本发明属于核电厂堆芯监督领域，具体涉及一种堆芯象限功率倾斜比的测量方法。
背景技术：
根据《核电厂机组运行技术规范》中RP模式RPN1、RPN3、RPN4、RPN5等I0条款要求，当机组出现相关I0时，均需通过热电偶进行象限功率倾斜比的测量或者通过热电偶确认象限功率倾斜比。
但目前如何通过热电偶测量象限功率倾斜比仍是国内外核电技术领域的技术空白。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种通过热电偶进行堆芯象限功率倾斜比测量的方法，并可根据堆芯实际运行情况对测量结果进行修正，保证机组安全运行。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是
一种堆芯象限功率倾斜比的测量方法，适用于M310堆型的反应堆堆芯，包括以下步骤：
(一)明确堆芯象限中的热电偶设置
根据堆外布置的核功率测量装置确定堆芯象限；M310型核电厂机组的堆芯顺时针划分为四个象限，在每个象限内分别设置11个热电偶，总共设置40个，分别编号为1-40的40个热电偶围绕堆芯中心呈四分之一对称分布；
其中，在第一象限设置编号为1、3、4、7、8、9、10、14、15、16、17的热电偶；在第二象限设置编号为4、5、6、10、11、12、13、17、18、19、20的热电偶；在第三限设置编号为24、25、26、27、31、32、33、34、37、38、40的热电偶；在第四象限设置编号为21、22、23、24、28、29、30、31、36、37、40的热电偶；
(二)确定堆芯象限功率倾斜比的计算公式
堆芯象限功率倾斜比反映了堆芯功率分布情况，通过热电偶测量堆芯象限功率倾斜比；
堆芯象限功率倾斜比的计算公式为：
其中，QPTR为象限功率倾斜比；i为反应堆象限；
Pi为反应堆某一个象限的象限功率，单位为％FP，FP表示满功率；
Pavg为反应堆四个象限的平均功率，单位为％FP，FP表示满功率；
(三)计算堆芯象限功率倾斜比
冷却剂在流经反应堆后流体温度上升，某一个象限的象限功率Pi用下式表示：
Pi＝ci×mi×ΔTi (2)
其中，ci为流入该象限的冷却剂的比容，单位为kj/(kg*℃)；
mi为单位时间内流经该象限的冷却剂的质量，单位为kg；
ΔTi为该象限内冷却剂温度的变化，单位为℃；
当反应堆功率稳定时，单位时间内流经堆芯四个象限的冷却剂质量相同；在确定的功率水平下，设定流入堆芯内各象限的冷却剂比容相同；根据公式(1)、(2)式推导可得，象限功率倾斜比通过如下公式进行计算：
(四)根据热电偶计算反应堆象限功率倾斜比
由(3)式分析可知，通过测量得到每个象限的冷却剂温度变化计算得出反应堆象限功率倾斜比；
每个象限流经堆芯冷却剂温度变化通过堆芯入口、堆芯出口温度来求得，即：
ΔTi＝Ti1-Ti2 (4)
其中，Ti1为堆芯每个象限冷却剂在堆芯出口处的温度，单位为℃；
Ti2为堆芯每个象限冷却剂在堆芯入口处的温度，单位为℃；
(4.1)根据每个象限内的堆芯出口处热电偶温度的测量值来求得Ti1，即：
(4.2)M310型机组3个冷却剂环路上布置有冷却剂冷段温度测量热电偶，将这3个温度的平均值作为堆芯每个象限冷却剂温度在堆芯入口处的温度：
其中，T1、T2、T3分别为)M310型机组3个冷却剂环路的冷段温度，单位为℃；
根据公式(3)、(4)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)计算求得堆芯象限功率倾斜比。
步骤(五)堆芯象限功率倾斜比的修正
堆芯象限功率倾斜比的修正包括并列的以下两种情况：
(5.1)初始偏差修正
当反应堆处于零功率时，ΔTi为0；通过反应堆冷却剂冷段温度、堆芯出口热电偶温度进行修正，修正方法如下：
在反应堆处于零功率时，根据公式(4)计算堆芯每个象限温度变化，记为ΔT’i，ΔT’i作为堆芯每个象限的温度变化的初始修正量，此时通过以下公式计算初始偏差修正后的堆芯象限功率倾斜比：
(5.2)机组运行过程中的修正
机组在运行过程中，每30个满功率天进行一次功率分布测量，以通过测量中子通量确定准确的QPTRi；
由公式(3)确定，在QPTRi已知的情况下，通过联立以下方程组得到机组运行过程中实际真实的ΔTi：
在功率分布测量试验期间，通过热电偶测量得到的各个堆芯象限内冷却剂温度的变化量为ΔTi1，此时通过热电偶测量各个堆芯象限功率倾斜比的修正量为：
根据公式(4)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)计算求得机组运行过程中的修正后的堆芯象限功率倾斜比。
使用该方法对堆芯出口热电偶、一回路冷段温度进行计算，可监督堆芯象限功率倾斜比，有效地对堆芯象限功率倾斜比进行实时监督，以保证核电厂安全运行。
附图说明
图1是M310型核电厂机组的堆芯热电偶布置图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
