CN1118831C - 一种核电站压水反应堆堆芯功率测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站压水反应堆堆芯功率测量方法，通过测量压水反应堆内蒸汽发生器中二回路工作介质温度、压力、流量等测量值计算二回路工质通过蒸汽发生器时产生的焓升，从而得到反应堆一回路传给二回路的能量，然后再把一回路通过其他设备得到的能量和失去的能量考虑进去，由能量平衡原理计算出反应堆堆芯功率。因此，能够大大提高功率测量速度和准确度，提高核电站机组运营的经济效益。

Description

一种核电站压水反应堆堆芯功率测量方法

(一)技术领域

本发明属于核电站压水反应堆堆芯功率测量技术。

核电站运行期间，压水反应堆堆芯功率是十分重要的一个参数。只有对堆芯功率进行准确、快速的测量，才能保证反应堆安全、经济运行。如果堆芯功率测量值低于实际值，反应堆将在超过其运行参数的条件下运行，反应堆容易烧坏，从而引发反应堆事故，危及设备及人身安全。相反，如果堆芯功率测量值高于实际值，反应堆没有达到其额定运行条件，反应堆向外放出的热量及由此导致的发电量均低于设计值，机组的经济性将受到影响。

(二)背景技术

对于压水反应堆堆芯功率，国际上有用热平衡原理进行测量的。我国广东大亚湾核电站两台压水反应堆堆芯功率就是采用法国电力公司提供的热平衡法进行测量的。压水堆存在两个循环水回路，一回路工作介质吸收反应堆放热，并通过热交换器把热量传给二回路的水，二回路的水吸收热量后成为干度很高的湿饱和蒸汽，推动汽轮机作功，最终把热能变成发电机的电能。热平衡法就是通过测量二回路工作介质获得的热量，同时考虑内部热损失，计算出反应堆放出的热量，从而得到反应堆堆芯功率。通过实际测量温度、压力及流量，通过热平衡法能够比较准确地得到反应堆堆芯功率，但在法国电力公司提供的热平衡计算方法中，水和水蒸汽热力性质计算采用的是简单的二项式方法，其计算精度有待进一步的提高。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种在利用热平衡法的基础上，能够提高压水反应堆堆芯功率测量精度的测量方法。

本发明的技术方案是：一种核电站压水反应堆堆芯功率测量方法，其特征是：(1)将处理PC机和数据采集PC机相连接，数据采集PC机和隔离采集模块相连接，隔离采集模块和电站机组的端子柜连接；(2)通过隔离采集模块采集相关参数，并将采集到的参数输入到采集PC机，利用采集PC机的数据，通过运行处理PC机中的程序，就可以得到反应堆堆芯功率，其具体步骤是：

1)将测量时需要的恒量数据输入到处理PC机中，这些数据包括：①参考温度下蒸汽管道直径D、蒸汽发生器出口到压力变送器接口的长度L、压力变送器和蒸汽管轴线间的高度差Δz、摩阻系数λ；②参考温度下主给水***管道直径D₁、从主给水***到蒸汽发生器入口的长度L₁、压力变送器和给水管轴间的高度差Δz₁、摩阻系数λ1，③参考温度下的给水孔板直径d_e、参考温度下给水导管圆截面直径D_e，④参考温度下的排污孔板直径d_p，参考温度下排污导管圆截面直径D_p；

2)通过隔离采集模块采集动量参数，这些数据包括：①蒸汽发生器出口压力P_VVP、蒸汽平均流速V、蒸汽发生器出口蒸汽品质x②蒸汽发生器入口压力P_are，③给水差压Δp_ei，④排污差压Δp_pi；

3)处理PC机利用动量参数和恒量参数进行计算，计算出蒸汽发生器二回路的给水流量、排污流量、蒸汽流量、给水焓、排污焓、出口湿蒸汽焓以及其他热源传给反应堆冷却***的热量，具体运算办法是：①计算每个二回路湿蒸汽焓：根据公式 $P=\mathrm{Pvvp}+{\mathrm{\ρ}}^{\′}\mathrm{g\Δz}+\frac{1}{2}{\left(\frac{4}{{\mathrm{\πD}}^2}\right)}^2\frac{Q^2}{\mathrm{\ρ}}+\mathrm{\λ}\frac{8L{Q}^2}{{\mathrm{\ρ\π}}^2{D}^5}$ ，计算出蒸汽发生器出口压力，根据此压力数值，通过ASME公式计算出此压力下饱和水和饱和干蒸汽的焓值，再根据湿蒸汽的干度得到湿蒸汽的焓值，具体计算公式如下： $\mathrm{\β}=\frac{P}{P_c}$ 为相对压力， $\mathrm{\θ}=\frac{T}{T_C}$ 为相对温度， $X=\frac{V}{V_C}$ 为相对比容， $\mathrm{\ϵ}=\frac{h}{p_C{V}_C}$ 为相对焓，其中P_c、T_c、V_c均为临界点的值，当已知饱和水或饱和蒸汽的压力时，可由下式叠代求得饱和温度： $\mathrm{\β}\left(\mathrm{\θ}\right)=\exp (\frac{1}{\mathrm{\θ}}\frac{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{k}_i{(1-\mathrm{\θ})}^i}{1+k_6(1-\mathrm{\θ})+k_7{(1-\mathrm{\θ})}^2}-\frac{(1-\mathrm{\θ})}{k_8{(1-\mathrm{\θ})}^2+k_9})$ 未饱和水及饱和水的计算公式为：x₁＝A₁₁a₅Z^-5/17+{A₁₂+A₁₃θ+A₁₄θ²+A₁₅(a₆-θ)¹⁰+A₁₆(a₇+θ¹⁹)^-1}

-(a₈+θ¹¹)^-1(A₁₇+2A₁₈β+3A₁₉β²)

