本發(fā)明涉及一種壓水堆堆外核探測領(lǐng)域，尤其涉及壓水堆在零功率物理試驗時，使用反應(yīng)性儀表測量堆芯等溫度系數(shù)和控制棒價值。

背景技術(shù)：
壓水堆在零功率物理試驗時，需要用反應(yīng)性儀表測量堆芯等溫度系數(shù)和控制棒價值。此時，反應(yīng)性儀表的工作范圍一般要求為：上限電流為多普勒發(fā)熱點（約0.1%FP）對應(yīng)的電流的1/5，下限電流要大于背景噪音電流（堆芯乏燃料組件衰變產(chǎn)生的伽馬導(dǎo)致），并且上、下限電流之間距離至少相差一個量級。這樣，才能很好的滿足正常試驗期間堆芯水溫、控制棒位置等變化引起的反應(yīng)性波動。圖1給出了一個傳統(tǒng)壓水堆堆外核探測系統(tǒng)布置圖。堆芯11由若干個燃料組件組成，堆芯11外是反射層12（一般為水和少量不銹鋼組成，M310及CPR1000機組鐵水比約為1:9），堆芯和反射層被包容在壓力容器13之內(nèi)，壓力容器外在角度45°、135°、225°和315°共布置4個功率量程探測器14，在角度90°和270°布置2個中間量程探測器15，2個源量程探測器（圖中未示），試驗期間，1個或多個功率量程探測器與反應(yīng)性儀表16連接，依據(jù)功率量程探測器14測量的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)性儀測量堆芯等溫度系數(shù)和控制棒價值。然而，當堆芯燃料裝載采用低泄漏布置方式時，由于外圍組件采用深燃耗組件，功率較低，同時衰變時會產(chǎn)生更多的伽馬，在伽馬噪音的影響下，無法準確檢測，會使反應(yīng)性儀表電流難以滿足零功率物理試驗的要求，需要頻繁的調(diào)節(jié)控制棒控制堆芯反應(yīng)性。對于采用重反射層的堆芯，由于探測器處通量太低，受制于靈敏度，功率量程探測器將無法提供給反應(yīng)性儀較大的電流，也使得零功率物理試驗難以實現(xiàn)。對此，現(xiàn)有技術(shù)會考慮如何增加探測器的靈敏度或者增加中子通量，但是第一種改變成本高，第二種改變需對反射層等堆內(nèi)構(gòu)件做硬性設(shè)計改動，操作復(fù)雜。綜上，急需一種可解決上述問題的壓水堆堆外核探測系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種壓水堆堆外核探測系統(tǒng)，測量結(jié)果準確，可實施低泄漏及低低泄漏裝載方案。本發(fā)明的另一目的是提供一種壓水堆堆外核探測方法，測量結(jié)果準確，可實施低泄漏及低低泄漏裝載方案。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種壓水堆堆外核探測系統(tǒng)，用于反應(yīng)堆零功率物理試驗，該壓水堆堆外核探測系統(tǒng)包括中間量程探測器和反應(yīng)性儀，所述中間量程探測器設(shè)于反應(yīng)堆的壓力容器外并用于測量所述反應(yīng)堆的核功率，所述反應(yīng)性儀依據(jù)所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)計算堆芯反應(yīng)性。其中，該反應(yīng)性數(shù)據(jù)可用于等溫溫度系數(shù)和控制棒價值測量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使得功率量程探測器僅僅承擔正常功率運行的檢測和保護功能，將中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)輸送至反應(yīng)性儀內(nèi)。由于通常功率量程探測器對應(yīng)位置的反射層較中間量程探測器位置的反射層厚很多，采用MCNP軟件計算表明，中間量程探測器處的通量大約是功率量程探測器處通量的4倍，尤其是當采用鐵水體積比較高（比如9:1）重反射層時，中間量程探測器處的通量大約是功率量程探測器處通量的10倍。另外，中間量程的靈敏度也較功率量程高，以CPR1000機組的堆外探測器為例，功率量程和中間量程的靈敏度分別為：2.3×10-14A/(n.cm-2.s-1)和8.0×10-14A/(n.cm-2.s-1)。