技术领域 [0001]本发明属于核与辐射应急领域，具体涉及一种乏燃料水池燃料组件损伤评价方法、存储介质及系统。 背景技术 [0002]国家核安全局要求核电厂增强乏燃料水池在事故后的补水和监测能力，可以基于在线监测仪表读数来评价乏燃料水池发生严重事故时的燃料组件损伤状态与程度，可以为核应急准备与响应提供技术支撑与决策依据。 [0003]与反应堆内的堆芯损伤评价方法不同，由于乏燃料水池内装载的燃料组件数量庞大、类型庞杂，根据储存时间、初始富集度、燃耗不同，其发生损伤的时间、程度等都是不同的。 [0004]因此，无法通过反应堆所使用的CDAG或CDAM等方法进行燃料组件损伤程度的判断。 发明内容 [0005]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种乏燃料水池燃料组件损伤评价方法、存储介质及系统，以定性判断燃料组件的损伤状态及定量评价燃料组件的损伤程度。 [0006]为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种乏燃料水池燃料组件损伤评价方法，包括步骤：建立燃料组件数据库；燃料组件裸露判断；燃料包壳气密性破损份额评价；燃料包壳破损份额评价；燃料破损评价结果合理性判断。 [0007]进一步，所述乏燃料水池燃料组件损伤的状态包括：乏池燃料无损伤、燃料包壳气密性破损及燃料包壳破损。 [0008]进一步，所述乏燃料水池燃料组件损伤评价的参数包括乏燃料水池表面辐射水平及乏燃料水池液位； [0009]其中，所述乏燃料水池液位需要确定整值SVL1、SVL2及SVL3，所述SVL1表示乏燃料水池报警液位，低于此液位，燃料可能包壳气密性破损；所述SVL2表示燃料上转换区对应的乏燃料水池液位，低于此液位，燃料组件主要释热区域裸露，燃料温度上升；所述SVL3表示燃料组件顶端对应的乏燃料水池液位，低于此液位，燃料组件开始裸露，裂变产物释放加剧。 [0010]进一步，对燃料组件进行分类； [0011]单个燃料组件的放射性积存量计算； [0012]裂变产物的释放份额计算； [0013]获取剂量率响应。 [0014]进一步，所述燃料组件分类包括以储存时间及富集度与燃耗进行分类。 [0015]进一步，所述燃料破损评价结果合理性判断包括燃料包壳气密性破损评价结果及燃料包壳破损评价结果； [0016]其中，燃料包壳气密性破损评价结果的判断：乏燃料水池液位[0017]燃料包壳破损评价结果的判断：乏燃料水池液位[0018]进一步，所述评价结果包括乏燃料水池每一类燃料组件损伤类型及其对应的损伤份额。 [0019]进一步，当全部所述燃料组件的所述燃料包壳气密性破损100％破损，则进行燃料包壳破损份额评价。 [0020]本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种乏燃料水池燃料组件损伤评价方法。 [0021]本发明还提供一种乏燃料水池燃料组件损伤评价系统，包括：数据组件模块，用于对储存在乏燃料水池中的燃料组件建立数据库，以建立不同种类燃料组件单个组件100％燃料包壳气密性破损与100％燃料包壳破损时释放的剂量率的响应；裸露判断模块，用于判断燃料组件是否裸露；包壳气密性破损评价模块，用于进行燃料包壳气密性破损份额评价；包壳破损评价模块，用于进行燃料包壳破损份额评价；合理性判断模块，用于燃料破损评价结果合理性的判断。 [0022]本发明的效果在于：通过建立燃料组件数据库，并依次逐一判断燃料组件是否裸露、包壳气密性破损份额、包壳破损份额，体现了不同存储时间、初始富集度、燃耗组件在事故情况下不同的损伤表现形式，针对性更强，体现了不同组件的特性，更具有合理。 附图说明 [0023]图1是本发明中一种乏燃料水池燃料组件损伤评价方法的步骤流程图； [0024]图2是一种乏燃料水池燃料组件损伤评价方法的模块原理示意图。 具体实施方式 [0025]下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。 [0026]如图1-2所示，本方法基于600MW示范快堆工程核岛监测设备特性，针对核应急情况下钠冷快堆反应堆堆芯发生破损的情况，提出了一种乏燃料水池燃料组件损伤评价方法包括步骤： [0027]S1，建立燃料组件数据库； [0028]具体的，乏燃料水池燃料组件损伤的状态共包括：乏池燃料无损伤、燃料包壳气密性破损(燃料棒间隙裂变产物释放)、燃料包壳破损(燃料块中裂变产物释放)。 [0029]基于在线监测仪表读数评价方法使用的损伤评价参数包括：乏燃料水池表面辐射水平(HRM)及乏燃料水池液位(SVL)。 [0030]乏燃料水池表面辐射水平是确定乏燃料水池燃料组件损伤状态和损伤份额的主要依据，乏燃料水池液位则是对乏燃料水池燃料组件损伤评价结果的合理性进行评价。 [0031]其中，乏燃料水池表面辐射水平(HRM)：建立HRM与乏燃料水池燃料组件损伤状态的关系，不需要确定整定值。 [0032]乏燃料水池液位(SVL)：建立SVL与乏燃料水池燃料组件损伤状态的关系，需要确定的整定值有SVL1、SVL2和SVL3。 [0033]SVL1：表示乏燃料水池报警液位，低于此液位，燃料可能包壳气密性破损；取值依据为低于此液位，冷却剂不足以带走足够的热量，燃料可能包壳气密性破损。 [0034]SVL2：表示燃料上转换区对应的乏燃料水池液位，低于此液位，燃料组件主要释热区域裸露，燃料温度上升；取值依据为燃料上转换区是乏燃料水池中主要释热最高处，当液位低于此处后，裸露部分将失去热阱，燃料棒可能熔化，包壳破损。 [0035]SVL3：表示燃料组件顶端对应的乏燃料水池液位，低于此液位，燃料组件开始裸露，裂变产物释放加剧；取值依据为当燃料组件开始裸露后，裂变产物释放到乏燃料水池厂房中的份额升高。 [0036]在进行乏燃料水池燃料组件损伤评价之前，需要对储存在乏燃料水池中的燃料组件建立数据库，根据储存时间、富集度、燃耗建立不同种类燃料组件单个组件100％燃料包壳气密性破损与100％燃料包壳破损时释放的剂量率的响应。 [0037]进一步地，建立燃料组件数据库又包括： [0038]S11，对燃料组件进行分类； [0039]具体的，燃料组件分类包括以储存时间及富集度与燃耗进行分类，储存时间可以根据示范快堆工程的换料周期来进行分类。 [0040]以一个具体实例作为说明，考虑到乏燃料组件600MW示范快堆工程的换料周期是180天(约半年)，故将储存时间步长设置为0.5a。NUREG-6451认为当燃料衰变700d(约2a)后，及时出现燃料裸露，也不会发生损伤。同样考虑到，相较于压水堆，钠冷快堆的燃料初始富集度和卸料燃耗均高出许多，根据《600MW示范快堆工程(CFR600)初步安全分析报告》，乏燃料组件在储存5年后辐射源强变化较小，储存时间5年以上的乏燃料组件按照储存5年计算。 [0041]因此，储存时间可分为：暂存组件、储存0.5a的燃料组件、储存1a的燃料组件、…、储存5a的燃料组件。 [0042]富集度与燃耗包括：内区燃料组件，燃耗：新组件、1循环燃耗、2循环燃耗、3循环燃耗； [0043]中区燃料组件，燃耗：新组件、1循环燃耗、2循环燃耗、3循环燃耗； [0044]外区燃料组件，燃耗：新组件、1循环燃耗、2循环燃耗、3循环燃耗。 [0045]S12，单个燃料组件的放射性积存量计算； [0046]具体的，乏燃料水池内的燃料组件发生损伤时，裂变产物直接释放到乏燃料厂房的气空间，利用燃耗计算程序(如ORIGEN、MCNPX)计算裂变核素的积存量，程序输入包括燃料的初始质量、富集度、燃耗、功率史、辐照时间、衰变时间等，初始质量为单个组件的质量，燃耗、功率史、辐照时间、衰变时间以组件计算的假设条件为准，后期可以电厂的实际运行情况进行更新。 [0047]S13，裂变产物的释放份额计算； [0048]具体的，考虑到600MW示范快堆与压水堆的裂变产物类型相同，不同点主要在每种裂变产物的总量上，而总量对该核素的释放份额影响不大；且乏燃料水池中的冷却剂均为水，故可以使用压水堆燃料组件裂变产物在乏燃料水池中释放份额。 [0049]根据NUREG-1887的实验数据，对于不同分组的裂变产物，100％破损的释放份额如表1所示。 [0050] [0051] [0052]表1 [0053]将燃耗计算程序计算出的裂变产物积存量与上述释放份额相乘，便可以得到释放到乏燃料厂房的裂变产物。 [0054]S14，获取剂量率响应； [0055]具体的，利用蒙特卡洛程序(如MCNP、MCX)计算剂量响应率。首先，释放到乏燃料厂房裂变产物在厂房气空间内均匀分布，获得其γ源分布；然后，计算探测器位置处的剂量率响应便可。 [0056]接着，将不同类型的组件按照剂量率响应的分别按照燃料破损类型排序，其中，燃料包壳气密性破损(组件未裸露)最大的为R_c,1，燃料包壳气密性破损(组件裸露)最大的为R_u,1，燃料包壳破损最大的为R_m,1。 [0057]S2，燃料组件裸露判断； [0058]根据乏燃料水池液位整定值(SVL3)判断燃料组件是否裸露，如未裸露则燃料包壳气密性破损的剂量率响应R_g,i＝R_c,i，如裸露则计算燃料包壳气密性破损的剂量率响应。 [0059]S3，燃料包壳气密性破损份额评价； [0060]具体的，在判断燃料组件裸露后，对所有燃料组件进行燃料包壳气密性破损份额评价，以得到破损份额。 [0061]以一个具体实例作为说明，令乏燃料水池内某类燃料组件的数目为n_i，首先对燃料包壳气密性破损剂量率响应最大的一类燃料组件做如下计算： [0062]m₁＝[R/R_g,1] [0063]其中，R为探测器剂量率响应；m₁为燃料包壳气密性破损剂量率响应最大的一类燃料组件的实际剂量率；R_g，1为包壳气密性破损剂量率响应最大的一类燃料组件单个组件的剂量率响应； [0064]若m₁≥n₁，则说明实际的剂量率大于或等于燃料包壳气密性破损剂量率响应最大的一类燃料组件全部发生损伤的剂量率，则此类燃料组件的燃料包壳气密性破损份额为100％，继续计算剂量率响应次大的一类燃料组件： [0065]m₂＝[(R-R_g,1n₁)/R_g,2] [0066]其中，m₂为燃料包壳气密性破损剂量率响应次大的一类燃料组件的实际剂量率；R_g，2为包壳气密性破损剂量率响应次大的一类燃料组件单个组件的剂量率响应； [0067]依次类推，直至m_i＜n_i，则可得第1至第i-1组的燃料组件全部包壳气密性100％破损，第i组燃料组件的燃料包壳气密性破损份额为： [0068] [0069]其中，R_g，j为包壳气密性破损剂量率响应第j大的一类燃料组件单个组件的剂量率响应；n_j为包壳气密性破损剂量率响应第j大的一类燃料组件单个组件的组件个数；R_g，i为包壳气密性破损剂量率响应第i大的一类燃料组件单个组件的剂量率响应； [0070]若全部燃料组件包壳气密性100％破损，则进行燃料包壳破损份额评价。 [0071]S4，燃料包壳破损份额评价； [0072]具体的，同燃料包壳气密性破损份额评价计算相同，按照燃料包壳破损剂量率响应依次对每一类燃料组件进行破损份额评价，则第i组燃料组件的燃料包壳破损份额为： [0073] [0074]其中，R_m，j为包壳破损剂量率响应第j大的一类燃料组件单个组件的剂量率响应；R_m，i为包壳破损剂量率响应第i大的一类燃料组件单个组件的剂量率响应； [0075]S5，燃料破损评价结果合理性判断； [0076]具体的，需要对燃料破损评价结果进行合理性证实，通过判断乏燃料水池液位的参数指示是否与事故情况一致来进行合理性判断。 [0077]燃料破损评价结果合理性判断包括燃料包壳气密性破损评价结果及燃料包壳破损评价结果。 [0078]其中，燃料包壳气密性破损评价结果的判断：乏燃料水池液位[0079]燃料包壳破损评价结果的判断：乏燃料水池液位[0080]即，当燃料包壳气密性破损评价结果的判断：乏燃料水池液位[0081]可以理解，评价结果包括：乏燃料水池每一类燃料组件损伤类型及其对应的损伤份额。损伤类型包括：无损伤、燃料包壳气密性损伤、燃料包壳破损；损伤份额为百分比(％)。 [0082]本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施一种乏燃料水池燃料组件损伤评价方法的步骤。 [0083]需要说明的是，本申请所示的存储介质可以是计算机可读信号介质或者存储介质或者是上述两者的任意组合。存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。存储介质还可以是存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。 [0084]本发明还提供一种乏燃料水池燃料组件损伤评价系统，其包括： [0085]数据组件模块，用于对储存在乏燃料水池中的燃料组件建立数据库，以建立不同种类燃料组件单个组件100％燃料包壳气密性破损与100％燃料包壳破损时释放的剂量率的响应； [0086]裸露判断模块，用于判断燃料组件是否裸露； [0087]包壳气密性破损评价模块，用于进行燃料包壳气密性破损份额评价； [0088]包壳破损评价模块，用于进行燃料包壳破损份额评价； [0089]合理性判断模块，用于燃料破损评价结果合理性的判断。 [0090]通过上述实施例可以看出，本发明的有益效果在于：通过建立燃料组件数据库，并依次逐一判断燃料组件是否裸露、包壳气密性破损份额、包壳破损份额，体现了不同存储时间、初始富集度、燃耗组件在事故情况下不同的损伤表现形式，针对性更强，体现了不同组件的特性，更具有合理性。 [0091]本发明所述的系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

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