本发明涉及核电厂堆芯监督领域，具体涉及一种基于单精度浮点数据的核电厂燃耗计算方法。
背景技术：
在反应堆的物理设计中必需进行燃耗计算，反应堆运行过程中的慢化剂温度系数、功率分布、临界硼浓度、硼微分价值、控制棒棒位插入限值、停堆裕度均与燃耗有着密切的关系。因此准确的对燃耗进行计算，对于核电厂的核设计以及安全、经济运行有着重要意义。
目前国内核电厂的dcs中提供了单精度浮点类型的计算功能，使用该功能做燃耗计算时，如未考虑截断误差将造成燃耗计算误差在一个燃料循环内可达到30％，不能满足工程应用，无法实现燃耗的准确实时跟踪、计算。
技术实现要素：
本发明的目的在于：发明一种基于单精度浮点的燃耗计算方法，可在线进行燃耗实时跟踪、计算。
本发明的技术方案如下：一种基于单精度浮点的燃耗计算方法，包括以下步骤：
s1：采用等效满功率天，单位efpd，或单位质量铀发出的能量，单位mwd/tu，来表征燃耗，核电厂燃耗的计算公式为：
其中，bu为本次燃料循环的燃耗，单位为efpd；
t1为本燃料循环燃耗统计的开始时间；
t2为本燃料循环燃耗统计的截止时间；
p为某一时刻反应堆的相对功率；
将积分形式的公式(1)中的dt，转换为计算周期t，则可得到燃耗计算公式为：
其中，but为本次计算周期计算的燃耗值，单位为efpd；
pt为本计算周期内反应堆功率的平均值，表示为％fp，fp表示满功率；
t为计算周期，单位为s；
t为燃耗统计的时间长度，单位为s；
8640000为秒转换为日历天的系数；
bu0＝0，单位为efpd；
根据误差传递公式，燃耗计算的误差为：
s2：在实际的计算过程，因计算周期一定，公式(3)δt可忽略，因此公式(3)可继续化简得到如下公式：
其中，δbut为t时间范围内燃耗计算的累计误差，单位efpd；
δpi为历次反应堆功率测量的测量误差，％fp；
s3：根据公式(2)，进行实时燃耗跟踪计算，公式为：
其中，but-1为上一计算周期计算的燃耗值，单位为efpd；
所述s3中，在计算机上使用单精度浮点类型进行实时燃耗跟踪计算。
所述s3中，t为计算周期，t取值大于等于80s。
所述s1中，影响燃耗计算误差的因素为δpi、t；
所述s1中，核电厂稳定运行期间δpi成正态分布，因此在进行大量加法运算后，δpi带来的误差和忽略，对燃料测量误差起决定性作用的参数为t；由公式(4)式可知，在实现燃耗计算功能时，计算周期越小，其燃耗计算误差越小。
本发明的显著效果在于：计算周期采用t＝120s，经过福清核电厂1-4号机组10个燃料循环的验证，在线燃耗计算的燃耗与机组实际燃耗的误差均小于1efpd，寿期末，在线燃耗计算的相对误差均小于0.5％，满足工程应用要求。
具体实施方式
一种基于单精度浮点的燃耗计算方法，包括以下步骤：
s1：采用等效满功率天，单位efpd，或单位质量铀发出的能量，单位mwd/tu，来表征燃耗，核电厂燃耗的计算公式为：
其中，bu为本次燃料循环的燃耗，单位为efpd；
t1为本燃料循环燃耗统计的开始时间；
t2为本燃料循环燃耗统计的截止时间；
p为某一时刻反应堆的相对功率。
将积分形式的公式(1)中的dt，转换为计算周期t，则可得到燃耗计算公式为：
其中，but为本次计算周期计算的燃耗值，单位为efpd；
pt为本计算周期内反应堆功率的平均值，表示为％fp，fp表示满功率；
t为计算周期，单位为s；
t为燃耗统计的时间长度，单位为s；
8640000为秒转换为日历天的系数；
bu0＝0，单位为efpd；
根据误差传递公式，燃耗计算的误差为：
s2：在实际的计算过程，因计算周期一定，公式(3)δt可忽略，因此公式(3)可继续化简得到如下公式：
其中，δbut为t时间范围内燃耗计算的累计误差，单位efpd；
δpi为历次反应堆功率测量的测量误差，％fp；
由上式可知，影响燃耗计算误差的因素为δpi、t；
核电厂稳定运行期间δpi成正态分布，因此在进行大量加法运算后，δpi带来的误差和忽略，对燃料测量误差起决定性作用的参数为t；由公式(4)式可知，在实现燃耗计算功能时，计算周期越小，其燃耗计算误差越小；
s3：根据公式(2)，在计算机上使用单精度浮点类型进行实时燃耗跟踪计算时，计算机实现的公式为：
其中，but-1为上一计算周期计算的燃耗值，单位为efpd；
t为计算周期，取值大于等于80s
原因为：计算机中单精度浮点数占用4个字节(32位)存储空间，包括符号位1位，阶码8位，尾数23位。其数值范围为-3.4e38～3.4e38,但其最多有7位十进制有效数字。在进行加法运算时，当计算结果的有效数字位数超出7位，超出的部分会自动进行舍弃或进位。
例如，当计算周期为2s，功率为100％fp时，每个计算周期增加的燃耗数值应为2.3148148e-05。当but-1为4≤but-1＜8时，每个计算周期内都相较于2.3148148e-05增加2.168726e-07(约0.93％)的燃耗；当8≤but-1＜128时，每个计算周期相较于2.3148148e-05减小2.59964554e-07(约1.12％)的燃耗；当128≤but-1＜512时，每个计算周期相较于2.3148148e-05增加7.3694299e-06(约31.84％)的燃耗；当512≤but-1时，每个计算周期相较于2.3148148e-05减小-2.3148148e-05(100％)的燃耗，造成燃耗实时计算相较于实际燃耗相差较大。整个燃料循环的燃耗计算误差曲线详见附表实例1。实际反应堆运行过程中功率水平小于100％fp，因此每个个计算周期内数值会变小，又会进一步增加计算误差。
因此，经以上分析在计算上使用单精度浮点类型进行燃耗实时计算时，计算周期越小，其截断误差越大。
经理论分析、计算，计算周期越大，计算的截断误差越小。在计算周期大于等于80s时，燃耗计算值与理论值的相对偏差趋于稳定。
1.1燃耗计算的计算机实现
通过核电厂的计算机信息和控制系统采集机组核功率或热功率，通过计算机编程采用如下方法实现反应堆燃耗的精确计算：燃耗在线计算选择单精度浮点根据公式(5)进行燃耗在线计算，计算周期t≥60s时可保证在一个燃料循环内的误差小于1％，计算周期t≥80s时可保证在一个燃料循环内的误差小于0.5％，满足工程应用要求。