-A₂₀θ¹⁸(a₉+θ²){-3(a₁₀+β)^-4+a₁₁}+3A₂₁(a₁₂-θ)β²

+4A₂₂θ^-20β³其中：

      Z＝Y+(a₃Y²-2a₄θ+2a₅β)^1/2

      Y＝1-a₁θ²-a₂θ^-6 ${\mathrm{\ϵ}}_1=a_0+A_0\mathrm{\θ}-\underset{v=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}(v-2)A_v{\mathrm{\θ}}^{v-1}+A_{11}\[Z\{17(\frac{Z}{29}-\frac{Y}{12})+5\mathrm{\θ}\frac{Y^{\′}}{12}\}+a_4\mathrm{\θ}-(a_3-1)\mathrm{\θY}{Y}^{\′}\]Z^{-5/17}$ $+\{A_{12}-A_{14}{\mathrm{\θ}}^2+A_{15}(9\mathrm{\θ}+a_6){(a_6-\mathrm{\θ})}^9+A_{16}({20\mathrm{\θ}}^{19}+a_7){(a_7+{\mathrm{\θ}}^{19})}^{-2}\}\mathrm{\β}$ $-({12\mathrm{\θ}}^{11}+a_8){(a_8+{\mathrm{\θ}}^{11})}^{-2}(A_{17}\mathrm{\β}+A_{18}{\mathrm{\β}}^2+A_{19}{\mathrm{\β}}^3)+A_{20}{\mathrm{\θ}}^{18}({17a}_9+{19\mathrm{\θ}}^2)\{{(a_{10}+\mathrm{\β})}^{-3}+a_{11}\mathrm{\β}\}$ $A_{21}{a}_{12}{\mathrm{\β}}^3+21A_{22}{\mathrm{\θ}}^{-20}{\mathrm{\β}}^4$ 饱和蒸汽的计算公式为： $X_2=I_1\mathrm{\θ}/\mathrm{\β}-\underset{\mathrm{\μ}=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\μ}{\mathrm{\β}}^{\mathrm{\μ}-1}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{B_{\mathrm{\μv}}X}^{z(\mathrm{\μ},v)}-\underset{\mathrm{\μ}=6}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{(\mathrm{\μ}-2){\mathrm{\β}}^{1-\mathrm{\μ}}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\μv}}{X}^{z(\mathrm{\μ},v)}}{{\{{\mathrm{\β}}^{2-\mathrm{\μ}}+\underset{\mathrm{\λ}=1}{\overset{1\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\mathrm{\μ\λ}}{X}^{x(\mathrm{\μ},\mathrm{\λ})}\}}^2}$ $+11\left(\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{\β}}_L}\right)\underset{v=0}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{9v}{X}^v$

其中：

X＝exp{b(1-θ)} ${\mathrm{\ϵ}}_2=a_0+B_0\mathrm{\θ}-\underset{v=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{0v}(v-2){\mathrm{\θ}}^{v-1}-\underset{\mathrm{\μ}=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}^{\mathrm{\μ}}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{\mathrm{\μv}}(1+z(\mathrm{\μ},v)\mathrm{b\θ})X^{z(\mathrm{\μ},v)}$

$+\mathrm{\β}{\left(\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{\β}}_L}\right)}^{10}\underset{v=0}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}\[\{1+\mathrm{\θ}(\frac{10{\mathrm{\β}}_L^{\′}}{{\mathrm{\β}}_L}+\mathrm{vb})\}{B}_{9v}{X}^v\]$ 上述各公式中各量的赋值如下：I1＝4.260321148A0＝6824.687741，A1＝-542.2063673，A2＝-20966.66205，A3＝39412.86787A4＝-67332.77739，A5＝99023.81028，A6＝-109391.1774，A7＝85908.41667A8＝-45111.68742，A9＝14181.38926，A10＝-2017.271113，A11＝7.982692717A12＝-0.02616571843，A13＝0.00152241179，A14＝0.02284279054，A15＝242.1647003，A16＝1.269716088E-10，A17＝2.074838328E-07A18＝2.17402035E-08，A19＝1.105710498E-09，A20＝12.93441934A21＝0.00001308119072，A22＝6.047626338E-14a1＝0.8438375405，a2＝0.0005362162162，a3＝1.72，a4＝0.07342278489a5＝0.0497585887，a6＝0.65371543，a7＝0.00000115，a8＝0.000015108a9＝0.14188，a10＝7.002753165，a11＝0.0002995284926，a12＝0.204B0＝16.83599274，B01＝28.56067796，B02＝-54.38923329，B03＝0.4330662834，B04＝-0.6547711697，B05＝0.08565182058B11＝0.06670375918，B12＝1.388983801，B21＝0.08390104328B22＝0.02614670893，B23＝-0.03373439453，B31＝0.4520918904B32＝0.1069036614，B41＝-0.5975336707，B42＝-0.08847535804B51＝0.5958051609，B52＝-0.5159303373，B53＝0.2075021122B61＝0.1190610271，B62＝-0.09867174132，B71＝0.1683998803B72＝-0.05809438001，B81＝0.006552390126，B82＝0.0005710218649B90＝193.6587558，B91＝-1388.522425，B92＝4126.607219B93＝-6508.211677，B94＝5745.984054，B95＝-2693.088365B96＝523.5718623b＝0.7633333333，b61＝0.4006073948，b71＝0.08636081627b81＝-0.8532322921，b82＝0.3460208861n(1)＝2，n(2)＝3，n(3)＝2，n(4)＝2，n(5)＝3，n(6)＝2，n(7)＝2n(8)＝2z(1，1)＝13，z(2，1)＝18，z(3，1)＝18，z(4，1)＝25，z(5，1)＝32z(6，1)＝12，z(7，1)＝24，z(8，1)＝24，z(1，2)＝3，z(2，2)＝2z(3，2)＝10，z(4，2)＝14，z(5，2)＝28，z(6，2)＝11，z(7，2)＝18z(8，2)＝14，z(2，3)＝1，z(5，3)＝24l(6)＝1，l(7)＝1，l(8)＝2x(6，1)＝14，x(7，1)＝19，x(8，1)＝54x(8，2)＝27k1＝-7.691234564，k2＝-26.08023696，k3＝-168.1706546k4＝64.23285504，k5＝-118.9646225，k6＝4.16711732k7＝20.97506，k8＝1.0E10，k9＝9Tc＝647.3K，Pc＝22120000N/m²，Vc＝0.00317m³/kgH_esi＝ε_1i*PcVc H_vsi＝ε_2i*PcVcH_vi＝x_i*H_vsi+(1-x_i)*H_esi＝x_i*ε_2i*PcVc+(1-x_i)*ε_1i*PcVc②计算每个二回路的给水焓：根据公式 $P=P_{\mathrm{ARE}}+{\mathrm{\ρ}}^{\′}\mathrm{g\Δz}+\frac{1}{2}{\left(\frac{4}{{\mathrm{\πD}}^2}\right)}^2\frac{Q^2}{\mathrm{\ρ}}-\mathrm{\λ}\frac{{8\mathrm{LQ}}^2}{{\mathrm{\ρ\π}}^2{D}^5}$ 计算出蒸汽发生器入口压力，在实际测量温度T1的基础上进行修正得出给水温度值，然后通过ASME公式计算出给水焓，具体公式是： ${\mathrm{\ϵ}}_1=a_0+A_0\mathrm{\θ}-\underset{v=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}(v-2)A_v{\mathrm{\θ}}^{v-1}+A_{11}\[Z\{17(\frac{Z}{29}-\frac{Y}{12})+5\mathrm{\θ}\frac{Y^{\′}}{12}\}+a_4\mathrm{\θ}-(a_3-1)\mathrm{\θY}{Y}^{\′}\]Z^{-5/17}$ $+\{A_{12}-A_{14}{\mathrm{\θ}}^2+A_{15}(9\mathrm{\θ}+a_6){(a_6-\mathrm{\θ})}^9+A_{16}({20\mathrm{\θ}}^{19}+a_7){(a_7+{\mathrm{\θ}}^{19})}^{-2}\}\mathrm{\β}$ $-({12\mathrm{\θ}}^{11}+a_8){(a_8+{\mathrm{\θ}}^{11})}^{-2}(A_{17}\mathrm{\β}+A_{18}{\mathrm{\β}}^2+A_{19}{\mathrm{\β}}^3)+A_{20}{\mathrm{\θ}}^{18}({17a}_9+{19\mathrm{\θ}}^2)\{{(a_{10}+\mathrm{\β})}^{-3}+a_{11}\mathrm{\β}\}$ $+A_{21}{a}_{12}{\mathrm{\β}}^3+{21A}_{22}{\mathrm{\θ}}^{-20}{\mathrm{\β}}^4$ 给水焓Hei＝ε_1i*PcVc③计算每个二回路排污焓：排污焓取蒸汽发生器出口处饱和水的焓，即Hei＝ε_1i*PcVc④计算每个二回路给水流量，具体公式如下： $Q_{\mathrm{ei}}=C_{\mathrm{ei}}\·E_{\mathrm{ei}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ei}}{{\mathrm{\πd}}_{\mathrm{ei}}}^2/4\·\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ei}}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{ei}}}={\mathrm{\α}}_{\mathrm{ei}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ei}}\·{{\mathrm{\πd}}_{\mathrm{ei}}}^2/4\·\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ei}}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{ei}}}$ 其中：Q_ei为给水流量，C_ei为流出系数，E_ei＝1/(1-β_ei ⁴)^1/2，β_ei＝d_e’/D_e’，d_e’为运行工况下的孔板直径，是参考温度下d_e的修正值，D_e’为运行工况下导管圆截面直径，是参考温度下D_e的修正值，ε_e为流体的膨胀因子，ρ_e为装置上游流体密度，ΔP_e为压差，α_e为流量系数，流出系数C_ei由Stolz方程得到： $C_e=C_{1e}+C_{2e}{\left(\frac{{10}^6}{{\mathrm{Re}}_{\mathrm{De}}}\right)}^{0.75}$ 其中： $C_{1e}=0.5959+0.0312{\mathrm{\βe}}^{2.1}-0.1840{{\mathrm{\β}}_e}^8+0.090L_{1e}\frac{{\mathrm{\βe}}^4}{1-{\mathrm{\βe}}^4}-0.0337L_{2e}^{\′}{\mathrm{\βe}}^3$

