核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示方法和装置与流程

本发明属于核电站堆芯技术领域，尤其涉及核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示方法和装置。

背景技术：
核电站堆芯的功率象限倾斜比(其英文全称为QuadrantPowerTiltRatio，英文简称为QPTR)，是指堆芯某一象限的平均功率与全堆平均功率之比。出于对反应堆安全的考虑，在技术规范上要求其在正常功率工作时，象限功率倾斜比的值满足一定的区间范围。如要求象限倾斜功率比大于0.8且小于1.2。为了能够实时的观察到堆芯的象限倾斜，核电站目前采用了KIT(CentralizedDataProcessing，集中数据处理系统)通过RIC(In-CoreInstrumentation，堆芯测量系统)系统的堆芯能量图获取热电偶计算所得的象限倾斜，用于在主控制的KIT系统屏幕上看到，然而，从日常的跟踪发现KIT系统显示的象限倾斜功率严重偏离堆芯通量图所测得的实际值，而KIT系统计算的象限倾斜长期处于不准确状态，导致RPN系统(核仪表系统)象限倾斜缺乏有效可信的备用。

技术实现要素：
本发明实施例的目的在于提供一种核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示方法和装置，以解决现有技术中由于KIT系统显示的象限倾斜功率严重偏离堆芯通量图所测得的实际值，而KIT系统计算的象限倾斜长期处于不准确状态，导致RPN系统(核仪表系统)象限倾斜缺乏有效可信的备用的问题。本发明实施例是这样实现的，一种核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示方法，所述方法包括：根据数字化控制系统DCS的过程接口层获取的压力值和温度值，结合堆内中子通量图测量得到的更新的堆芯功率象限倾斜因子，计算堆芯堆芯功率的修正系数；判断堆内中子通量图是否有更新；如果所述堆内中子通量图有更新，则根据更新的中子通量图获取更新的堆芯功率象限倾斜因子；获取堆芯内的压力值和温度值，结合所述更新的堆芯功率象限倾斜因子，获取所述堆芯功率的修正系数；由集中数据处理系统KIT系统根据所述堆芯功率的修正系数，实时计算并显示得到修正后的堆芯功率象限倾斜因子。本发明实施例的另一目的在于提供一种核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示装置，所述装置包括：判断单元，用于判断堆内中子通量图是否有更新；更新单元，用于如果所述堆内中子通量图有更新，则根据更新的中子通量图获取更新的堆芯功率象限倾斜因子；获取单元，用于获取堆芯内的压力值和温度值，结合所述更新的堆芯功率象限倾斜因子，获取所述堆芯功率的修正系数；计算显示单元，用于由集中数据处理系统KIT系统根据所述堆芯功率的修正系数，实时计算并显示得到修正后的堆芯功率象限倾斜因子。在本发明实施例中，在中子通量图有更新时，通过堆内中子通量图得到更新的堆芯功率象限倾斜因子后，结合获取的压力值和温度值，可以有效的获取修正后的堆芯功率象限倾斜因子，减小其与真实功率象限倾斜因子的偏差，通过对堆芯功率象限倾斜因子修正，使得KIT系统显示的象限倾斜功率更接近堆芯通量图所测得的实际值，从而使RPN系统(核仪表系统)象限倾斜具有可信的备用。