[发明专利]一种核电站一回路冷却剂泄漏的软测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电站的检测和控制领域，尤其涉及一种核电站一回路冷却剂泄漏量的软测量方法。

背景技术

压水堆核电站分为核岛和常规岛两个部分，核岛包括一回路(主要设备是反应堆、主冷却剂泵、蒸汽发生器、稳压器和相应管道)和一些安全和辅助系统，常规岛与常规火电厂蒸汽动力系统大致相同，包括汽轮机、发电机、给水泵、除氧器、冷凝器(以上称为二回路)和一些其他辅助系统。一回路和二回路的热交换过程在蒸汽发生器中进行。通常，一回路的循环介质冷却剂带有一定放射性。由于一回路涉及大量的设备、管道和阀门，在长期在高温、高压冷却剂的冲蚀下，极易产生薄弱环节或诱发边界原有缺陷、裂纹的扩展，导致一回路系统冷却剂的泄漏，当泄漏过度时，往往会导致严重事故的发生。目前的在役核电站中，一般是通过设置多种物理特性与不同量程的测量仪表如核素、压力、流量、温度、液位、辐射性等大致判断泄漏的发生。但是，由于一回路中可能的泄漏点较多，无法通过准确安装测量仪表的方式检测冷却剂泄漏量。

发明内容

本发明针对核电站一回路冷却剂泄漏无法直接检测的问题，提供一种核电站一回路冷却剂泄漏量的软测量方法，通过数学模型来在线估计和预测冷却剂泄漏量，克服现有核电站一回路冷却剂泄漏无法直接检测的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案和步骤来实现的：一种核电站一回路冷却剂泄漏的软测量方法，包括以下步骤：

(1)选择m个与一回路冷却剂泄漏量有关联的生产测量参数作为软测量模型的辅助变量，构成测量参数向量X_m。

(2)选择一回路冷却剂泄漏量作为软测量变量，构成软测量参数向量Y_m。

(3)从一回路运行中采集一组软测量建模样本集构成建模样本矩阵XX和YY，其中，是测量参数向量X_m的第i个样本点的样本值，是软测量参数向量Y_m的第i个样本点的样本值，NN是建模样本集中的样本点数。

(4)对建模样本矩阵XX和YY进行标准化、归一化处理，使得各变量均值为0、方差为1，得到输入矩阵X和输出矩阵Y。

(5)将输入矩阵X和输出矩阵Y分成训练样本矩阵X₁，Y₁和测试样本矩阵X₂，Y₂，采用基于多元统计投影原理的偏最小二乘方法在训练样本中建立软测量模型其中，θ为软测量模型参数矩阵，X₁是训练样本的输入矩阵，是训练样本的输出矩阵Y的软测量预测值，并在测试样本中进行模型验证；为保证长时间运行时软测量模型的精度，需要对软测量模型参数矩阵θ定期进行模型自动校正；

(6)将当前测量数据矩阵代入步骤(5)中的软测量模型进行预测计算，并把预测结果进行逆标准化、逆归一化处理，得到一回路冷却剂泄漏量预测数据向量。

进一步的，所述步骤(3)中，NN的取值在500到1000之间。

进一步的，所述步骤(4)具体为：

对建模样本矩阵XX和YY进行标准化、归一化处理，具体公式如下：

均值计算：

方差计算：

归一化计算：

式中，是XX的均值和方差，是YY的均值和方差，X,Y是处理后得到的建模样本输入输出矩阵。

进一步的，所述步骤(5)具体为：首先将建模样本矩阵中NN个采样数据分成训练样本矩阵X₁，Y₁和测试样本矩阵X₂，Y₂，在训练样本中采用基于多元统计投影原理的偏最小二乘方法建立偏最小二乘软测量模型P和Q分别是关于X₁和Y₁的负荷矩阵，B是内部关系系数矩阵，并在测试样本中进行模型验证。

进一步的，所述步骤(6)中，将当前测量数据矩阵代入步骤(5)中的软测量模型进行预测计算，并把预测结果进行逆标准化、逆归一化处理，采用的具体公式为：

式中，是前面进行标准化、归一化时的均值和方差。

进一步的，所述步骤(5)中，对软测量模型参数矩阵θ定期进行模型自动校正时，采用的校正公式为：