C_2e＝0.0029βe^2.5 ${\mathrm{Re}}_{\mathrm{De}}=\frac{\mathrm{vDe}}{\mathrm{\μe}}=\frac{4\mathrm{Qe}}{\mathrm{\π\μDe}}$ 为雷诺数μ_e为运行工况下的粘度，β_ei＝d_e’/D_e’为直径比，L_1e为孔板上游面至上游取压孔间的距离与管道直径之比L_2e’为孔板下游面至下游取压孔间的距离与管道直径之比⑤计算每个二回路的排污流量，排污流量的计算公式为： $Q_{\mathrm{pi}}=C_{\mathrm{pi}}\·E_{\mathrm{pi}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{pi}}{{\mathrm{\πd}}_{\mathrm{pi}}}^2/4\·\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{pi}}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{pi}}}={\mathrm{\α}}_{\mathrm{pi}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{pi}}{{\mathrm{\πd}}_{\mathrm{pi}}}^2/4\·\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{pi}}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{pi}}}$ 其中：Q_pi为排污流量，C_pi为流出系数，E_pi＝1/(1-β_pi ⁴)^1/2，β_pi＝d_pi’/D_pi，d_pi’，为运行工况下的孔板直径，是参考温度下d_pi的修正值，D_pi’为运行工况下导管圆截面直径，是参考温度下D_pi的修正值，ε_pi为流体的膨胀因子，ρ_pi为装置上游流体密度，ΔP_pi为压差，α_pi为流量系数，流出系数C_pi由Stolz方程得到： $C_p=C_{1p}+C_{2p}{\left(\frac{{10}^6}{{\mathrm{Re}}_{\mathrm{Dp}}}\right)}^{0.75}$ 其中： $C_{1p}=0.5959+0.0312{{\mathrm{\β}}_p}^{2.1}-0.1840{{\mathrm{\β}}_p}^8+0.090L_{1p}\frac{{{\mathrm{\β}}_p}^4}{1-{{\mathrm{\β}}_p}^4}-0.0337L_{2p}^{\′}{{\mathrm{\β}}_p}^3$ C_2p＝0.0029β_p ^2.5 ${\mathrm{Re}}_{\mathrm{Dp}}=\frac{v{D}_p}{{\mathrm{\μ}}_p}=\frac{4Q_p}{\mathrm{\π}{\mathrm{\μ}}_p{D}_p}$ 为雷诺数μ_p为运行工况下的粘度，βp_i＝d_p’/D_p’为直径比，L_1p为孔板上游面至上游取压孔间的距离与管道直径之比L_2p’为孔板下游面至下游取压孔间的距离与管道直径之比⑥计算其他热源传给反应堆冷却***的热量WΔpr，计算公式为：交换能量＝主泵带入的热量+补给泵带入的热量+稳压加热器带入的热量-(非再生热交换器带走的热量+密封水换热器带走的热量+反应堆冷却***带走的热量+***热损失)，正常工况下WΔpr的数值变化不大，故可取常数，反应堆回路总的热损失取值为11MW。4)利用上述每个二回路的运算值，计算核反应堆堆芯功率，计算公式为： $\mathrm{WR}=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\[(\mathrm{Hvi}-\mathrm{Hei})\mathrm{Qei}-(\mathrm{Hvi}-\mathrm{Hpi})\mathrm{Qpi}\]-\mathrm{W\ΔPr}$

本发明的工作原理是：通过压水反应堆内蒸汽发生器中二回路工作介质温度、压力、流量等测量值计算二回路工质通过蒸汽发生器时产生的焓升，从而得到反应堆一回路传给二回路的能量，然后再把一回路通过其他设备得到的能量和失去的能量考虑进去，由能量平衡原理求出反应堆堆芯功率。具体说明如下：

热平衡法是在测量压水反应堆内蒸汽发生器中二回路工作介质温度、压力、流量等物理参数的基础上，计算出二回路工质通过蒸汽发生器时产生的焓升，从而得到反应堆一回路传给二回路的能量，然后再把一回路通过其它设备得到的能量和失去的能量考虑进去，由能量平衡原理求出反应堆堆芯热功率。在稳态运行模式下，可得到如下能量平衡方程： $\mathrm{WR}=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{WS}{G}_i-\mathrm{W\ΔPr}---\left(1\right)$ 其中：

WR为反应堆堆芯(NSSS)热功率(MW)

WSGi为第i个蒸汽发生器内二回路工作介质获得的热功率(MW)

