和熱電偶輸出的電氣信號在電連接器92處收集，并發(fā)送到遠(yuǎn)離反應(yīng)堆的位置，用于最終處理并用于產(chǎn)生測得的堆芯功率分布。熱電偶也位于支承柱48下端，以在選定位置提供冷卻劑堆芯出口溫度讀數(shù)。
[0031]如前面提到的，BEACON?堆芯監(jiān)測系統(tǒng)在圖1中以框圖的形式象征性地示出，并由附圖標(biāo)記94表示，提供反應(yīng)堆堆芯三維測量功率分布的連續(xù)監(jiān)測，并允許對到各種安全限制的可用裕度準(zhǔn)確評估，例如，峰值線釋熱率、核熱通道因子、DNBR等。要執(zhí)行監(jiān)測功能，BEACON?系統(tǒng)依賴于作為測量信息來源的自供電中子檢測器86或位于支承柱48底端的堆芯出口熱電偶96的準(zhǔn)確性和可靠性。如果這些儀表中的一個(gè)出現(xiàn)損壞、故障、或提供無效信號，則目前還沒有方法在BEACON?系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)檢測。無效的檢測器信號可使操作裕量不準(zhǔn)確，這可導(dǎo)致技術(shù)規(guī)范監(jiān)視不合格、對核電站進(jìn)行不必要的操作限制、以及將時(shí)間浪費(fèi)在診斷問題的原因上，所有這些都可增加操作開銷。以下要求保護(hù)的方法自動(dòng)對來自每個(gè)檢測器的數(shù)據(jù)進(jìn)行的一系列評估排序，以確定檢測器數(shù)據(jù)是否無效。首先通過計(jì)算檢測器數(shù)據(jù)的期望值或預(yù)測值與測量值比較，來檢查數(shù)據(jù)是否從周圍檢測器偏離。如果數(shù)據(jù)不滿足該檢查，該方法判定該檢測器是否實(shí)際上是壞的，或是否已測得相對于預(yù)測功率形態(tài)的實(shí)際偏離。如果是后者，則周圍檢測器也應(yīng)該看到一些擾動(dòng)。該方法通過用來自相同軸向高度的周圍檢測器的數(shù)據(jù)執(zhí)行額外的比較評估以確認(rèn)偏差是否是真實(shí)的還是由于來自故障檢測器的壞數(shù)據(jù)，而將這種可能的行為考慮進(jìn)去。如果檢測器數(shù)據(jù)不滿足該檢測，則該數(shù)據(jù)被標(biāo)記為壞數(shù)據(jù)。
[0032]以下要求保護(hù)的方法適用于支持自供電固定堆芯內(nèi)檢測器，如那些使用釩或銠作為發(fā)射極材料的檢測器，并且也直接適用于其它固定堆芯內(nèi)檢測器，如堆芯出口熱電偶。此夕卜，以下要求保護(hù)的方法也可以與可移動(dòng)堆芯內(nèi)檢測器系統(tǒng)一起使用。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其概括為圖5中所示的邏輯流程圖。堆芯監(jiān)測系統(tǒng)首先基于反應(yīng)堆的當(dāng)前狀態(tài)，例如，功率級，控制棒位置，入口溫度等，來運(yùn)行預(yù)測運(yùn)算(P)。該計(jì)算用于計(jì)算堆芯中的每個(gè)自供電固定堆芯內(nèi)中子檢測器元件的預(yù)測電流或堆芯出口熱電偶的溫度。每個(gè)信號平面(所有出口熱電偶或自供電固定堆芯內(nèi)中子檢測器的一個(gè)水平)單獨(dú)考慮。對于在平面中的各個(gè)檢測器，使用代碼如BEACON?系統(tǒng)來計(jì)算檢測器實(shí)際測量的信號(M)和軟件預(yù)測的信號⑵的比率(Μ/P比)。這些比率與由脫機(jī)蒙特卡洛分析確定的信號的期望范圍(Me/Pe)進(jìn)行比較，脫機(jī)蒙特卡洛分析計(jì)算基于與隨機(jī)檢測器耗損和噪音關(guān)聯(lián)的不利的核電站運(yùn)行條件范圍(例如，棒下降、不對準(zhǔn)的棒和控制組、功率水平不匹配等)的信號。期望的范圍(Me/Pe)也標(biāo)準(zhǔn)化，以使該范圍考慮堆芯內(nèi)總測量信號和總預(yù)測信號之間的差異。
[0034]為了確定是否測量到相對于預(yù)測功率形態(tài)的實(shí)際偏離，在同一水平上的所有其他有效檢測器的Μ/P比被樣條擬合(SP-F)，且用于推斷在嫌疑檢測器位置處的Μ/P比。如果Μ/P比和從樣條擬合推斷的Μ/P比在基于蒙特卡羅分析的期望值的范圍內(nèi)相似，則可以得出結(jié)論該檢測器測量出真實(shí)偏差。如果它們不相似，則檢測器被認(rèn)為出故障并被認(rèn)為是從堆芯監(jiān)測計(jì)算中移除。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包含對無意中將檢測器標(biāo)記為故障的檢測。首先，在嫌疑檢測器的給定區(qū)域內(nèi)，必須有用戶指定數(shù)量的經(jīng)過驗(yàn)證的檢測器，以將嫌疑檢測器移除。第二，必須有在相同的軸向水平上的完全合格的檢測器中的一定預(yù)選部分的檢測器有效地工作，以移除嫌疑檢測器。這些檢查(C)，即保持(K)或移除(R)檢測器，是為了防止這種可能性:即有太少的檢測器臨近嫌疑檢測器以致不能看到在功率分布中的真實(shí)擾動(dòng)。
[0036]因此，以下要求保護(hù)的方法提供了一種用以驗(yàn)證檢測器信號以提高堆芯監(jiān)測輸出(如那些由BEACON?系統(tǒng)提供的輸出)的可信度的便利裝置。該方法還提供了一種用于如果該輸出不能被驗(yàn)證則從堆芯計(jì)算中自動(dòng)移除檢測器輸出的便利裝置。
