一种提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于核电站堆外核测系统设计技术，具体涉及一种提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的方法及装置。
【背景技术】
[0002]在反应堆保护与控制系统中，对于压水堆堆外功率量程而言，输出的最重要的两类信号为反应堆总功率和轴向功率偏差。在保护系统中，功率信号用于反应堆不同工况下的停堆保护，功率偏差信号用于作为超温Λ T (OT Λ T)与超功率Λ T (0Ρ Λ Τ)计算中惩罚函数?.(ΔΙ)的输入。在控制系统中，功率信号用于平均温度的调节和轴向功率偏差的控制。
[0003]功率量程探测器响应从外围燃料组件逃逸的快中子。堆内中心燃料组件产生的中子几乎永远无法达到堆外探测器处。而对于堆外功率量程探测器来说，上部探测器敏感的主要是堆芯上部的功率，同时敏感部分堆芯下部的功率，反之依然，这就是交叉效应，原理如附图1所示。
[0004]由于交叉效应的存在，不同的轴向功率偏差，上下部探测器交叉效应部分的功率份额会不同，目前电厂采用在不同的轴向功率偏差条件下，根据最小二乘确定上下部探测器不同的加权系数，以使得根据功率量程测量计算的结果尽可能接近实际的轴向功率偏差。但这种针对某个功率偏差校正的近似理论结果在堆内轴向功率分布变化过程中，不可避免的使得计算结果与堆内实际功率偏差不一致，从而导致超温超功率计算结果的偏差。只有从物理上，将这种交叉效应进行滤除，才能有效的降低轴向功率偏差测算的不确定度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的方法及装置。
[0006]本发明的技术方案如下:一种提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的方法，在压力容器外壁与功率量程探测器之间，探测器纵向正中间位置段，设置慢化吸收材料，使堆芯上部和下部的快中子在分别到达堆外核测下部探测器和堆外核测上部探测器之前，经所述慢化材料慢化为热中子，减小上部和下部探测器交叉效应对堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的影响。
[0007]进一步，如上所述的提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的方法，其中，所述的慢化吸收材料为表面包裹镉的交联高密含硼聚乙烯。
[0008]一种提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的装置，包括设置在反应堆功率量程仪表井内的托架，在托架上设置慢化吸收材料，所述的慢化吸收材料位于压力容器外壁与功率量程探测器之间的探测器纵向正中间位置段。
[0009]进一步，如上所述的提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的装置，其中，所述的慢化吸收材料为长方体结构，材质为表面包裹镉的交联高密含硼聚乙烯。
[0010]进一步，如上所述的提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的装置，其中，所述的慢化吸收材料的厚度范围为距离探测器10?20mm位置和压力容器外表面之间。
[0011]进一步，如上所述的提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的装置，其中，所述的交联高密含硼聚乙烯的单位含氢量为水含氢量的1.24倍。
[0012]本发明的有益效果如下:本发明所提供的方法和装置对功率量程交叉效应部分的中子进行慢化、吸收，消除或减小交叉效应的影响，在不改变现有机组算法，仅增设物理通道的基础上，达到提高堆外核测系统轴向功率偏差测算精度的目的。本发明采用物理方式慢化吸收交叉效应部分的中子，不需要增设软件处理过程，不改变现有相关软件处理过程。
【附图说明】
[0013]图1为交叉效应的原理示意图；
[0014]图2为交叉效应的简化模型示意图；
[0015]图3为交叉效应的功率比；
[0016]图4-1至图4-3为交叉效应慢化模块支撑结构图；
[0017]图中，1.左支撑板；2.右支撑板；3.左三角支撑托架；4.右三角支撑托架；5.三角支撑托架固定销；6.支撑架固定孔；7.慢化吸收材料模块。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0019]图1为交叉效应的原理示意图，给出了交叉效应的概念。上部探测器敏感的主要是堆芯上部的功率，而下部探测器敏感的主要是堆芯下部的功率。但由于交叉效应的存在，上部探测器同时也敏感了部分下部堆芯的功率，同时下部探测器也敏感了部分上部探测器的功率。当功率下降的时候，上部探测器看到的来自堆芯下部的信号份额在增加，这样上部探测器敏感的净的信号下降比外围燃料组件实际下降要小一些。可以想象，当探测器无限远离堆芯时，上部探测器与下部探测器敏感的将都是整个堆芯的功率，将无法计算堆芯的轴向功率偏差。
[0020]针对堆外核测交叉效应对轴向功率测算的影响，本发明提出了采用交联高密含硼聚乙烯作为慢化吸收材料，慢化交叉效应的快中子，从而减小交叉效应的影响。采用本发明技术后，从根源上减小了交叉效应，从而使得在不同轴向功率偏差下确定的最小二乘系数方差明显减小，提高了堆外核测系统轴向功率偏差的测算精度。
[0021]本发明在压力容器外壁与功率量程探测器之间，探测器纵向正中间位置段，形成一个立方体安装空间；在该空间安装交联高密含硼聚乙烯的支撑结构一托架；在安装空间安放表面包裹镉制品的交联高密含硼聚乙烯。
[0022]交联高密含硼聚乙烯中子慢化吸收模块高度约为300mm，宽度为堆外核测仪表井开口宽度，厚度范围为介于探测器工作位置10?20mm和压力容器外表面之间的距离，约350mm。交联高密含硼聚乙烯单位含氢量约为水含氢量的1.24倍，耐高温达到350°C以上。热中子吸收材料硼的采用有望延长探测器寿命及校验周期，含量有待进一步分析计算。使用寿命应与一回路打压试验的10年周期保持一致。
[0023]为达到慢化目的，本发明采用了聚乙烯材料，其慢化能力比水更强，含氢原子数为8.3 X 122个/cm 3，而水的含氢原子数为6.7 X 122个/cm3。
[0024]由于材料用于贴近压力容器的外壁，需要材料具有耐高温特性，为了达到耐高温目的，本发明采用了在聚乙烯中添加交联剂，将增加聚乙烯材料的聚合度，形成高密聚乙烯，将材料耐高温达到350°C以上。
[0025]为了达到将交叉效应