WΔPr为单位时间里其它热源传给反应堆冷却***的热量(MW)

公式(1)由热平衡关系得来，即蒸汽发生器的热量是由反应堆和其它热源提供的，所以蒸汽发生器得到的热量减去其它热源提供的热量即为反应堆堆芯热功率。

某一蒸汽发生器中二回路工质获得的热量由如下计算公式求得：

  WSG＝HvQv+HpQp-HeQe         (2)

  Qv＝Qe-Qp                   (3)

式中各符号的含义为：Qe为蒸汽发生器二回路给水流量(kg/s)，Qp为蒸汽发生器二回路排污流量(kg/s)，Qv为蒸汽发生器二回路蒸汽流量(kg/s)，He为蒸汽发生器二回路给水焓(kJ/kg)，Hp为蒸汽发生器二回路排污焓(kJ/kg)，Hv为蒸汽发生器二回路出口湿蒸汽焓(kJ/kg)。

公式(2)、(3)的含义为每秒钟质量为Qe、比焓为He的未饱和水由蒸汽发生器二回路入口进入蒸汽发生器，经蒸汽发生器加热后，由两个出口流出。一个是排污出口，流出质量流量为Qp、比焓为Hp的饱和水。另一个是湿蒸汽出口，流出质量流量为Qv、比焓为Hv的湿蒸汽。

把(3)代入(2)得到：

  WSG＝(Hv-He)Qe-(Hv-Hp)Qp    (4)

湿蒸汽的焓可表示为：

  Hv＝x Hvs+(1-x)Hes          (5)

x为蒸汽发生器出口蒸汽品质(无量纲)，1-x为蒸汽发生器出口蒸汽中水的含量(无量纲)，Hes为饱和水的焓(kJ/kg)，Hvs为饱和蒸汽的焓(kJ/kg)。公式(5)的含义为：湿蒸汽由两部分组成，一部分是饱和蒸汽，质量百分含量为x；另一部分是同温度的饱和水，质量百分含量为1-x。

把(4)带入(1)中得到： $\mathrm{WR}=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\[(\mathrm{Hvi}-\mathrm{Hei})\mathrm{Qei}-(\mathrm{Hvi}-\mathrm{Hpi})\mathrm{Hpi}\]-\mathrm{W\ΔPr}---\left(6\right)$

湿蒸汽焓值Hv由蒸汽发生器蒸汽出口的压力确定。假定三个蒸汽发生器的蒸汽品质相同且为常数。压力P由测量值Pvvp经修正得到，修正项有动压Pd、蒸汽发生器出口至压力变送器的压力损失ΔP、压力变送器与管道轴线高度差引起的位置压差Pz。 $\mathrm{Pd}=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρV}}^2=\frac{1}{2}{\left(\frac{4}{{\mathrm{\πD}}^2}\right)}^2\frac{Q^2}{\mathrm{\ρ}}$

Pz＝ρ′gΔz $\mathrm{\ΔP}=\mathrm{\λ}\frac{L}{D}\frac{\mathrm{\ρ}}{2}{V}^2=\mathrm{\λ}\frac{{8\mathrm{LQ}}^2}{{\mathrm{\ρ\π}}^2{D}^5}$

其中：V为蒸汽平均流速(m/s)，Q为蒸汽质量流量(kg/s)，ρ为蒸汽密度(kg/m³)，D为蒸汽管道直径(m)，L为蒸汽发生器出口到压力变送器接口的长度(m)，ρ′为导管中水的密度(kg/m³)，Δz为压力变送器和蒸汽管轴线间的高度差(m)，λ为摩阻系数，与雷诺数和管道相对粗糙度有关。因此蒸汽发生器出口压力为： $P=\mathrm{Pvvp}+{\mathrm{\ρ}}^{\′}\mathrm{g\Δz}+\frac{1}{2}{\left(\frac{4}{{\mathrm{\πD}}^2}\right)}^2\frac{Q^2}{\mathrm{\ρ}}+\mathrm{\λ}\frac{{8\mathrm{LQ}}^2}{{\mathrm{\ρ\π}}^2{D}^5}---\left(7\right)$

由上式得到蒸汽发生器出口湿蒸汽的压力后，可由水和水蒸汽热力性质计算公式求得此压力下饱和水和干饱和蒸汽的焓值，然后由湿蒸汽干度得到湿蒸汽的焓值。水和水蒸汽热力性质的计算公式为美国机械工程师协会提供的ASME公式，该公式由美国、原苏联、德国、日本等国科学家根据各自的实验数据整理后得到，在国际上具有较大的权威性。

水和水蒸汽按温度、压力分为四个区域，在各区中ASME公式分别给出了以相对温度为自变量的相对压力、相对比容、相对焓和相对熵的代数表达式。由于KME***中仅用到其中两个区域的一部分公式，故这里只列出这些公式。变量定义： $\mathrm{\β}=\frac{P}{P_C}$ 为相对压力， $\mathrm{\θ}=\frac{T}{T_C}$ 为相对温度， $X=\frac{V}{V_C}$ 为相对比容 $\mathrm{\ϵ}=\frac{h}{p_C{V}_C}$ 为相对焓

其中P_C、T_C、V_C均为临界点的值。当已知饱和水或饱和蒸汽的压力时，可由下式叠代求得饱和温度： $\mathrm{\β}\left(\mathrm{\θ}\right)=\exp (\frac{1}{\mathrm{\θ}}\frac{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{k}_i{(1-\mathrm{\θ})}^i}{1+k_6(1-\mathrm{\θ})+k_7{(1-\mathrm{\θ})}^2}-\frac{(1-\mathrm{\θ})}{k_8{(1-\mathrm{\θ})}^2+k_9})---\left(10\right)$ 未饱和水及饱和水的计算公式为：x₁＝A₁₁a₅Z^-5/17+{A₁₂+A₁₃θ+A₁₄θ²+A₁₅(a₆-θ)¹⁰+A₁₆(a₇+θ¹⁹)^-1}

-(a₈+θ¹¹)^-1(A₁₇+2A₁₈β+3A₁₉β²)

                                                            (11)