象限功率倾斜比反映了堆芯功率分布情况，当反应堆功率在50％FP以上运行，如果发生一个功率量程不可用或堆芯象限功率倾斜比在不满足要求时，需通过热电偶测量象限功率倾斜，否则需每12小时通过通量图测量象限功率倾斜比，如果象限功率倾斜比得到确认，反应堆需降功率运行。
本发明一种堆芯象限功率倾斜比的测量方法，适用于M310堆型的反应堆堆芯，包括以下步骤：
(一)明确堆芯象限中的热电偶设置
根据堆外布置的核功率测量装置确定堆芯象限；如图1所示，M310型核电厂机组的堆芯顺时针划分为四个象限，在每个象限内分别设置11个热电偶，总共设置40个，分别编号为1-40的40个热电偶围绕堆芯中心呈四分之一对称分布；
其中，在第一象限设置编号为1、3、4、7、8、9、10、14、15、16、17的热电偶；在第二象限设置编号为4、5、6、10、11、12、13、17、18、19、20的热电偶；在第三限设置编号为24、25、26、27、31、32、33、34、37、38、40的热电偶；在第四象限设置编号为21、22、23、24、28、29、30、31、36、37、40的热电偶；
(二)确定堆芯象限功率倾斜比的计算公式
堆芯象限功率倾斜比反映了堆芯功率分布情况，通过热电偶测量堆芯象限功率倾斜比；
堆芯象限功率倾斜比的计算公式为：
其中，QPTR为象限功率倾斜比；i为反应堆象限；
Pi为反应堆某一个象限的象限功率，单位为％FP，FP表示满功率；
Pavg为反应堆四个象限的平均功率，单位为％FP，FP表示满功率；
(三)计算堆芯象限功率倾斜比
冷却剂在流经反应堆后流体温度会上升，某部分流体温度的变化可以反映出该部分功率，可认为在同等的功率水平下，某一象限内反应堆功率水平可用下式表示：
Pi＝ci×mi×ΔTi (2)
其中，ci为流入该象限的冷却剂的比容，单位为kj/(kg*℃)；
mi为单位时间内流经该象限的冷却剂的质量，单位为kg；
ΔTi为该象限内冷却剂温度的变化，单位为℃；
当反应堆功率稳定时，单位时间内流经堆芯四个象限的冷却剂质量相同；在某一功率水平下，流经堆芯的冷却剂温度变化不大可认为流入堆芯内各象限的冷却剂比容相同。根据公式(1)、(2)式推导可得，象限功率倾斜比通过如下公式进行计算：
(四)根据热电偶计算反应堆象限功率倾斜比
由(3)式分析可知，通过测量得到每个象限的冷却剂温度变化计算得出反应堆象限功率倾斜比；
每个象限流经堆芯冷却剂温度变化通过堆芯入口、堆芯出口温度来求得，即：
ΔTi＝Ti1-Ti2 (4)
其中，Ti1为堆芯每个象限冷却剂在堆芯出口处的温度，单位为℃；
Ti2为堆芯每个象限冷却剂在堆芯入口处的温度，单位为℃；
(4.1)根据每个象限内的堆芯出口处热电偶温度的测量值来求得Ti1，即：
(4.2)M310型机组3个冷却剂环路上布置有冷却剂冷段温度测量热电偶，将这3个温度的平均值作为堆芯每个象限冷却剂温度在堆芯入口处的温度：
其中，T1、T2、T3分别为)M310型机组3个冷却剂环路的冷段温度，单位为℃；
根据公式(3)、(4)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)计算求得堆芯象限功率倾斜比。
步骤(五)堆芯象限功率倾斜比的修正
热电偶测量温度会存在一定的漂移，这就造成了热电偶测量得到的温度变化会因为热电偶的漂移存在一定的误差，需要对此作出修正。
堆芯象限功率倾斜比的修正包括并列的以下两种情况：
(5.1)初始偏差修正
当反应堆处于零功率时，ΔTi为0；通过反应堆冷却剂冷段温度、堆芯出口热电偶温度进行修正，修正方法如下：
在反应堆处于零功率时，根据公式(4)计算堆芯每个象限温度变化，记为ΔT’i，ΔT’i作为堆芯每个象限的温度变化的初始修正量，此时通过以下公式计算初始偏差修正后的堆芯象限功率倾斜比：
(5.2)机组运行过程中的修正
机组在运行过程中，每30个满功率天进行一次功率分布测量，以通过测量中子通量确定准确的QPTRi；
由公式(3)确定，在QPTRi已知的情况下，通过联立以下方程组得到机组运行过程中实际真实的ΔTi：
在功率分布测量试验期间，通过热电偶测量得到的各个堆芯象限内冷却剂温度的变化量为ΔTi1，此时通过热电偶测量各个堆芯象限功率倾斜比的修正量为：
根据公式(4)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)计算求得机组运行过程中的修正后的堆芯象限功率倾斜比。
在具体应用的福清核电厂中使用本发明所述技术方案，在发生RP模式RPN1、RPN3、RPN4、RPN5等I0条款时，操纵员在根据以上方法编制的数据处理模板中将相应的热电偶温度输入，即可得到堆芯象限功率倾斜比的分布；也可利用福清核电厂Pi系统中的堆芯出口热电偶温度、一回路冷段温度的实际测量值在数据处理系统中对堆芯象限功率倾斜比进行实时计算。