在线监测程序讨论
王常辉
2013.1.1
Outline
一．Beacon 简介
二．开发内容与计划
三．人员分工
Outline
一．Beacon 简介
a.
Beacon总体介绍
b.
Beacon技术原理
c.
Beacon功能介绍
d.
Beacon界面设计
e.
Beacon主要模块计算流程
f.
Beacon程序分析
二．开发内容与计划
三．人员分工
Beacon简介-总体介绍
Beacon简介-总体介绍
Beacon简介-技术原理
在线监测时：
•理论基础：
Im
Ip
•主要思想：

Pm
Pp
计算
修正
•修正方法： Pm ( x , y , z ) 
Pp ( x , y , z ) 
Im
Ip
计算偏离测量时：
•校正因子： M C F ( x , y , z ) 
Pm
Pp
(i, j , k )
(i , j , k )
Beacon简介-功能介绍
功能列表
Beacon简介-功能介绍
版本升级过程
V1.x.x
V2.x.x
V4.x.x
⊙利用热电偶读数监测堆芯径向功率分布
⊙可监测VVER反应堆
V5.x.x
⊙利用堆外探测器确定轴向功率分布
V6.x.x
⊙增加利用固定式探测器信号监测反应堆的能力
⊙采用ANC8进行堆芯中子学计算
⊙结果可视化
V7.x.x
⊙利用固定式探测器信号监测反应堆功率变化
⊙可计算LOCA下的Fdh和Fq
⊙能够监测Fdh和Fq
⊙增加了计算停堆裕量功能
⊙增加了可溶硼的燃耗计算
⊙增加了DNB的计算功能
⊙能够计算停堆裕量
⊙增加了Xe分布的计算功能（用于预测）
⊙ANC9做计算内核
⊙增加了3维FAC计算功能
⊙能够监测含IFBA、MOX、可燃毒物Gd的堆芯
⊙内镶对MSHIM控制方式的处理
⊙增加了格架修正因子修正功能
⊙采用1.5群的SPNOVA程序进行全堆扩散
Beacon简介-界面设计
Title
Title
Beacon简介-界面设计
YYYY-MM-DD
YYYY-MM-DD
HH：MM：SS
HH：MM：SS
Beacon Status
Beacon Status
T/C Coverage or
BASSS
Summary TableAll Views
Show Calibration
SPD Converge
Monitor Data
Operable T/C or
Detailed Table Radial Report
SPD Power
Description
Description
年、月、日
年、月、日
小时、分钟、秒
小时、分钟、秒
Beacon的工作状态指示
Beacon的工作状态指示
Units
Units
无
无
无
无
无
无
Better Axial
Shape Selector System 工作状态标志
热电偶或自给能探测器是否可用标志
无
检查后台的文件是否在更新，如无显示“not operable”
能够工作的热电偶或自给能探测器的比例
堆芯功率水平
无
无
%
Print/View
File
Cycle History
Xenon Mode
Fq/PLHR
with U
T/C or SPD
Exposure
Fq/PLHR Limit
Print Window Image
Measured & Predict
Rod Insertion
BASSS
Fdh/Fr with U
Monitor Data
Exit
Margin
Fdh/Fr Limit
Power
Fxy with U
AFD or ASI
RP Margin
Fxy Limit
Time History
Loops
Min DNBR
Burnup
DNBR Limit
Fq vs Fdh
Pin Burnup
A/O or CORE ASI
Boron
AFD or WP ASI
B-10 Depl
QUAD
B-10 Frac
TMLP
Xe Worth
BASSS DNBR
Xe Rate
Tq
Delta Xe
Vect Avg Tq
Tin
Fq/PLHR水平（带不确定性评估）
未覆盖探测器的组件的个数
Fq/PLHR的限值
Better Axial Shape Selector System 工作状态标志
Fdh水平（带不确定性评估）
检查后台的文件是否在更新，如无显示“not operable”
Fdh/Fr 限值
堆芯功率水平
Fxy水平（带不确定性评估）
Reactor Power Margin
Fxy限值
电厂LOOP数目
目前堆芯状态与最小DNBR的距离
循环燃耗
最小DNBR
最大的Pin燃耗
堆芯轴向功率偏移
计算的堆芯硼浓度
探测器测到的轴向功率偏移
由于B-10燃耗需要RCS修正的硼浓度
由探测器测到的最大的QPTR
计算的B-10含量
Current thermal margin/lower pressure value？
氙浓度折合成硼浓度的价值
BASSS作用时的最小DNBR
Xe的变化率
最大的QPTR
（上半部Xe-下半部Xe）*100/满功率平衡氙
Vector averaged tilt magnitude for 3 or 4 good
detectors
入口温度
无
无
无
无
无
无
无
%
无
无
无
无
无
MWD/TU
无
MWD/TU
%
Ppm
%
ppm
无
Atom
Psi
Ppm
无
Ppm/hr
无
%
无
度或F
Top DExcore
Bank Tilt
上半堆芯的QPTR测量值