-A₂₀θ¹⁸(a₉+θ²){-3(a₁₀+β)^-4+a₁₁}+3A₂₁(a₁₂-θ)β²

+4A₂₂θ^-20β³

               Z＝Y+(a₃Y²-2a₄θ+2a₅β)^1/2

其中：

               Y＝1-a₁θ²-a₂θ^-6 ${\mathrm{\ϵ}}_1=a_0+A_0\mathrm{\θ}-\underset{v=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}(v-2)A_v{\mathrm{\θ}}^{v-1}+A_{11}\[Z\{17(\frac{Z}{29}-\frac{Y}{12})+5\mathrm{\θ}\frac{Y^{\′}}{12}\}+a_4\mathrm{\θ}-(a_3-1)\mathrm{\θY}{Y}^{\′}\]Z^{-5/17}$ $+\{A_{12}-A_{14}{\mathrm{\θ}}^2+A_{15}(9\mathrm{\θ}+a_6){(a_6-\mathrm{\θ})}^9+A_{16}({20\mathrm{\θ}}^{19}+a_7){(a_7+{\mathrm{\θ}}^{19})}^{-2}\}\mathrm{\β}$ $-({12\mathrm{\θ}}^{11}+a_8){(a_8+{\mathrm{\θ}}^{11})}^{-2}(A_{17}\mathrm{\β}+A_{18}{\mathrm{\β}}^2+A_{19}{\mathrm{\β}}^3)+A_{20}{\mathrm{\θ}}^{18}({17a}_9+{19\mathrm{\θ}}^2)\{{(a_{10}+\mathrm{\β})}^{-3}+a_{11}\mathrm{\β}\}$ $+A_{21}{a}_{12}{\mathrm{\β}}^3+{21A}_{22}{\mathrm{\θ}}^{-20}{\mathrm{\β}}^4---\left(12\right)$

饱和蒸汽的计算公式为： $X_2=I_1\mathrm{\θ}/\mathrm{\β}-\underset{\mathrm{\μ}=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\μ\β}}^{\mathrm{\μ}-1}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{\mathrm{\μv}}{X}^{z(\mathrm{\μ},v)}-\underset{\mathrm{\μ}=6}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{(\mathrm{\μ}-2){\mathrm{\β}}^{1-\mathrm{\μ}}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\μv}}{X}^{z(\mathrm{\μ},v)}}{\{{\mathrm{\β}}^{2-\mathrm{\μ}}+\underset{\mathrm{\λ}=1}{\overset{1\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\mathrm{\μ\λ}}{X}^{x(\mathrm{\μ},\mathrm{\λ})}{\}}^2}---\left(13\right)$ $+11\left(\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{\β}}_L}\right)\underset{v=0}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{9v}{X}^v$

其中：

               X＝exp{b(1-θ)} ${\mathrm{\ϵ}}_2=a_0+B_0\mathrm{\θ}-\underset{v=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{0v}(v-2){\mathrm{\θ}}^{v-1}-\underset{\mathrm{\μ}=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}^{\mathrm{\μ}}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{\mathrm{\μv}}(1+z(\mathrm{\μ},v)\mathrm{b\θ})X^{z(\mathrm{\μ},v)}$

$+\mathrm{\β}{\left(\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{\β}}_L}\right)}^{10}\underset{v=0}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}\[\{1+\mathrm{\θ}(\frac{{10\mathrm{\β}}_L^{\′}}{{\mathrm{\β}}_L}+\mathrm{vb})\}{B}_{9v}{X}^x$

通过测量蒸汽发生器进口处的温度和压力值可得到给水焓：在已知蒸汽发生器入口给水压力和给水温度时，可由水和水蒸汽热力性质计算公式ASME公式求得此压力和温度下水的焓值。

压力可由主给水***上游测得静压PARE经修正得到，修正项有动压Pd、压力损失ΔP、位置压差Pz。 $\mathrm{Pd}=\frac{1}{2}{\mathrm{\ρV}}^2=\frac{1}{2}{\left(\frac{4}{{\mathrm{\πD}}^2}\right)}^2\frac{Q^2}{\mathrm{\ρ}},\mathrm{Pz}={\mathrm{\ρ}}^{\′}\mathrm{g\Δz},$ $\mathrm{\ΔP}=\mathrm{\λ}\frac{L}{D}\frac{\mathrm{\ρ}}{2}{V}^2=\mathrm{\λ}\frac{{8\mathrm{LQ}}^2}{{\mathrm{\ρ\π}}^2{D}^5}$

其中：V为给水平均流速(m/s)，Q为给水质量流量(kg/s)，D为主给水***管道直径(m)，L为从主给水***到蒸汽发生器入口的长度(m)，ρ′为变送器导管中水的密度(kg/m³)，Δz为压力变送器和给水管轴间的高度差(m)，λ为摩阻系数，与雷诺数和管道相对粗糙度有关。

因此蒸汽发生器入口压力为： $P=P_{\mathrm{ARE}}+{\mathrm{\ρ}}^{\′}\mathrm{g\Δz}+\frac{1}{2}{\left(\frac{4}{{\mathrm{\πD}}^2}\right)}^2\frac{Q^2}{\mathrm{\ρ}}-\mathrm{\λ}\frac{{8\mathrm{LQ}}^2}{{\mathrm{\ρ\π}}^2{D}^5}---\left(5\right)$

在温度测量值的基础上，考虑主给水***管道到蒸汽发生器入口之间的热损失，可得到给水温度值。热损失数值由换热系数和管道表面积计算得到。

排污焓取蒸汽发生器出口处饱和水的焓。焓值的计算方法参照湿蒸汽焓值的计算方法，压力为测量得到的蒸汽压力。

给水流量Qe由孔板流量计测量，根据国际标准ISO5167-1-92(NFX10-102的替代标准)的有关规定，测量孔板前后流体压差和流体密度，由密度和压差计算出给水流量。

流体密度由压力和温度得到。考虑孔板截面积，可得到流体流量的计算公式： $Q=C\·E\·\mathrm{\ϵ}\·\mathrm{\π}{d}^2/4\·\sqrt{2\mathrm{\ρ\ΔP}}=\mathrm{\α}\·\mathrm{\ϵ}\·\mathrm{\π}{d}^2/4\·\sqrt{2\mathrm{\ρ\ΔP}}---\left(16\right)$ 其中：Q为流量(kg/s)，C为流出系数(无量纲)，该系数根据NFX10-102标准计算得到。E为渐进速度系数(无量纲)，E＝1/(1-β⁴)^1/2，其中：β为直径比(无量纲)，β＝d/D，d为运行工况下的孔板直径(m)，D为运行工况下导管圆截面直径(m)，注意：D和d应由板材和管材的膨胀因子进行修正。ε为流体的膨胀因子(无量纲)，不可压缩流体ε＝1，ρ为装置上游流体密度(kg/m³)，ΔP为压差(Pa)，α为流量系数(无量纲)流出系数C由Stolz方程得到： $C=C_1+C_2{\left(\frac{{10}^6}{{\mathrm{Re}}_D}\right)}^{0.75}$ 其中： $C_1=0.5959+0.0312{\mathrm{\β}}^{2.1}-0.1840{\mathrm{\β}}^8+0.090L_1\frac{{\mathrm{\β}}^4}{1-{\mathrm{\β}}^4}-0.0337L_2^{\′}{\mathrm{\β}}^3$ $C_2=0.0029{\mathrm{\β}}^{2.5},{\mathrm{Re}}_D=\frac{\mathrm{vD}}{\mathrm{\μ}}=\frac{4Q}{\mathrm{\π\μD}}$ 为雷诺数，μ为运行工况下的粘度(kg/s.m)，β＝d/D为直径比，L1＝e1/D为孔板上游面至上游取压孔间的距离与管道直径之比，L‘₂＝e2/D为孔板下游面至下游取压孔间的距离与管道直径之比。

