[实用新型]核反应堆数字化物理启动用监测装置

说明书

本实用新型属于核工程的控制和监测技术领域，特别涉及用于核反应堆物理启动试验的监测系统的装置。

物理启动试验是核反应堆建成后正式运行前必做的重要试验。通过此试验核反应堆首次达到临界，为运行提供必要的数据。为了保证物理启动试验的安全可靠运行，必须采用物理启动监测系统，对中子注量率进行监测，并外推出临界棒位(或者是硼浓度，或者是燃料球数)。目前，核反应堆控制已进入数字化控制时代，新建的堆大部分采用计算机进行监控，如清华大学核能技术设计研究院设计和建造的10MW高温气冷实验堆，就是采用数字化仪表控制系统，其中的非安全级控制系统采用了北京和利时系统工程股份有限公司制造的分布式计算机系统进行控制。这为核反应堆物理启动用监测系统的数字化提供了技术前提。

已有的核反应堆物理启动用监测系统为模拟式、通用型，即由几个通用的模拟装置连接在一起构成一个通道，由两个或两个以上完全相同的通道共同组合成一套物理启动用监测系统。

这种模拟系统的每个通道含以下几个部分：探测器+通用高低压电源+通用定标器+记录仪。

这种模拟系统的不足表现在：其一，只能进行中子注量率监测，必须人工进行大量的记录和外推计算；其二，结构笨重，价格昂贵；其三，不能充分利用数字化仪表控制系统的资源。

本实用新型的目的在于为克服已有模拟系统的不足，研制出一种专用的数字化物理启动用监测装置，具有结构简单，造价低廉，使用方便，易学，有很强的灵活性等诸多优点，并且可充分地利用了核反应堆用的分布式计算机控制系统(简称DCS系统)软硬件资源，除了能进行常规的中子注量率监测外，可以在人机界面上直读数据，免去人工记录和计算之劳；可以在人机界面上列外推趋势表及绘制显示外推曲线，清楚形象实时地看到外推结果和趋势。

本实用新型提出一种核反应堆数字化物理启动用监测装置，包括中子探测组件、通用高低压电源，其特征在于，还包括与所说的中子探测组件相连，将探测信号进行处理的数据预处理单元。该中子探测组件将探测到的代表中子注量率的电脉冲信号输出给数据预处理单元；数据预处理单元输出标准脉冲信号给外接的分布式计算机控制系统(DCS)的脉冲量输入模块，并接受分布式计算机控制系统的模拟量输出模块和开关量输出模块输出的控制量。

本实用新型所说的数据预处理单元可由脉冲计数率电路、音响处理电路和自检电路三部分电路所组成的电路板插件；其中，所说的脉冲计数率电路的输入端与中子探测组件的输出端相连，所说的脉冲计数率电路的输出端与音响处理电路的输入端相连，所说的音箱连于该音响处理电路的输出端，所说的自检电路连于所说的脉冲计数率电路的输入端。所说的脉冲计数率电路是将经中子探测组件来的电脉冲进行放大、甄别和成形，去掉噪声，给出正比于中子注量的标准脉冲到外接的DCS系统和音响部分；音响处理电路部分是向系统运行人员提供正比于中子注量率的人耳可分辨的脉动音响(脉动数率≤5CPS)，为此对高中子注量率信号必须进行分频，不同的分频倍数对应于不同音调的输出音响信号。音箱将上述输出音响信号转变成脉动音响，这个信号的快慢表达中子注量率水平的高低，提供给运行人员；自检电路部分中由自检信号发生器给出方波自检信号供系统自检，自检信号与工作信号的切换由DCS系统控制模拟开关实现。本部分涉及到高频小信号处理，故对电源需有滤波处理。。

所说的脉冲计数率电路主要可由主放电路、甄别器、成形器所组成，其中，主放电路将经中子探测组件送来的脉冲信号线性放大为正脉冲；甄别器将来自主放的脉冲信号与甄别器的甄别电压相比后，产生甄别脉冲输出；甄别电压可调，通过选择甄别电压将γ脉冲和噪声甄别掉，甄别器输出的甄别脉冲的个数仅与中子个数有关；成形器，接受来自甄别器的甄别脉冲，将其成形为脉宽、幅度固定的标准脉冲，此标准脉冲分两路传输，一路经驱动器到DCS系统的脉冲输入通道，另一路到音响部分的分频器。