因此，在零功率物理試驗期間，中間量程探測器可以響應(yīng)出更大的電流，使得本發(fā)明在反應(yīng)堆零功率物理試驗時，可以進行更大波動的試驗，便于現(xiàn)場試驗的進行，檢測靈敏度高，可以實施低泄漏及低低泄漏裝載方案，提高燃料利用的經(jīng)濟型，可采用重反射層設(shè)計，從而進一步提高燃料利用的經(jīng)濟性和抗地震能力，在探測器選型期間，還可以降低對功率量程探測能力需求，降低成本；另一方面，由于功率量程探測器不接反應(yīng)性儀，可提高功率量程保護通道的完整性（功率量程探測器接反應(yīng)性儀表期間，需對其保護邏輯做退化處理）；再一方面，中間量程探測器一般采用伽馬補償電離室或裂變室，其在低功率期間抗堆芯伽馬噪音的能力比功率量程好，因此在中間量程探測器采用伽馬補償電離室或裂變室時，伽馬噪音影響小，可遠離多普勒發(fā)熱點，可減小由于反應(yīng)性儀本身帶來的測量誤差，而功率量程探測器設(shè)計上主要考慮對高功率水平的監(jiān)測，通常采用非補償電離室，低功率期間測量信號弱，儀表設(shè)備分辨精度有限；再一方面，由于中間量程探測器軸向通常只設(shè)計1個靈敏段（功率量程至少2段），根據(jù)目前反應(yīng)性儀測量棒價值等基于點堆原理，測量結(jié)果受空間位置影響很小，可有效降低實施堆腔注水改造等由于RPN（堆外核探測系統(tǒng)）外移帶來的影響。較佳地，所述反應(yīng)性儀包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過一光電隔離模塊與所述中間量程探測器之間相連，并依據(jù)所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)計算堆芯反應(yīng)性。上述方案使得技術(shù)人員可在現(xiàn)有的反應(yīng)性儀和中間量程探測器之間還設(shè)有一光電隔離器，也可以在反應(yīng)性儀的數(shù)據(jù)處理模塊之前設(shè)置一光電隔離模塊，即可防止反應(yīng)性儀對與所述中間量程探測器相連的保護系統(tǒng)的影響，無需對中間量程探測器的保護邏輯做退化處理。較佳地，所述中間量程探測器至少有三個，其中一中間量程探測器與所述反應(yīng)性儀之間還設(shè)有試驗切換開關(guān)，所述試驗切換開關(guān)一端與其中一所述中間量程探測器相連，另一端分別與一保護系統(tǒng)和所述反應(yīng)性儀相連，用于將所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)選擇切換至所述保護系統(tǒng)或所述反應(yīng)性儀內(nèi)。該方案使得零功率物理試驗時，將所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)選擇切換至所述反應(yīng)性儀內(nèi)，在正常運行時，將所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)選擇切換至所述保護系統(tǒng)內(nèi)，防止反應(yīng)性儀對保護系統(tǒng)的干擾。其中，該方案實施時需對與反應(yīng)性儀相連的中間量程探測器的保護邏輯做退化處理，防止反應(yīng)性儀對中間量程探測器的影響。較佳地，所述中間量程探測器至少有三個，其中一中間量程探測器僅與所述反應(yīng)性儀相連，并將測量的數(shù)據(jù)輸送至所述反應(yīng)性儀內(nèi)。在具體實施時，可通過增加中間量程探測通道的方法，專門增加一中間量程探測器，使得該中間量程探測器僅與反應(yīng)性儀相連，以防止反應(yīng)性儀對保護系統(tǒng)的干擾。本發(fā)明還提供了一種壓水堆堆外核探測方法，包括：使用中間量程探測器測量反應(yīng)堆的核功率；將所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)輸送至反應(yīng)性儀內(nèi)計算堆芯反應(yīng)性。其中，該反應(yīng)性數(shù)據(jù)可用于等溫溫度系數(shù)和控制棒價值測量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)輸送至反應(yīng)性儀內(nèi)，可進行更大波動的試驗，伽馬噪音影響小，可遠離多普勒發(fā)熱點，測量結(jié)果準確，可以實施低泄漏及低低泄漏裝載方案，提高燃料利用的經(jīng)濟型，可采用重反射層設(shè)計，從而進一步提高燃料利用的經(jīng)濟性和抗地震能力，測量結(jié)果受空間位置影響很小。