排污流量的计算方法与给水流量的计算方法相同，在此不再赘述。

其它热源传输给反应堆冷却***的热功率(WΔPr)：

输入的热量有：主泵带入的热量、补给泵带入的热量、稳压加热器带入的热量。输出的热量有：非再生热交换器带走的热量，密封水换热器带走的热量，反应堆冷却***带走的热量，***热损失。

以上各项热量可根据有关设备的运行情况由能量平衡法求得。具体方法为：由压力、温度及流量测量值得到有关设备的输入能量和输出能量，二者之差即为该设备与蒸汽发生器之间交换的能量。正常工况下WΔPr的数值变化不大，故可取常数。按照以往的运行经验三个回路总的热损失取为11MW。

本发明的优点是：通过测量压水反应堆内蒸汽发生器中二回路工作介质温度、压力、流量等测量值计算二回路工质通过蒸汽发生器时产生的焓升，从而得到反应堆一回路传给二回路的能量，然后再把一回路通过其他设备得到的能量和失去的能量考虑进去，由能量平衡原理计算出反应堆堆芯功率。因此，能够大大提高功率测量速度和准确度，提高核电站机组运营的经济效益。

(四)附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明压水反应堆一回路和二回路结构示意图；

图2是本发明的测量和计算设备连接框图；

图3是本发明的执行程序逻辑框图。

图1中，压水反应堆一回路和二回路通过蒸汽发生器相互联系。

图2中，处理PC机和数据采集PC机相连接，数据采集PC机和隔离采集模块相连接，隔离采集模块和现成测量信号线连接。

图3中，将恒量参数输入到处理PC机，处理PC机加电开始运行后，处理PC机利用动量参数和恒量参数进行计算，计算出蒸汽发生器每个二回路的给水流量、排污流量、蒸汽流量、给水焓、排污焓、出口湿蒸汽焓以及其他热源传给反应堆冷却***的热量，最后计算出压水反应堆堆芯功率。

(五)具体实施方式

为了验证上述测量方法的测量效果，通过广东大亚湾核电站的实时数据进行计算，计算结果如下表所示：

热功率计算值(MW)	260.5	509.8	1380.1	1727.0	2121.8
						热功率实际值(MW)	260.8	510.8	1381.4	1728.6	2123.6
热功率计算误差(MW)	-0.3	-0.5	-1.3	-1.6	-1.8
						热功率计算值(MW)	2359.4	2428.5	2544.0	2882.8	2899.1
热功率实际值(MW)	2361.4	2430.6	2546.2	2885.4	2901.7
						热功率计算误差(MW)	-2.0	-2.1	-2.2	-2.6	-2.6

上表计算结果表明：此种测量方法得到的核反应堆芯功率计算值与实际值相差很小，最大绝对误差为2、6MW，不足满量程的1％。

Claims (1)

1、一种核电站压水反应堆堆芯功率测量方法，其特征是：

(1)将处理PC机和数据采集PC机相连接，数据采集PC机和隔离采集模块相连接，隔离采集模块和现场测量信号线连接；

(2)通过隔离采集模块采集相关参数，并将采集到的参数输入到采集PC机，利用采集PC机的数据，通过运行处理PC机中的程序，就可以得到反应堆堆芯功率，其具体步骤是：

1)将测量时需要的恒量数据输入到处理PC机中，这些数据包括：①参考温度下蒸汽管道直径D、蒸汽发生器出口到压力变送器接口的长度L、压力变送器和蒸汽管轴线间的高度差Δz、摩阻系数λ；②参考温度下主给水***管道直径D₁、从主给水***到蒸汽发生器入口的长度L₁、压力变送器和给水管轴间的高度差Δz₁、摩阻系数λ1，③参考温度下的给水孔板直径d_e、参考温度下给水导管圆截面直径D_e，④参考温度下的排污孔板直径d_p，参考温度下排污导管圆截面直径D_p；

2)通过隔离采集模块采集动量参数，这些数据包括：①蒸汽发生器出口压力P_VVP、蒸汽平均流速V、蒸汽发生器出口蒸汽品质x②蒸汽发生器入口压力P_ARE，③给水差压Δp_ei，④排污差压Δp_pi；

3)处理PC机利用动量参数和恒量参数进行计算，计算出蒸汽发生器二回路的给水流量、排污流量、蒸汽流量、给水焓、排污焓、出口湿蒸汽焓以及其他热源传给反应堆冷却***的热量，具体运算办法是：

①计算每个二回路湿蒸汽焓：根据公式 $P=\mathrm{Pvvp}+{\mathrm{\ρ}}^{\′}\mathrm{g\Δz}+\frac{1}{2}{\left(\frac{4}{\mathrm{\π}{D}^2}\right)}^2\frac{Q^2}{\mathrm{\ρ}}+\mathrm{\λ}\frac{8L{Q}^2}{\mathrm{\ρ}{\mathrm{\π}}^2{D}^5}$ ，计算出蒸汽发生器出口压力，根据此压力数值，通过ASME公式计算出此压力下饱和水和饱和干蒸汽的焓值，再根据湿蒸汽的干度得到湿蒸汽的焓值，具体计算公式如下： $\mathrm{\β}=\frac{P}{P_C}$ 为相对压力， $\mathrm{\θ}=\frac{T}{T_C}$ 为相对温度， $X=\frac{V}{V_C}$ 为相对比容， $\mathrm{\ϵ}=\frac{h}{p_C{V}_C}$ 为相对焓，其中P_c、T_c、V_c均为临界点的值，当已知饱和水或饱和蒸汽的压力时，可由下式叠代求得饱和温度： $\mathrm{\β}\left(\mathrm{\θ}\right)=\exp (\frac{1}{\mathrm{\θ}}\frac{\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{k}_i{(1-\mathrm{\θ})}^i}{1+k_6(1-\mathrm{\θ})+k_7{(1-\mathrm{\θ})}^2}-\frac{(1-\mathrm{\θ})}{k_8{(1-\mathrm{\θ})}^2+k_9})$ 未饱和水及饱和水的计算公式为：x₁＝A₁₁a₅Z^-5/17+{A₁₂+A₁₃θ+A₁₄θ²+A₁₅(a₆-θ)¹⁰+A₁₆(a₇+θ¹⁹)^-1}

-(a₈+θ¹¹)^-1(A₁₇+2A₁₈β+3A₁₉β²)

