一种核电厂堆芯参数监测系统和监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及核电厂堆芯参数监测技术领域，尤其涉及测量核电厂反应堆堆芯内中 子通量密度、温度、压力容器水位的核电厂堆芯参数监测系统和监测方法。
【背景技术】
[0002] 对于核电厂而言，堆芯的中子通量密度、温度以及压力容器水位是非常重要的参 数，与核安全息息相关。目前堆芯中子通量监测的方法有微型裂变室探测器、气动浮球测量 系统、自给能探测器等。
[0003] 在现有的核电厂堆芯参数监测系统中，普遍采用的是可移动微型裂变室测量系统 来测量堆芯中子通量，该系统由一回路密封边界、机械执行机构和测量控制三大部分组成。 在可移动微型裂变室测量系统中，探测器通过堆芯底部插入指套管（共有50个通道），探测 器在指套管内沿着L形导向管内部移动一直插入堆芯顶部，并与手动阀、密封段组成一回路 边界。机械执行机构由电动阀、各类选择器和驱动装置等组成，以实现将测探器插入指定的 通道。测量控制部分由模拟量机箱、逻辑机箱、继电回路及其他显示装置组成，以实现通量 信号的输出和探测器运动状态的控制和显示。该测量和控制部分分成三组，每组对应10个 通道，各组之间按照一定顺序可以互相支援。
[0004] 另一方面，在现有的核电厂堆芯参数监测系统中，压力容器水位测量是通过测量 差压得出。如图1所示，在反应堆压力容器1侧壁的两个密封段上游装有仪表接头和隔离阀， 用于连接压力容器水位测量压力管线，再连接到宽量程仪表2和窄量程仪表3上。水位探测 器上、下取压测点分别位于反应堆压力容器顶部和底部。水位探测器部分主要包括6台差压 表，12只金属膜片隔离器以及压力传输管道与阀门。差压表分为两个系列，每列3台，其中一 台宽量程差压表、一台窄量程差压表和一台参考差压表。
[0005] 由上述可知，在现有的核电厂堆芯参数监测系统中使用的堆芯测量系统体积大， 组成零件部件多，不便于安装以及后期维护；由于采用微型裂变室探测器只能周期性间断 进行堆内中子通量，不能实时监测堆芯中子通量;同时测量指套管安装在压力容器下部，增 加了严重事故时压力容器底部破裂的风险。此外，压力容器水位监测采用带参比管的差压 式测量方法，该方法为非直接测量，测量精度较底，受环境影响大，同时仪表调校过程复杂， 不方便后期运维人员处理。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种实时连续监测，测量信息可靠， 准确度更高的核电厂堆芯参数监测系统和监测方法
[0007] 本发明采用的技术方案是：一种核电厂堆芯参数监测系统，包括测量组件和与所 述测量组件电连接的信号处理单元：
[0008] 所述测量组件包括多个第一测量组件和多个第二测量组件，每一所述第一测量组 件和每一所述第二测量组件分别包括多个自给能中子探测器，用于实时采集堆芯中子通量 密度信号，多个所述自给能中子探测器沿核电厂堆芯四周呈轴向和/或径向分布；
[0009] 所述信号处理单元包括堆芯中子通量密度信号处理柜，用于接收每一所述自给能 中子探测器采集的所述堆芯中子通量密度信号，并对所述堆芯中子通量密度信号进行处理 后发送至堆芯在线监测系统，从而实时监测堆芯工况。
[0010] 优选地，所述测量组件包括40个所述第一测量组件和2个所述第二测量组件。
[0011] 优选地，每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件分别包括7个所述自给 能中子探测器。
[0012] 优选地，每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件还分别包括多个热电 偶，用于采集堆芯温度信号，每一所述热电偶采集的所述堆芯温度信号直接被发送至安全 控制系统。
[0013] 优选地，每一所述第一测量组件包括1个堆芯出口热电偶，用于测量堆芯出口温 度；