D控制棒的位置
无
Steps
Bottom
Excore Tilt
C Bank
下半堆芯的QPTR测量值
C控制棒的位置
无
Steps
Incore
Tilt
B Bank
监测的堆芯功率偏移
B控制棒的位置
无
Steps
Beacon简介-界面设计
Beacon简介-界面设计
General 3D nodalRadialShow calibration
calc
Estimated criticalAxial
condition calc
Trends
Shutdown margin
Read log
Copy
calc
Region Print file
Load swing calc
Margin
Print window image
Lifetime depletion
QuadrantSave SPD set
Xenon predictor
weighted AO
Flux map Save
output
1D control rod
set
constant calc
Generate SPC file
Core model analysis
Fluxmap processing
and analysis
SPDmap processing
and analysis
Single point exdetector calibration
W(z) factors update
Reactivity balance
calc
TC data analysis
Boron titration data
Beacon简介-界面设计
Administrative 选项用于设定BEACON的基础数据，允许管理员修改后台数据，
并定义修正数据。
Beacon简介-界面设计
Monitor calibration
factors
Model calibration
Inputs
and
factors
Inputs
and
CalibrationShow calibration
processing
processing
Thermocouple
calibration
factors
Stop data collection
TC Power Data
Process information
Collection
SPD calibration
ReadPlant_if
external TC
TC No-load Data
File information
factors
Edits
data
updater
Background
Loop temperature
Read log
Processes
calibration
monitor
Thermocouple
Event Scheduler Copy
用于批任务的设定
calibration
Watch_dog
Print
Test
Quit Print window image
Nodal
model
AFD target
calibration
factors
各环路的入口温度
Stuck
worth
Excorerod
detector
控制棒位置
constants
Thermocouple bias
K bias values
factors
电厂热功率水平
Nodal
model
Thermocouple
calibration
factors
Equilibrium
xenon
quality factors
堆芯压力
SPD
quality
BAT
B-10 factors
ratio
Thermocouple
热电偶或SPD测量信号（电流）
Monitor模块基于plant_if模块的
mixing
factors
当需要重启BEACON系统时，可
SPD
fractional
BAT
boron
正常运行，如果plant_if模块出现
以利用该选项选择“停止”、“重
depletion
concentration
中断或异常，则monitor也会出现
堆外探测器信号（电流）
启”updater 进程。
中断或异常。在上述情况下，如果
Accumulated
charge
1-D rod constants
plant_if模块恢复了正常运行，则
硼浓度
Watch_dog
监测BEACON的后台
monitor模块就需要重启。该按钮
进程，该按钮可用于重启或停止
就是实现monitor模块的停止和重
象限AO
watch_dog进程。
启功能。
Calibration:
TC
Power
Data:
TC
no-load
Data:
If differences
between
Supports
collection
ofof
Supports
collection
the
as-built core
and
the
themocouple
data
the
themocouple
data
the
ANC-predicted
set
used
to generate
and
generation
the
core
characteristics
the
thermocouple
thermocouple
slope
exist,
then
the
mixing
factors
and
and
bias
calibration
adjustments
to the
calculate
the uncertainty
factors.