-A₂₀θ¹⁸(a₉+θ²){-3(a₁₀+β)^-4+a₁₁}+3A₂₁(a₁₂-θ)β²

+4A₂₂θ^-20β³其中：

   Z＝Y+(a₃Y²-2a₄θ+2a₅β)^1/2

   Y＝1-a₁θ²-a₂θ^-6 ${\mathrm{\ϵ}}_1=a_0+A_0\mathrm{\θ}-\underset{v=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}(v-2)A_v{\mathrm{\θ}}^{v-1}+A_{11}\[Z\left\{17\right(\frac{Z}{29}-\frac{Y}{12})+5\mathrm{\θ}\frac{Y^{\′}}{12}\}+a_4\mathrm{\θ}-(a_3-1)\mathrm{\θY}{Y}^{\′}\]Z^{-5/17}$ $+\{A_{12}-A_{14}{\mathrm{\θ}}^2+A_{15}(9\mathrm{\θ}+a_6){(a_6-\mathrm{\θ})}^9+A_{16}({20\mathrm{\θ}}^{19}+a_7){(a_7+{\mathrm{\θ}}^{19})}^{-2}\}\mathrm{\β}$ $-({12\mathrm{\θ}}^{11}+a_8){(a_8+{\mathrm{\θ}}^{11})}^{-2}(A_{17}\mathrm{\β}+{A_{18}\mathrm{\β}}^2+A_{19}{\mathrm{\β}}^3)+A_{20}{\mathrm{\θ}}^{18}({17a}_9+{19\mathrm{\θ}}^2)\{{(a_{10}+\mathrm{\β})}^{-3}+a_{11}\mathrm{\β}\}$ $+A_{21}{a}_{12}{\mathrm{\β}}^3+{21A}_{22}{\mathrm{\θ}}^{-20}{\mathrm{\β}}^4$ 饱和蒸汽的计算公式为： $X_2=I_1\mathrm{\θ}/\mathrm{\β}-\underset{\mathrm{\μ}=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\μ}{\mathrm{\β}}^{\mathrm{\μ}-1}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{\mathrm{\μv}}{X}^{z(\mathrm{\μ},v)}-\underset{\mathrm{\μ}=6}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\frac{(\mathrm{\μ}-2){\mathrm{\β}}^{1-\mathrm{\μ}}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{\mathrm{\μv}}{X}^{z(\mathrm{\μ},v)}}{{\{{\mathrm{\β}}^{2-\mathrm{\μ}}+\underset{\mathrm{\λ}=1}{\overset{1\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\mathrm{\μ\λ}}{X}^{x(\mathrm{\μ},\mathrm{\λ})}\}}^2}$ $+11\left(\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{\β}}_L}\right)\underset{v=0}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{9v}{X}^v$

其中：

X＝exp{b(1-θ)} ${\mathrm{\ϵ}}_2=a_0+B_0\mathrm{\θ}-\underset{v=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{0v}(v-2){\mathrm{\θ}}^{v-1}-\underset{\mathrm{\μ}=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}^{\mathrm{\μ}}\underset{v=1}{\overset{n\left(\mathrm{\μ}\right)}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{\mathrm{\μv}}(1+z(\mathrm{\μ},v)\mathrm{b\θ})X^{z(\mathrm{\μ},v)}$

$+\mathrm{\β}{\left(\frac{\mathrm{\β}}{{\mathrm{\β}}_L}\right)}^{10}\underset{v=0}{\overset{6}{\mathrm{\Σ}}}\[\{1+\mathrm{\θ}(\frac{10{\mathrm{\β}}_L^{\′}}{{\mathrm{\β}}_L}+\mathrm{vb})\}{B}_{9v}{X}^v\]$ 上述各公式中各量的赋值如下：I1＝4.260321148A0＝6824.687741，A1＝-542.2063673，A2＝-20966.66205，A3＝39412.86787A4＝-67332.77739，A5＝99023.81028，A6＝-109391.1774，A7＝85908.41667A8＝-45111.68742，A9＝14181.38926，A10＝-2017.271113，A11＝7.982692717A12＝-0.02616571843，A13＝0.00152241179，A14＝0.02284279054，A15＝242.1647003，A16＝1.269716088E-10，A17＝2.074838328E-07A18＝2.17402035E-08，A19＝1.105710498E-09，A20＝12.93441934A21＝0.00001308119072，A22＝6.047626338E-14a1＝0.8438375405，a2＝0.0005362162162，a3＝1.72，a4＝0.07342278489a5＝0.0497585887，a6＝0.65371543，a7＝0.00000115，a8＝0.000015108a9＝0.14188，a10＝7.002753165，a11＝0.0002995284926，a12＝0.204B0＝16.83599274，B01＝28.56067796，B02＝-54.38923329，B03＝0.4330662834，B04＝-0.6547711697，B05＝0.08565182058B11＝0.06670375918，B12＝1.388983801，B21＝0.08390104328B22＝0.02614670893，B23＝-0.03373439453，B31＝0.4520918904B32＝0.1069036614，B41＝-0.5975336707，B42＝-0.08847535804B51＝0.5958051609，B52＝-0.5159303373，B53＝0.2075021122B61＝0.1190610271，B62＝-0.09867174132，B71＝0.1683998803B72＝-0.05809438001，B81＝0.006552390126，B82＝0.0005710218649B90＝193.6587558，B91＝-1388.522425，B92＝4126.607219B93＝-6508.211677，B94＝5745.984054，B95＝-2693.088365B96＝523.5718623b＝0.7633333333，b61＝0.4006073948，b71＝0.08636081627b81＝-0.853232292 1，b82＝0.3460208861n(1)＝2，n(2)＝3，n(3)＝2，n(4)＝2，n(5)＝3，n(6)＝2，n(7)＝2n(8)＝2z(1，1)＝13，z(2，1)＝18，z(3，1)＝18，z(4，1)＝25，z(5，1)＝32z(6，1)＝12，z(7，1)＝24，z(8，1)＝24，z(1，2)＝3，z(2，2)＝2z(3，2)＝10，z(4，2)＝14，z(5，2)＝28，z(6，2)＝11，z(7，2)＝18z(8，2)＝14，z(2，3)＝1，z(5，3)＝241(6)＝1，1(7)＝1，1(8)＝2x(6，1)＝14，x(7，1)＝19，x(8，1)＝54x(8，2)＝27k1＝-7.691234564，k2＝-26.08023696，k3＝-168.1706546k4＝64.23285504，k5＝-118.9646225，k6＝4.16711732k7＝20.97506，k8＝1.0E10，k9＝9Tc＝647.3K，Pc＝22120000N/m²，Vc＝0.00317m³/kgH_esi＝ε_1i*PcVc H_vsi＝ε_2i*PcVcH_vi＝x_i*H_vsi+(1-x_i)*H_esi＝x_i*ε_2i*PcVc+(1-x_i)*ε_1i*PcVc