[0037]雖然本發(fā)明的具體實(shí)施例已經(jīng)詳細(xì)描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，對這些細(xì)節(jié)的各種修改和替代可根據(jù)本公開的全部教導(dǎo)來進(jìn)行開發(fā)。因此，所公開的具體實(shí)施例僅是說明性的，而不是限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍要被賦予所附的權(quán)利要求以及其任何和所有等效內(nèi)容的全部范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種驗(yàn)證多個(gè)反應(yīng)堆內(nèi)檢測器(86)的核反應(yīng)堆儀表輸出信號的方法，所述多個(gè)反應(yīng)堆內(nèi)檢測器(86)具有相對于核反應(yīng)堆堆芯(14)在大致相同軸向高度處徑向分隔開的多個(gè)檢測器元件(88)，每個(gè)檢測器元件具有表示在該檢測器元件所在的徑向和軸向位置處測量的反應(yīng)堆運(yùn)行參數(shù)的輸出信號，該方法包括以下步驟: 基于反應(yīng)堆的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行在基本上相同軸向高度處的三個(gè)或更多個(gè)檢測器元件(88)的期望輸出的預(yù)測計(jì)算(P); 取得由在大致相同軸向高度處的三個(gè)或更多個(gè)檢測器元件(88)分別產(chǎn)生的實(shí)際信號(M)與相應(yīng)的期望輸出⑵的比率(Μ/P)； 針對多個(gè)不利的核電站運(yùn)行條件，生成所產(chǎn)生的實(shí)際信號與相應(yīng)的期望輸出(P)的比率(Μ/P)的預(yù)期范圍； 判斷由在基本上相同軸向高度的三個(gè)或更多個(gè)檢測器元件(88)中的任一個(gè)產(chǎn)生的實(shí)際信號的比率(Μ/P)是否超出比率范圍； 對基本上相同軸向高度的在比率范圍內(nèi)的檢測器元件(88)的比率(Μ/P)進(jìn)行樣條擬合； 識別具有超出范圍的比率(Μ/P)的任意檢測器元件(88)的比率是否與在相應(yīng)的徑向位置的樣條擬合比率相似；并且 移除比率(Μ/P)超出范圍并且也不與來自反應(yīng)堆堆芯(14)計(jì)算考慮因素的樣條擬合比率相似的任何檢測器元件(88)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中產(chǎn)生比率(Μ/P)的預(yù)期范圍的步驟是通過離線蒙特卡洛分析法確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中不利的運(yùn)行條件的數(shù)目包括棒下降、不對準(zhǔn)的棒(28)和控制組、以及功率水平不匹配中的一個(gè)或更多個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中不利的運(yùn)行條件的數(shù)目考慮隨機(jī)檢測器耗損和傳感器信號噪音。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，包括對比率范圍進(jìn)行正規(guī)化以考慮總測量信號(M)和總預(yù)測信號(P)的差異的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在將嫌疑檢測器(88)從反應(yīng)堆堆芯(14)計(jì)算考慮因素中移除之前，在嫌疑檢測器的給定區(qū)域內(nèi)必須有用戶指定數(shù)量的經(jīng)過驗(yàn)證的檢測器。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中用戶指定數(shù)量的檢測器(88)必須是信號經(jīng)過驗(yàn)證的檢測器。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中在將嫌疑檢測器(88)從反應(yīng)堆堆芯(14)計(jì)算考慮因素中移除之前，必有在大致相同的軸向高度處的多個(gè)檢測器元件中的信號已經(jīng)過驗(yàn)證或者其他方式已知為工作的預(yù)定部分的檢測器元件。
【專利摘要】一種執(zhí)行反應(yīng)堆固定堆芯內(nèi)檢測器和/或堆芯出口熱電偶的信號確認(rèn)以加強(qiáng)堆芯監(jiān)測系統(tǒng)的方法。該方法使用測量傳感器信號和預(yù)期信號響應(yīng)的組合，以開發(fā)測量信號與預(yù)期信號的比率。通過確定每個(gè)檢測器的基于剩余檢測器集合的行為的預(yù)期比率，考慮其他檢測器的幾何結(jié)構(gòu)/位置，來評價(jià)該比率。如果足夠多的檢測器還保持在線以足以表征堆芯功率分布，該方法還提供了將失效檢測器從堆芯功率分布確定中自動(dòng)移除。
【IPC分類】G01R31-34, G21C17-06
【公開號】CN104798138
【申請?zhí)枴緾N201380059176
【發(fā)明人】D·J·克里格, W·A·博伊德, N·A·布禪瑪南
【申請人】西屋電氣有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2013年10月22日
【公告號】EP2920789A2, US20140133620, WO2014120294A2, WO2014120294A3