附图说明图1是本发明第一实施例提供的核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示方法的实现流程图；图2是本发明第二实施例提供的计算堆芯堆芯功率的修正系数的实现流程图；图3为本发明第二实施例提供的一种象限划分示意图；图4为本发明第二实施例提供的又一种象限划分示意图；图5为本发明第二实施例提供的一种象限划分对应的热电偶编号示意图；图6为本发明第二实施例提供的又一种象限划分对应的热电偶编号示意图；图7是本发明第三实施例提供的获取所述堆芯功率的修正系数对应的修正后的堆芯功率象限倾斜因子的实现流程图；图8为本发明第四实施例提供的核电站堆芯功率象限倾斜因子的实时监测的结构示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例可用于核电站堆芯参数的监测，主要用于克服现有技术中对功率象限倾斜因子显示的准确性不高的问题，从而使RPN系统(核仪表系统)象限倾斜具有可信的备用。实施例一：图1示出了本发明第一实施例提供的核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示方法的实现流程，详述如下：在步骤S101中，判断堆内中子通量图是否有更新。在步骤S102中，如果所述堆内中子通量图有更新，则根据更新的中子通量图获取更新的堆芯功率象限倾斜因子。所述堆内中子通量，由可移动的微型裂变室探测器测量，由测量系统获得的中子通量数据信息分成两种方式提供：(1)将在被测通道中测得的曲线输送到控制柜图形显示器和打印机上；(2)通量数据与从KIT系统接收到的电厂其他数据相结合，经过RIC计算机处理后给出功率分布图。以上信息用于启堆期间和正常运行期间。所述堆内中子通量图，其更新周期固定为每30EFPD(英文全称为EffectiveFullPowerDays，中文全称为：有效满功率天数)进行一次测量。其中，所述有效满功率天数，表示反应堆在满功率下运行的天数。由于测量周期较长，无法让工作人员实时的观察到堆芯的功率象限倾斜因子。本发明实施例中步骤S101，通过测量的中子通量图(测量周期较长，但在测量的时间点上数值较为准确)，获取更新的堆芯功率象限倾斜因子，结合测量得到的温度值和压力值，可得到用于计算修正后的堆芯功率象限倾斜因子的修正系数。所述更新的堆芯功率象限倾斜因子即为通过中子通量图得到的堆芯功率象限倾斜因子，为与后续计算得到的堆芯功率象限倾斜因子相区别，通过“更新的”和“修正后的”作为区别的标识。在步骤S103中，获取堆芯内的压力值和温度值，结合所述更新的堆芯功率象限倾斜因子，获取所述堆芯功率的修正系数。在步骤S104中，由集中数据处理系统KIT系统根据所述堆芯功率的修正系数，实时计算并显示得到修正后的堆芯功率象限倾斜因子。可通过系统过程接口层实时的获取堆芯内的温度值和压力值，因此，可将测量得到的更新的堆芯功率象限倾斜因子的基础上，根据温度以及压力值的变化，实时的反应由温度值、压力值的变化引起的堆芯功率象限倾斜因子的变化，并计算得到变化后的修正后的堆芯功率象限倾斜因子。本发明实施例通过堆内中子通量图得到更新的堆芯功率象限倾斜因子后，结合数字化控制系统DCS的过程接口层获取的压力值和温度值，可以有效的获取修正后的堆芯功率象限倾斜因子，减小其与真实功率象限倾斜因子的偏差，使得KIT系统显示的象限倾斜功率更接近堆芯通量图所测得的实际值，从而使RPN系统(核仪表系统)象限倾斜具有可信的备用。实施例二：图2示出了本发明第二实施例提供的计算堆芯堆芯功率的修正系数的实现流程，详述如下：在步骤S201中，通过堆内中子通量图测量得到象限i的更新的堆芯功率象限倾斜因子Fi。系统通过堆内中子通量图测量得到象限i的更新的堆芯功率象限倾斜因子Fi，可以在固定的周期内获取。由于获取的周期比较长，在第一次获取到所述更新的堆芯功率象限倾斜因子时，可以作为计算修正系数的初始依据，在第一次以后获取的更新的堆芯功率象限倾斜因子，可以作为进一步修正所述修正系数的依据。其中，堆芯可以按如图3或如图4所述的区域划分方式分为四个区域，在图3中，堆芯划分为象限1、象限2、象限3、象限4这四个区域，在图4中，堆芯被划分为象限5、象限6、象限7和象限8这四个区域。