②计算每个二回路的给水焓：根据公式 $P=P_{\mathrm{ARE}}+{\mathrm{\ρ}}^{\′}\mathrm{g\Δz}+\frac{1}{2}{\left(\frac{4}{\mathrm{\π}{D}^2}\right)}^2\frac{Q^2}{\mathrm{\ρ}}-\mathrm{\λ}\frac{8L{Q}^2}{\mathrm{\ρ}{\mathrm{\π}}^2{D}^5}$ 计算出蒸汽发生器入口压力，在实际测量温度T1的基础上进行修正得出给水温度值，然后通过ASME公式计算出给水焓，具体公式是： ${\mathrm{\ϵ}}_1=a_0+A_0\mathrm{\θ}-\underset{v=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}(v-2)A_v{\mathrm{\θ}}^{v-1}+A_{11}\[Z\{17(\frac{Z}{29}-\frac{Y}{12})+5\mathrm{\θ}\frac{Y^{\′}}{12}\}+a_4\mathrm{\θ}-(a_3-1)\mathrm{\θ}{\mathrm{YY}}^{\′}\]Z^{-5/17}$ $+\{A_{12}-A_{14}{\mathrm{\θ}}^2+A_{15}(9\mathrm{\θ}+a_6){(a_6-\mathrm{\θ})}^9+A_{16}({20\mathrm{\θ}}^{19}+a_7){(a_7+{\mathrm{\θ}}^{19})}^{-2}\}\mathrm{\β}$ $-({12\mathrm{\θ}}^{11}+a_8){(a_8+{\mathrm{\θ}}^{11})}^{-2}(A_{17}\mathrm{\β}+A_{18}{\mathrm{\β}}^2+A_{19}{\mathrm{\β}}^3)+A_{20}{\mathrm{\β}}^{18}({17a}_9+{19a}^2)\{{(a_{10}+\mathrm{\β})}^{-3}+a_{11}\mathrm{\β}\}$ $+A_{21}{a}_{12}{\mathrm{\β}}^3+21A_{22}{\mathrm{\θ}}^{-20}{\mathrm{\β}}^4$ 给水焓Hei＝ε_1i*PcVc

③计算每个二回路排污焓：排污焓取蒸汽发生器出口处饱和水的焓，即

Hei＝ε_li*PcVc

④计算每个二回路给水流量，具体公式如下： $Q_{\mathrm{ei}}=C_{\mathrm{ei}}\·E_{\mathrm{ei}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ei}}\·{{\mathrm{\πd}}_{\mathrm{ei}}}^2/4\·\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ei}}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{ei}}}={\mathrm{\α}}_{\mathrm{ei}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ei}}\·{{\mathrm{\πd}}_{\mathrm{ei}}}^2/4\·\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{ei}}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{ei}}}$ 其中：Q_ei为给水流量，C_ei为流出系数，E_ei＝1/(1-β_ei ⁴)^1/2，β_ei＝d_e’/D_e’，d_e’为运行工况下的孔板直径，是参考温度下d_e的修正值，D_e’为运行工况下导管圆截面直径，是参考温度下D_e的修正值，ε_e为流体的膨胀因子，ρ_e为装置上游流体密度，ΔP_e为压差，α_e为流量系数，流出系数C_ei由Stolz方程得到： $C_e=C_{1e}+C_{2e}{\left(\frac{{10}^6}{{\mathrm{Re}}_{\mathrm{De}}}\right)}^{0.75}$ 其中： $C_{1e}=0.5959+0.0312{\mathrm{\βe}}^{2.1}-0.1840{{\mathrm{\β}}_e}^8+0.090L_{1e}\frac{{\mathrm{\βe}}^4}{1-{\mathrm{\βe}}^4}-0.0337L_{2e}^{\′}{\mathrm{\βe}}^3$

C_2e＝0.0029βe^2.5 ${\mathrm{Re}}_{\mathrm{De}}=\frac{\mathrm{vDe}}{\mathrm{\μe}}=\frac{4\mathrm{Qe}}{\mathrm{\π\μDe}}$ 为雷诺数μ_e为运行工况下的粘度，β_ei＝d_e’/D_e’为直径比，L_1e为孔板上游面至上游取压孔间的距离与管道直径之比L`_2e为孔板下游面至下游取压孔间的距离与管道直径之比

⑤计算每个二回路的排污流量，排污流量的计算公式为： $Q_{\mathrm{ei}}=C_{\mathrm{pi}}\·E_{\mathrm{pi}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{pi}}{{\mathrm{\πd}}_{\mathrm{pi}}}^2/4\·\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{pi}}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{pi}}}={\mathrm{\α}}_{\mathrm{pi}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{pi}}{{\mathrm{\πd}}_{\mathrm{pi}}}^2/4\·\sqrt{2{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{pi}}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{pi}}}$ 其中：Q_pi为排污流量，C_pi为流出系数，E_pi＝1/(1-β_pi ⁴)^1/2，β_pi＝d_pi’/D_pi，d_pi’为运行工况下的孔板直径，是参考温度下d_pi的修正值，D_pi’为运行工况下导管圆截面直径，是参考温度下D_pi的修正值，ε_pi为流体的膨胀因子，ρ_pi为装置上游流体密度，ΔP_pi为压差，α_pi为流量系数，流出系数C_pi由Stolz方程得到： $C_P=C_{1p}+C_{2p}{\left(\frac{{10}^6}{{\mathrm{Re}}_{\mathrm{Dp}}}\right)}^{0.75}$ 其中： $C_{1p}=0.5959+0.0312{{\mathrm{\β}}_p}^{2.1}-0.1840{{\mathrm{\β}}_p}^8+0.090L_{1p}\frac{{{\mathrm{\β}}_p}^4}{1-{{\mathrm{\β}}_p}^4}-0.0337L_2^{\′}{{\mathrm{\β}}_p}^3$

C_2p＝0.0029β_p ^2.5 ${\mathrm{Re}}_{\mathrm{Dp}}=\frac{v{D}_p}{{\mathrm{\μ}}_p}=\frac{4Q_p}{\mathrm{\π}{\mathrm{\μ}}_p{D}_p}$ 为雷诺数μ_p为运行工况下的粘度，βp_i＝d_p’/D_p’为直径比，L_1p为孔板上游面至上游取压孔间的距离与管道直径之比L`_2p为孔板下游面至下游取压孔间的距离与管道直径之比

⑥计算其他热源传给反应堆冷却***的热量WΔpr，计算公式为：交换能量＝主泵带入的热量+补给泵带入的热量+稳压加热器带入的热量-(非再生热交换器带走的热量+密封水换热器带走的热量+反应堆冷却***带走的热量+***热损失)，正常工况下WΔpr的数值变化不大，故可取常数，反应堆回路总的热损失取值为11MW。

4)利用上述每个二回路的运算值，计算核反应堆堆芯功率，计算公式为： $\mathrm{WR}=\underset{i=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}\[(\mathrm{Hvi}-\mathrm{Hei})\mathrm{Qei}-(\mathrm{Hvi}-\mathrm{Hpi})\mathrm{Qpi}\]-\mathrm{W\ΔPr}$

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