另一方面，由于功率量程探測器不接反應(yīng)性儀，可提高功率量程保護通道的完整性（接反應(yīng)性儀表期間，需對其保護邏輯做退化處理）；再一方面，中間量程探測器一般采用伽馬補償電離室或裂變室，其在低功率期間抗堆芯伽馬噪音的能力比功率量程好，因此在中間量程探測器采用伽馬補償電離室或裂變室時，伽馬噪音影響小，可遠離多普勒發(fā)熱點，可減小由于反應(yīng)性儀本身帶來的測量誤差。再一方面，由于中間量程探測器軸向通常只設(shè)計1個靈敏段（功率量程至少2段），根據(jù)目前反應(yīng)性儀測量棒價值等基于點堆原理，測量結(jié)果受空間位置影響很小，可有效降低實施堆腔注水改造等由于RPN外移帶來的影響較佳地，所述反應(yīng)性儀包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過一光電隔離模塊與一所述中間量程探測器相連，并依據(jù)該中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)計算堆芯反應(yīng)性?？煞乐狗磻?yīng)性儀對所述中間量程探測器和與所述中間量程探測器相連的保護系統(tǒng)的影響。較佳地，所述中間量程探測器至少有三個，其中一中間量程探測器與所述反應(yīng)性儀之間還設(shè)有試驗切換開關(guān)，所述試驗切換開關(guān)將所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)選擇切換至一保護系統(tǒng)或所述反應(yīng)性儀內(nèi)。其中，該方案實施時需對與反應(yīng)性儀相連的中間量程探測器的保護邏輯做退化處理，防止反應(yīng)性儀對中間量程探測器的影響。較佳地，所述中間量程探測器至少有三個，其中一中間量程探測器僅與所述反應(yīng)性儀相連，并將測量的數(shù)據(jù)輸送至所述反應(yīng)性儀內(nèi)。在具體實施時，可通過增加中間量程探測通道的方法，專門增加一中間量程探測器，使得該中間量程探測器僅與反應(yīng)性儀相連，以防止反應(yīng)性儀對保護系統(tǒng)的干擾。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)中所述壓水堆堆外核探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明所述壓水堆堆外核探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明第一實施例中所述壓水堆堆外核探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本發(fā)明第二實施例中所述壓水堆堆外核探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖5是本發(fā)明第三實施例中所述壓水堆堆外核探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖6是本發(fā)明第四實施例中所述壓水堆堆外核探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖7是本發(fā)明所述壓水堆堆外核探測方法的流程圖。具體實施方式為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。參考圖2，本發(fā)明提供了一種壓水堆堆外核探測系統(tǒng)，用于反應(yīng)堆零功率物理試驗，其中，堆芯11由若干個燃料組件組成，堆芯11外是反射層12（一般為水和少量不銹鋼組成，M310及CPR1000機組鐵水比約為1:9），堆芯和反射層被包容在壓力容器13之內(nèi)，壓力容器外在角度45°、135°、225°和315°共布置4個功率量程探測器14，在角度90°和270°布置2個中間量程探測器15，2個源量程探測器（圖中未示），所述源量程探測器、中間量程探測器15和功率量程探測器分別測量變化范圍為不同數(shù)量級的反應(yīng)堆的核功率。與圖1中傳統(tǒng)的壓水堆堆外核探測系統(tǒng)不同的是，所述反應(yīng)性儀16接收所述中間量程探測器15測量的數(shù)據(jù)并依據(jù)所述測量的數(shù)據(jù)計算堆芯反應(yīng)性。