[发明专利]管理加压水核反应堆的方法及相应的管理系统

说明书

本发明旨在提供管理加压水核反应堆的方法，该方法可以同时考虑和平衡大量的控制目标。根据本发明，这是通过用于管理加压水核反应堆(2)的方法来实现的，加压水核反应堆(2)包括反应堆堆芯(6)和用于容纳反应堆冷却剂的反应堆堆芯(6)的冷却回路(10)，反应堆的状态由多个可测量的状态变量表征，并且反应堆堆芯的反应性由多个致动变量控制并受反应堆中毒的影响，其中对于根据状态变量的轨迹(Ts)的给定的致动变量的时间依赖性轨迹(Ta)，基于状态变量的测量的当前值、计算的中毒值和反应性平衡方程来预测，该方法包括在未来时间间隔内迭代地考虑致动变量的大量随机变化的可能轨迹(Ta)，其中致动变量的每个轨迹(Ta)基于包含多个事件或不利反应堆堆芯状态的权重或惩罚值的值表分配品质因数(Σ)，事件或不利反应堆堆芯状态通过致动变量、过程变量和/或源自它们的变量的预设条件或值表征，其中选择致动变量的轨迹(Ta)使得品质因数(Σ)具有局部极值，并且其中相应的致动器相应地移动。

技术领域

本发明涉及一种管理加压水核反应堆的方法，优选地在核电站内管理加压水核反应堆的方法。本发明还涉及相应的管理系统。

背景技术

核反应堆是一个复杂的非线性系统，在很宽的时间尺度上具有复杂的动力学；对其进行全面控制并非易事。除了众所周知的热功率和冷却剂温度控制外，反应堆控制器还负责许多其他方面，如只允许在给定范围内运行的运行安全、燃耗均匀、燃耗补偿、中毒补偿、功率密度分布均匀、支持柔性电力生产、运行经济等。

全球核反应堆的管理目前基于控制技术。然而，用于此任务的传统控制技术达到其适用性极限。这种方法的主要难点是：试图解决复杂系统的逆问题、反应堆毒物及其空间分布的复杂和长时间尺度的动力学，以及控制目标的数量显著大于可用两级制动器(actors)的数量。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种控制或管理加压水核反应堆的方法，并提供一种可以同时考虑和平衡大量控制目标的相应管理系统。该方法和相应系统对于不同种类的现有或新建核反应堆应易于实施和设置。该方法和相应系统应能够进行实时控制或管理。

根据本发明，所述目的通过根据权利要求1的方法实现。相应管理系统在权利要求8中详细说明。

因此，权利要求1规定了一种管理加压水核反应堆的方法，

加压水核反应堆包括反应堆堆芯和用于容纳反应堆冷却剂的反应堆堆芯的冷却回路，

反应堆的状态由多个可测量的状态变量表征，并且反应堆堆芯的反应性由多个致动变量控制并受反应堆中毒影响，

其中对于根据状态变量的轨迹的给定的致动变量的时间依赖性轨迹，基于状态变量的测量的当前值、给定的或计算的中毒值和反应性平衡方程来预测，

该方法包括以下步骤：在未来的时间间隔内，优选地远大于一小时并且通常具有大约24小时的数量级，迭代地考虑致动变量的大量随机变化的可能轨迹。

其中驱动变量的每个轨迹基于包含多个事件或不利反应堆堆芯状态的权重或惩罚值的值表分配品质因数，所述多个事件或不利反应堆堆芯状态通过致动变量、过程变量和/或源自它们的变量的预设条件或值来表征，

其中选择致动变量的轨迹使得品质因数具有局部极值，并且

其中相应地移动或设置致动器。

在从属权利要求和随后的描述中详细说明了基本概念的进一步实施方式和改进。