[发明专利]反应堆核测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于高速采样技术的数字化的反应堆核测系统。

背景技术

反应堆核测系统是反应堆必不可少的系统之一，通过监测中子注量率来快速得到反应堆功率水平，从而向操作人员提供反应堆信息。然而，反应堆从启动到满功率运行，其核功率的动态变化范围达到11个数量级，具体为10^-9％-200％的额定功率，现有技术中很难使用一种探测器和电路来覆盖如此宽的量程。而常规的核测量系统通常采用三种不同的量程的8个独立测量通道来测量反应堆功率，即2个源量程通道、2个中间量程通道和4个功率量程通道，它们各自配备性能各异和测量范围不同的探测器。

在反应堆堆外核测量系统的8个独立测量通道中，每个通道均包括相互连接的中子探测器和由全模拟电路构成的处理电路，即该处理电路为全模拟化的硬件电路，而全模拟化的处理电路使得整个堆外核测量系统设计复杂、实现工艺困难，且模拟电路本身存在控制精度低、动态响应慢、参数设定不方便、温度漂移严重、容易老化等缺点。因此，现有技术中的反应堆核测系统亟待改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中反应堆核测系统测量反应堆的功率采用全模拟电路构成的处理电路导致的控制精度低、动态响应慢、参数设定不方便、温度漂移严重、容易老化等缺陷，提供一种反应堆核测系统。

本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的：

一种反应堆核测系统，其特点在于，包括探测器、放大模块、采样模块和处理模块；

所述探测器用于在一预设电压下探测反应堆的粒子信号；

所述放大模块用于放大所述粒子信号；

所述采样模块用于以一采样频率采样所述粒子信号，并将所述粒子信号转化为数字信号，所述采样频率大于等于10MHz(兆赫兹)；

所述处理模块用于对所述数字信号进行滤波整形，并提取滤波整形后的数字信号的电性参数，再根据所述电性参数计算所述反应堆的功率数据。

较佳地，所述电性参数包括所述数字信号的脉冲信息、所述数字信号的均方电压信息和所述数字信号的输出电流信息，所述处理模块还用于根据所述脉冲信息计算所述反应堆在第一功率量程的功率数据，根据所述均方电压信息计算所述反应堆在第二功率量程的功率数据，根据所述输出电流信息计算所述反应堆在第三功率量程的功率数据，所述第一功率量程小于所述第二功率量程，所述第二功率量程小于所述第三功率量程。

较佳地，所述采样模块包括一高速ADC(Analog to Digital Converter，模数转换器)芯片，所述处理模块包括一FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片。

较佳地，所述预设电压的范围为500v-3000v(伏)，和/或，所述采样频率的范围为10MHz-250MHz，和/或，所述放大模块的放大系数为10³-10⁴。

较佳地，所述反应堆核测系统还包括一开关量接收模块；

所述开关量接收模块用于接收一开关控制信号，并将所述开关控制信号发送至所述处理模块；

所述处理模块还用于在接收到所述开关控制信号后执行对所述反应堆核测系统的控制。

较佳地，所述反应堆核测系统还包括一故障检测模块；

所述故障检测模块用于检测所述FPGA芯片上每一节点的信号值，并在其中一节点的信号值与所述节点的信号预设值的差值大于一第一阈值时发出报警信号，所述信号值包括电压值和电流值。

较佳地，所述处理模块还用于判断所述功率数据是否超过所述功率数据对应的保护整定值，若是，发出停堆保护信号。

较佳地，所述反应堆核测系统还包括一输出模块，所述输出模块用于将所述功率数据转换为模拟量后输出，和/或，用于通过一总线将所述功率数据传输至外部设备。

较佳地，所述反应堆核测系统还包括一设置模块，所述设置模块用于设置所述放大模块的放大系数、所述采样频率、所述功率数据的影响因子以及所述第一阈值。

较佳地，所述反应堆核测系统还包括一检验模块，所述检验模块用于通过一信号发生器发送一标准检验信号至所述采样模块，并在所述处理模块处理的数字化的所述标准检验信号的结果与所述标准检验信号的差值大于一第二阈值时发出报警信号。