[0014] 每一所述第二测量组件包括1个所述堆芯出口热电偶和1个压力容器上封头温度 测量热电偶，分别用于测量所述堆芯出口温度和压力容器上封头温度。
[0015] 优选地，所述测量组件还包括多个第三测量组件，每一所述第三测量组件包括多 个水位探测器，用于采集压力容器的水位信号；
[0016] 所述信号处理单元还包括水位信号处理柜，用于接收每一所述水位探测器采集的 所述水位信号，并对所述水位信号进行处理后发送至安全控制系统。
[0017] 优选地，每一所述水位探测器包括第一热电偶和第二热电偶，被加热的所述第一 热电偶位于水位监测点，不被加热的所述第二热电偶浸没于介质中，通过所述第一热电偶 和所述第二热电偶的温差来产生所述水位信号。
[0018] 优选地，所述第三测量组件包括5个所述水位探测器。
[0019] 优选地，所述测量组件包括4个所述第三测量组件。
[0020]优选地，每一所述第三测量组件还包括1个热电阻，用于冷端补偿。
[0021] 优选地，每一所述第一测量组件和每一所述第二测量组件还分别包括1个热电阻， 用于冷端补偿。
[0022] 优选地，所述核电厂堆芯参数监测系统还包括组件配件，连接在所述测量组件与 所述测量信号处理单元之间。
[0023]优选地，所述组件配件包括组件转接头、电缆转接板和贯穿件，所述组件转接头与 所述电缆转接板之间通过第一电缆相连，所述电缆转接板和所述贯穿件之间通过第二电缆 相连。
[0024] 相应地，本发明还提供一种核电厂堆芯参数监测方法，包括以下步骤：
[0025] 测量组件中的多个自给能中子探测器实时采集堆芯中子通量密度信号；
[0026]将所述堆芯中子通量密度信号发送至信号处理单元中的堆芯中子通量密度信号 处理柜；
[0027]所述堆芯中子通量密度信号处理柜对所接收的所述堆芯中子通量密度信号进行 处理；
[0028]将处理后的所述堆芯中子通量密度信号发送至堆芯在线监测系统；以及
[0029]所述堆芯在线监测系统对所接收的处理后的所述堆芯中子通量密度信号进行实 时监测。
[0030] 优选地，还包括以下步骤：
[0031] 所述测量组件中的水位探测器采集压力容器的水位信号；
[0032] 将所述水位信号发送至所述信号处理单元中的水位信号处理柜；
[0033]所述水位信号调理柜对所接受的所述水位信号进行处理；
[0034]将处理后的所述水位信号发送至安全控制系统；以及
[0035] 所述安全控制系统对所接收的处理后的所述水位信号进行实时监测。
[0036] 优选地，所述水位探测器由第一热电偶和第二热电偶组成，被加热的所述第一热 电偶位于水位监测点，不被加热的所述第二热电偶浸没于介质中，通过所述第一热电偶和 所述第二热电偶的温差产生所述水位信号。
[0037] 优选地，还包括以下步骤：
[0038] 所述测量组件中的多个热电偶采集堆芯温度信号；
[0039] 将所述堆芯温度信号直接发送至安全控制系统；以及
[0040] 所述安全控制系统对所述堆芯温度信号进行实时监测。
[0041]实施本发明实施例，具有如下有益效果:本发明提供的核电厂堆芯参数监测系统 采用一体化测量组件进行堆芯内中子通量、燃料组件出口温度以及压力容器水位的测量， 极大缩小了设备占用空间，便于后期维护、更换;测量组件安装方式为从压力容器上部插入 测量，避免压力容器下部开口减少了严重事故时压力容器破裂的风险;可以实现对堆内中 子通量的实时连续监测，相比CPR1000项目的周期不连续监测，测量信息更可靠，准确度高。 此外，压力容器水位测量相比原方法测量精度更高，便于运行维护，同时免去了后期运维人 员的调校工作量。
【附图说明】
[0042] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0043] 图1为现有技术中压力容器水位监测的系统框图；
[0044] 图2为本发明一实施例提供的核电厂堆芯参数监测系统