其中，該反應(yīng)性數(shù)據(jù)可用于等溫溫度系數(shù)和控制棒價值測量。當然，所述源量程探測器、中間量程測量器15和功率量程探測器14的具體數(shù)目有技術(shù)人員依據(jù)實際需要設(shè)計，并不限制在2個、2個和4個。參考圖3，為本發(fā)明所述第一實施例，該實施例中，所述反應(yīng)性儀16與其中一所述中間量程探測器15之間還設(shè)有光電隔離模塊21，將所述中間量程探測器15測量的數(shù)據(jù)輸送至所述反應(yīng)性儀16中。其中，所述反應(yīng)性儀16包括數(shù)據(jù)處理模塊22，所述數(shù)據(jù)處理模塊22依據(jù)所述中間量程探測器15測量的數(shù)據(jù)計算堆芯反應(yīng)性。所述中間量程探測器15還與保護系統(tǒng)17相連，從而將所述測量的數(shù)據(jù)輸送至保護系統(tǒng)17中。參考圖4，為本發(fā)明所述第二實施例中，與第一實施例不同的是，該實施例中，所述反應(yīng)性儀16包括數(shù)據(jù)處理模塊22和光電隔離模塊21，所述光電隔離模塊21一端與所述中間量程探測器15相連，另一端與所述數(shù)據(jù)處理模塊22相連，從而將所述中間量程探測器15測量的數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)處理模塊22內(nèi)，所述數(shù)據(jù)處理模塊22依據(jù)所述中間量程探測器15測量的數(shù)據(jù)計算堆芯反應(yīng)性。參考圖5，為本發(fā)明第三實施例，與第一實施例不同的是，在該實施例中，中間量程探測器15有三個，所述反應(yīng)性儀16與所述中間量程探測器15之間設(shè)有一試驗切換開關(guān)23，所述試驗切換開關(guān)23一端與所述中間量程探測器15相連，另一端分別與一保護系統(tǒng)17和所述反應(yīng)性儀16相連，用于在使得零功率物理試驗時，將所述中間量程探測器15測量的數(shù)據(jù)選擇切換至所述反應(yīng)性儀16內(nèi)，在正常運行時，將所述中間量程探測器15測量的數(shù)據(jù)選擇切換至所述保護系統(tǒng)17內(nèi)。其中，該方案實施時需對與反應(yīng)性儀16相連的中間量程探測器15的保護邏輯做退化處理。當然，所述中間量程探測器還可以有4個、5個等3個以上。參考圖6，為本發(fā)明第四實施例，與第一實施例不同的是，在該實施例中，中間量程探測器15有三個，其中一所述中間量程探測器15僅與所述反應(yīng)性儀16相連，并將測量的數(shù)據(jù)輸送至所述反應(yīng)性儀16內(nèi)。該實施例在原有的中間量程探測器基礎(chǔ)上增加一路僅與反應(yīng)性儀相連的探測通道。參考圖7，本發(fā)明還公開了一種壓水堆堆外核探測方法，包括：（31）使用中間量程探測器測量反應(yīng)堆的核功率；（32）將所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)輸送至反應(yīng)性儀內(nèi)計算堆芯反應(yīng)性。其中，所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)通過光電隔離模塊輸送至所述反應(yīng)性儀的數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)。當然，所述中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)還可以通過一試驗切換開關(guān)輸送至反應(yīng)性儀內(nèi)，該試驗切換開關(guān)可將中間量程探測器測量的數(shù)據(jù)選擇切換至保護系統(tǒng)或所述反應(yīng)性儀內(nèi)。其中，該方案實施時需對與反應(yīng)性儀相連的中間量程探測器的保護邏輯做退化處理。當然，還可以增加一組可通過增加中間量程探測通道的方法，專門增加一中間量程探測器，使得該中間量程探測器僅與反應(yīng)性儀相連，以防止反應(yīng)性儀對保護系統(tǒng)的干擾。以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。