[发明专利]低中子注量率下的监测装置及其数据处理方法

说明书

本发明公开了低中子注量率下的监测装置及其数据处理方法，涉及反应堆仪控测量领域，解决了低注量率情况下反应堆已有的监测手段已无法实现启堆期间对堆芯状态的有效监测的问题。本发明包括安装于堆芯外仪表井内的探测器和处理探测器信号的二次仪表；内层芯体包括三段对中子灵敏的³He管，三段³He计数管均匀布置，纵向覆盖堆芯高度，并通过加法电路将三段计数管信号合并为一路信号输出至二次仪表。本发明可应用于在无外加一次中子源的反应堆启动过程中的堆芯状态监测。

技术领域

本发明涉及反应堆仪控测量领域，具体涉及低中子注量率下的监测装置及其数据处理方法。

背景技术

目前国内外核电厂(俄罗斯的VVER堆型除外)在首次装料及达临界过程中，都会在堆芯引入一次中子源，提高堆芯中子注量率水平，以便通过相应的仪表对整个堆芯装料及达临界过程的堆芯状态进行监测，确保反应堆的安全性。

一次中子源存在进口受限，运输、存储困难，价格昂贵等缺点。取消一次中子源将成为核电技术发展的趋势，将很大程度上提高核电技术的先进性、经济性、安全性。

有源启动中，在反应堆堆外会设置堆外核仪表系统用于连续监测反应堆功率和功率水平的变化。核仪表系统设置了一系列测量中子注量率的探测器，采用三个量程的设计(源量程、中间量程、功率量程)分别应用于反应堆运行的不同阶段，实现反应堆连续保护和控制。

然而取消一次中子源后堆外核测探测器所处位置的中子注量率水平相较于有源启动至少将降低2个量级，低注量率情况下反应堆已有的监测手段已无法实现启堆期间对堆芯状态的有效监测，因此需要发明设计新的监测手段保障无源启动期间的有效监测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：低注量率情况下反应堆已有的监测手段已无法实现启堆期间对堆芯状态的有效监测，本发明提供了解决上述问题的低中子注量率下的监测装置及其数据处理方法。在反应堆取消一次中子源后启堆过程中低中子注量率情况时也能对堆芯状态进行监测，保证反应堆的安全启动。

本发明通过下述技术方案实现：

低中子注量率下的监测装置，包括安装于堆芯外仪表井内的探测器和处理探测器信号的二次仪表；

所述探测器包括内层芯体；

内层芯体包括三段对中子灵敏的³He管，三段³He计数管均匀布置，纵向覆盖堆芯高度，并通过加法电路将三段计数管信号合并为一路信号输出至二次仪表。

进一步地，所述探测器还包括外层慢化体，所述慢化体与芯体相互独立，所述慢化体为一个屏蔽层；

所述慢化体用于将堆芯泄漏的快中子慢化为探测器芯体可捕获测量的热中子。

进一步地，二次仪表包括信号调理器及数字处理器；

信号调理器将所述加法电路输出的脉冲信号转换为标准信号并通过网络送到数据处理器，数据处理器对来自信号调理器的输入信号进行连续的读取，读取数据并完成数据处理、数据贮存、计算、屏幕显示及数据输出。

进一步地，所述信号调理器低纹波低压电源、脉冲信号放大器和信号变换器，所述信号调理器对输入信号进行脉冲放大，数字处理，所述信号调理器将输入的脉冲信号转换为标准信号发送至数据处理器。

进一步地，所述信号调理器对应每路输入信号包括一组电路模块；

一组电路模块包括1个模拟低压电源模块、1个数字低压电源模块、1个脉冲放大模块、1个高压电源模块以及1个数字处理模块；

模拟低压电源模块将220V/50Hz交流电源转换为直流电源，为脉冲放大模块和高压电源模块提供低压电源；