这样，象限1对应的堆芯功率象限倾斜因子为F1，象限2对应的堆芯功率象限倾斜因子为F2，其余象限因子依此类推。本发明实施例可在每象限定义四个热电偶，在没有温度探头损坏(即热电偶有效)的情况下，每种象限划分方式中的热电偶总数为16个，在附图5和附图6示意出了在两种象限划分方式中的堆芯热电偶分布。在步骤S202中，根据象限i预定义的热电偶组件，获取象限i中预定义的热电偶组件各自的焓升△Hk。可选的，获取象限i中预定义的热电偶组件各自的焓升△Hk可以通过以下方式获取：获取有效堆芯出口温度T1、一回路的压力P和三个回路入口端的平均温度T2；计算得到预定义的热电偶组件的各自的焓升△Hk＝Hc－Hr，其中，Hc＝aT12+bT1+c+dP，Hr＝aT22+bT2+c+dP，a＝0.0091，b＝0.0922，c＝504.8648，d＝-0.08。当然，所述焓升的计算方式只是其中一种较为优选的方式，本领域一般技术人员可以理解，通过同样的原理，还可以通过其它方式计算和反应系统能量的变化，或者通过不同的测量位置的选取来计算和反应系统能量的变化等。本发明实施例中所述的有效堆芯出口温度，指的是从前端RIC(核芯参数测量)系统采集到的热电偶数据经变送器处理后送至KIT系统时，如该数据传递环节无误并且数据信号完整，则判断为有效的数据，如该数据传递环节有错误或数据信号丢失，则传送给KIT系统为一个无效的数据标识，即说明热电偶数据无效。另外，在本发明实施例中，还可以根据温度差来判断有效堆芯出口温度：如果热电偶数据显示正常，即不会与理论堆芯分布偏差过大(此偏差的来源可能是堆芯功率分布、热电偶自身特性等方面导致)，以免数据偏差过大出现计算错误。其中一种可行的判断标准来判定是否有效，可以为温度与对称位置的热电偶相差小于5℃。目前核电的机组中，堆芯内一般布置了40个热电偶，用于测量堆芯出口温度，受设计限值，不能在堆芯增加更多的热电偶数据，以免开口过多，降低压力容器大盖的机械强度。在步骤S203中，根据各预定义的热电偶组件的焓升△Hk，得到各预定义的热电偶组件的归一化焓升F△Hk。具体的，可以根据预定义的热电偶组件的焓升△Hk，得到单个组件的归一化焓升其中，是指所有可以有效计算的焓升的组件的焓升之和，X为象限划分方式选择，可以为图2或者图3中的任一种划分方式。具体的，所述有效热电偶，是指所述热电偶测量的数值符合预设的范围。如果某个热电偶失效，那么，这个热电偶所在组件和它对称分布的组件的焓升就不计算，这样的好处在于，可以进一步提高象限功率倾斜值的计算精度，并且不至于导致计算结果与第一堆芯功率象限倾斜值偏差过大。在步骤S204中，根据得到的各预定义的热电偶组件的归一化焓升F△Hk，得到象限i的归一化焓升之和Fr(i)。具体的，得到归一化焓升之和Fr(i)可以根据各预定义的热电偶组件的归一化焓升F△Hk，获得象限i的归一化焓升之和其中，I(i，j)是象限i中用于计算的热电偶。在步骤S205中，根据获取的Fi和Fr(i)，得到象限i的堆芯功率的修正系数Ci。根据步骤S201、S202、S203、S204中得到Fi和Fr(i)，可以得到象限i的堆芯功率的修正系数：其中，本实施例中所述的步骤S201至步骤S205，可以不严格按照其先后顺序执行，如步骤S201只需要在步骤S205之前的任一步骤中执行即可。为了保证DCS系统整体功能的可靠性、可用性以及负荷率等方面的影响，可以采用较小的处理周期处理进行数据的采集和处理，如采用处理周期为最小1秒，一方面可以满足系统设计需求，又降低对硬件系统的要求。另外，对热电偶组件的有效性进行判断，可以提高修正系数获取的准确性。