Data
collection
base
power
applied
to theduring
peaking
isBEACON
required
the
象限功率倾斜
distribution
provided
factor
calculations.
Data
initial
plant heatup
from
ARO时的棒位
by the
measured
collection
isoF
required
about
300
to the flux
hot
map.
Thermocouple,
during
the
initial plant
zero
power
满功率修正系数
ex-core
detector
or
startup
from
about
20%
themperature
to obtain
self
powered
detector
power
through
full
power
the
data
to celibrate
signals
will cause to
the
tothe
obtain
information
thermocouples
predicted
power
about
thermocouple
the
loop
temperatures.
distribution
tocore
agree
behavior
as the
with level
the actual
power
power
changes.
distribution.
Beacon简介-主要模块计算流程
Beacon简介-主要模块计算流程
Updater
门槛定义
首先将referencepower
扩展到全堆芯，然后由
堆内测量系统的测量结
果得到的节块修正因子
修正referencePower；
其次，由实时的TC和
堆外探测器（或SPD）
的读数校正reference
Power。
堆芯计算
Beacon简介-主要模块计算流程
Monitor
对由updater进程获得的
reference power进行修正，
修正依据是实时获得的
测量数据（TC或SPD）。
一般每分钟进行一次监测
操作。
Beacon简介-主要模块计算流程
Time
Beacon简介-程序分析
Beacon简介-程序分析
Outline
一．Beacon 简介
二．开发内容与计划
a.
开发目标
b.
开发计划
c.
与重大专项关系
三．人员分工
开发内容与计划-开发目标
总体目标
技术路线参考BEACON程序，
开发具备BEACON程序相应功能的，
能用于二代堆和三代堆的在线监测程序。
年度目标
完成在线监测程序的调研和需求整理工作，
初步搭建程序框架，
实现堆芯功率分布的jiaozheng过程，
搭建基本的界面系统。
开发内容与计划-开发计划
2014年计划开发内容
开发内容与计划-开发计划
2014年计划开发时间表
开发内容与计划-开发计划
2015年完善界面系统、程序架构、updater、monitor的开发工作，
启动watch_dog、plant_if的开发，
并与电厂开展交流。
2016年，基本完成整个产品的监测功能的开发。启动预测功能的开发。
开发内容与计划-与2014年重大专项关系
2014年重大专项软件中心工作内容
•燃料组件截面参数计算核心的开发与验证
•少群截面参数拟合计算核心的开发与验证
•堆芯功率分布计算核心的开发与验证
•DNBR计算核心的开发与验证
•堆芯关键参数计算自动序列开发
即：中心提供组件程序、堆芯程序和
子通道程序的可执行程序给上海院。
时间： 2014年01月 至 2016年12月。
中心开发的在线监测程序
包括在线监测程序的前端和后端，
以COSINE核设计程序为计算核心。
Outline
一．Beacon 简介
二．开发内容与计划
三．人员分工
a.
人员构成
b.
工作分工
人员分工-人员构成
王常
辉
孙业
帅
胡啸
宇
堆芯监
测组
刘硕
李硕
人员分工-工作分工
需求整理
负责人： 王常辉
配合 ： 孙业帅
人员分工-工作分工
程序架构及接口设计
负责人： 王常辉
配合 ： 刘硕，孙业帅
人员分工-工作分工
三维堆芯计算
负责人： 胡啸宇
配合 ： 王常辉
人员分工-工作分工
监测模块开发（monitor）
负责人： 孙业帅
配合 ： 王常辉
人员分工-工作分工
界面开发
负责人： 刘硕
配合 ： 王常辉
人员分工-工作分工
探测器响应及校正
负责人： 李硕
配合 ： 王常辉
总结
100
90
80
70
60
50
1st Qtr
40
2nd
30
3rd
20
4th
10
0
East
West
North
South