应当理解，本发明实施例中所述计算堆芯堆芯功率的修正系数，只是一种核电站堆芯功率象限倾斜因子实时监测中的第一个步骤中的一种较优的实施方式，除此之外，还可以采用不同的象限划分方式，通过其它方式获取组件的焓升、归一化焓升、归一化焓升之和，或者，根据统计的功率倾斜因子与温度、压力值的对应关系进行建模等，都可以得到所需要的修正系数。实施例三：图7示出了本发明第三实施例提供的获取所述堆芯功率的修正系数对应的修正后的堆芯功率象限倾斜因子的实现流程，详述如下：在实施例二的基础上，本发明实施例还需要获取象限j中预定义的热电偶组件各自的焓升，根据获取的各预定义的热电偶组件的归一化焓升F△Hk，得到象限j的归一化焓升之和Fr(j)。其中象限j为与象限i相异的象限，其获取的方式与象限i的操作方式相同，在此不作重复赘述。在步骤S701中，根据获取的Ci、Fr(i)、Fr(j)，得到象限i与象限j的平均焓升之差Fr(i，j)。其中，所述平均焓升之差可以根据公式：获取，其中，F△Hk为各预定义的热电偶组件的归一化焓升，I(i,j)是象限i中用于计算的热电偶，J(i,j)是象限j中用于计算的热电偶。根据图5和图6所示的热电偶编号分布示意图，得到计算归一化焓升之和Fr(i)要用的热电偶编号如下表一如示：表一计算平均焓升之差Fr(i,j)所对应的热电偶编号如下表二所示：表二如果热电偶测量溢出，即测量的热电偶的数值不属于预设的范围时，则认为该热电偶测量无效。根据上表和平均焓升之差的计算公式，可以得到如下举例的计算式：在步骤S702中，根据获取的象限i与j的平均焓升之差Fr(i，j)，得到象限i的修正后的堆芯功率象限倾斜因子。具体的，系统根据获取的象限i与j的平均焓升之差Fr(i，j)，得到象限i的修正后的堆芯功率象限倾斜因子：当当i＝1时，F1'＝1/4[Fr(1,1)+Fr(1,2)+Fr(1,3)+Fr(1,4)]；由于Fr(1,1)等于0，故下述公式中均省略：当i＝2时，F2'＝1/4[Fr(2,1)+Fr(2,3)+Fr(2,4)]；当i＝3时，F3'＝1/4[Fr(3,1)+Fr(3,2)+Fr(3,4)]；当i＝4时，F4'＝1/4[Fr(4,1)+Fr(4,2)+Fr(4,3)]；以上只列举了第一种象限划分方式中，各个象限对应的倾斜因子，对于第二种象限划分方式，在计算F5、F6、F7和F8时，只需要将公式中的1、2、3、4对应的用5、6、7、8替换掉即可。本发明实施例在实施例二的基础上，进一步具体说明了通过修正系数获取修正后的堆芯功率象限倾斜因子的具体过程，由于修正后的堆芯功率象限倾斜因子是根据测量的温度值及压力值相应的变化，其实时性和准确性要远远高于更新周期更长的更新的堆芯功率象限倾斜因子，因而用于显示堆芯内的运行状态时，实时性更高，准确性更好。为进一步提高堆芯安全性，还可以包括实时监测所述修正后的堆芯功率象限倾斜因子是否符合预设的阈值范围，并且，在所述修正后的堆芯功率象限倾斜因子不符合预设的阈值范围，发送报警信息。通常，所述预设的阈值范围为行业标准所规定的堆芯功率象限倾斜因子安全范围，如在核电站技术规范要求中规范的堆芯功率象限倾斜因子必须小于1.02，且大于0.8的范围区间。当然，根据实际情况，也可以具体进行限定，如设定范围更小的区间，或者设置多个提示区间，在不同的区间发送不同的提示信息等。对于本发明实施对修正后的堆芯功率象限倾斜因子的求解公式，可以逆向推导得出修正系数，其推导过程如下：因为：所以：其中：Fr(j1)，Fr(j2)，Fr(j3)为与第i象限所对应的另外3个象限的Fr(j)。16Fi＝3Ci×Fr(i)-[Fr(j1)+Fr(j2)+Fr(j3)]因为：为归一化的焓升，如某热电偶无效，则认为其及对称的3个ΔHk＝0。所以：由前述定义可知为所有可以计算的焓升的组件焓升之和：故：Fr(i)+Fr(j1)+Fr(j2)+Fr(j3)＝16Fr(j1)+Fr(j2)+Fr(j3)＝16-Fr(i)上式：16Fi＝3Ci×Fr(i)-[Fr(j1)+Fr(j2)+Fr(j3)]＝3Ci×Fr(i)-[16-Fr(i)]＝3Ci×Fr(i)-16+Fr(i)所以可得：故所述修正后的堆芯功率象限倾斜因子与所述修正系数是相对应的。实施例四：图8示出了本发明第四实施例提供的核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示装置的结构示意图，详述如下：本发明实施例所述核电站堆芯功率象限倾斜因子的显示装置，包括：判断单元801，用于判断堆内中子通量图是否有更新；更新单元802，用于如果所述堆内中子通量图有更新，则根据更新的中子通量图获取更新的堆芯功率象限倾斜因子；获取单元803，用于获取堆芯内的压力值和温度值，结合所述更新的堆芯功率象限倾斜因子，获取所述堆芯功率的修正系数；计算显示单元804，用于由集中数据处理系统KIT系统根据所述堆芯功率的修正系数，实时计算并显示得到修正后的堆芯功率象限倾斜因子。具体的，所述获取单元803包括：测量子单元，用于通过堆内中子通量图测量得到象限i的更新的堆芯功率象限倾斜因子Fi；焓升获取子单元，用于根据象限i预定义的热电偶组件，获取象限i中预定义的热电偶组件各自的焓升△Hk；归一化焓升获取子单元，用于根据各预定义的热电偶组件的焓升△Hk，得到各预定义的热电偶组件的归一化焓升F△Hk；归一化焓升之和获取子单元，用于根据得到的各预定义的热电偶组件的归一化焓升F△Hk，得到象限i的归一化焓升之和Fr(i)；修正系数获取子单元，用于根据获取的Fi和Fr(i)，得到象限i的堆芯功率的修正系数Ci。可选的，所述焓升获取子单元用于获取有效堆芯出口温度T1、一回路的压力P和三个回路入口端的平均温度T2；计算得到预先定义的预定义的热电偶组件的各自的焓升△Hk＝Hc－Hr，其中，Hc＝aT12+bT1+c+dP，Hr＝aT22+bT2+c+dP，a＝0.0091，b＝0.0922，c＝504.8648，d＝-0.08。可选的，所述归一化焓升获取子单元用于根据预定义的热电偶组件的焓升△Hk，得到单个组件的归一化焓升其中，是指所有可以有效计算的焓升的组件的焓升之和，X为象限划分方式选择。可选的，所述归一化焓升之和获取子单元用于根据各预定义的热电偶组件的归一化焓升F△Hk，获得象限i的归一化焓升之和其中，I(i，j)是象限i中用于计算的热电偶。可选的，所述修正系数获取子单元用于根据获取的象限i的倾斜因子Fi和象限i的归一化焓升之和，得到象限i的堆芯功率的修正系数：进一步的，所述装置还包括象限j参数获取单元，用于获取象限j中包括的有效热电偶组件各自的焓升，根据获取的各预定义的热电偶组件的归一化焓升F△Hk，得到象限j的归一化焓升之和Fr(j)；所述功率象限倾斜因子获取单元包括：平均焓升之差获取子单元，用于根据获取的Ci、Fr(i)、Fr(j)，得到象限i与象限j的平均焓升之差Fr(i，j)；堆芯功率象限倾斜因子获取子单元，用于根据获取的象限i与j的平均焓升之差Fr(i，j)，得到象限i的修正后的堆芯功率象限倾斜因子。可选的，所述平均焓升之差获取子单元用于根据获取的修正系数Ci、象限i的归一化焓升之和Fr(i)、象限j的归一化焓升之和Fr(j)，得到象限i与j的平均焓升之差Fr(i，j)：可选的，所述平堆芯功率象限倾斜因子获取子单元用于根据获取的象限i与j的平均焓升之差Fr(i，j)，得到象限i的修正后的堆芯功率象限倾斜因子：进一步的，所述装置还包括：报警信息发送单元，用于当所述修正后的堆芯功率象限倾斜因子不符合预设的阈值范围，发送报警信息。本发明实施例所述装置与实施例一至实施例三中所述方法对应，在此不作重复赘述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。